[發(fā)明專利]基于電生理信號人工智能分析的疲勞駕駛告警方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010317781.2
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111603158B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡沈健;沈綱祥;張強;胡南;周詩銘
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州樂達納米科技有限公司
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369;A61B5/398;A61B5/18
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 張榮

本發(fā)明涉及一種基于電生理信號人工智能分析的疲勞駕駛告警方法及系統(tǒng),包括采集前額三通道電生理信號，構(gòu)造原始待處理數(shù)據(jù)矩陣并放入緩存；對原始待處理數(shù)據(jù)矩陣作預(yù)處理；對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣作多通道經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，三個通道上分別得到通道間對應(yīng)頻率一致的多個本征模函數(shù)分量；基于矩陣聯(lián)合對角化得到三個通道上各自的腦電信號、垂直眼電分量和水平眼電分量；將所述三個通道上各自的垂直眼電分量和水平眼電分量合并得到匯總的垂直眼電信號和水平眼電信號；將所述三個通道各自的腦電信號、匯總的垂直眼電信號和水平眼電信號輸入預(yù)先搭建并訓(xùn)練好的多通道循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)輸出結(jié)果判斷是否屬于疲勞駕駛。本發(fā)明適用范圍廣，而且準(zhǔn)確度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疲勞駕駛檢測的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于電生理信號人工智能分析的疲勞駕駛告警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

引發(fā)交通事故發(fā)生的因素有很多，駕駛?cè)藛T的疲勞駕駛是主要因素之一，已成為重大交通事故的第二大誘因。

為了克服疲勞駕駛，目前已存在很多單獨利用腦電、單獨利用眼電或者聯(lián)合利用腦電和眼電進行疲勞狀態(tài)判斷的現(xiàn)有文獻。對單獨利用腦電的方式而言，往往需要繁瑣的腦電數(shù)據(jù)預(yù)處理，特別是去眼電的過程把與疲勞狀態(tài)相關(guān)的有用眼電信號也去除了，因此偵測效果差；對單獨利用眼電的方式而言，眼電電極的設(shè)置可能干擾駕駛員的正常行駛，實用性差；因此聯(lián)合利用腦電和眼電進行疲勞狀態(tài)的判斷方案變得越來越流行。

聯(lián)合利用腦電和眼電進行疲勞狀態(tài)判斷的方式，目前主要包括兩種途徑：一種途徑是分別設(shè)置腦電采集電極和眼電采集電極并利用兩者采集到的數(shù)據(jù)聯(lián)合分析；另一種途徑是只利用前額電極進行電生理信號采集，然后從其中分別提取腦電和眼電信息聯(lián)合進行分析。如中國發(fā)明專利(CN105595996A)公開了一種眼電與腦電綜合判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測方法，分別利用眼電判定模塊和腦電判定模塊對信號進行處理與分析，腦電判定模塊和眼電判定模塊分別利用腦電波的能量和測試人員的眨眼次數(shù)設(shè)定相應(yīng)的閾值對駕駛?cè)藛T所處狀態(tài)進行監(jiān)測，兩者均超出設(shè)定的閾值時，則做出駕駛?cè)藛T處于疲勞駕駛的判斷。上述雖然將眼電與腦電相結(jié)合對疲勞狀態(tài)進行了綜合監(jiān)測，但眼電僅提取了眨眼次數(shù)這一特征，對眼電的利用比較粗糙，無法準(zhǔn)確提取眼電信號加以全面的利用。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中對眼電的利用比較粗糙，無法準(zhǔn)確提取眼電信號的問題，從而提供一種可以準(zhǔn)確提取眼電信號的基于電生理信號人工智能分析的疲勞駕駛告警方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種基于電生理信號人工智能分析的疲勞駕駛告警方法，包括：采集前額三通道電生理信號，構(gòu)造原始待處理數(shù)據(jù)矩陣S＝[s₁,s₂,s₃]并放入緩存；對所述緩存內(nèi)的原始待處理數(shù)據(jù)矩陣S_raw作預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣S；對所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣S作多通道經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，三個通道上分別得到通道間對應(yīng)頻率一致的多個本征模函數(shù)分量，其中第i個通道上的第n個本征模函數(shù)分量表示為n＝1，2，...，N，i＝1，2，3；根據(jù)所述本征模函數(shù)分量，基于矩陣聯(lián)合對角化得到三個通道上各自的腦電信號e_i、垂直眼電分量v_i和水平眼電分量h_i；將所述三個通道上各自的垂直眼電分量v_i和水平眼電分量h_i合并得到匯總的垂直眼電信號v和水平眼電信號h；將所述三個通道各自的腦電信號e_i、匯總的垂直眼電信號v和水平眼電信號h輸入預(yù)先搭建并訓(xùn)練好的多通道循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)輸出結(jié)果判斷是否屬于疲勞駕駛。

在本發(fā)明的一個實施例中，采集前額三通道電生理信號的方法為：采用三個數(shù)據(jù)采集電極，且所述三個數(shù)據(jù)采集電極的位置分別為左側(cè)眉骨上方、右側(cè)眉骨上方以及眉心上方，并將地電極和參考電極分別置于左側(cè)太陽穴附近和右側(cè)太陽穴附近。