[發(fā)明專利]一種基于腦電信號船員專注度檢測系統(tǒng)的檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011077475.2
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112336348A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊柳;萬志遠(yuǎn);劉清;涂延芳;陳俊華;何萌;楊錟
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: A61B5/18
• 分類號: A61B5/18;A61B5/16;A61B5/372;A61B5/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

1.一種基于腦電信號船員專注度檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于：

所述腦電信號船員專注度檢測系統(tǒng)包括：

腦電采集模塊、第一藍(lán)牙模塊、第二藍(lán)牙模塊、微處理器、顯示模塊、語音模塊；

所述腦電采集模塊與所述第一藍(lán)牙模塊通過有線方式連接；

所述第一藍(lán)牙模塊與所述第二藍(lán)牙模塊通過無線方式連接；

所述第二藍(lán)牙模塊與所述微處理器通過有線方式連接；所述微處理器分別與所述的顯示模塊、語音模塊通過有線方式依次連接；

所述的腦電采集模塊、第一藍(lán)牙模塊安放在船員頭部；

所述的第二藍(lán)牙模塊、微處理器、顯示模塊、語音模塊均安放于船艙駕駛臺；

所述檢測方法包括以下步驟：

步驟1：腦電采集模塊采集用于離線訓(xùn)練的腦電信號數(shù)據(jù)集，通過所述的第一藍(lán)牙模塊、第二藍(lán)牙模塊傳輸至微處理器；

步驟2：在微處理器中將腦電信號數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理得到預(yù)處理后腦電數(shù)據(jù)集；

步驟3：在微處理器中將預(yù)處理后腦電數(shù)據(jù)集進(jìn)行小波包分解，得到小波包分解后的腦電信號特征量數(shù)據(jù)集；

步驟4：在微處理器中使用離線訓(xùn)練數(shù)據(jù)集通過Baum-Welch算法對隱馬爾可夫模型的參數(shù)進(jìn)行離線訓(xùn)練，得到隱馬爾可夫模型的參數(shù)；

步驟5：使用在線應(yīng)用數(shù)據(jù)集經(jīng)過步驟1至3所得時間序列，以及步驟4所得隱馬爾可夫模型參數(shù)通過維特比算法計算，獲得船員的專注度檢測結(jié)果；

步驟6：微處理器根據(jù)專注度狀態(tài)結(jié)果，控制顯示模塊、語音模塊進(jìn)行預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于腦電信號船員專注度檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于：

步驟1中所述用于離線訓(xùn)練的不同專注狀態(tài)下腦電信號數(shù)據(jù)集為：

其中，k為離線訓(xùn)練時的專注度水平，k＝1表示低專注度狀態(tài)腦電信號數(shù)據(jù)集，k＝2表示一般專注度狀態(tài)腦電信號數(shù)據(jù)集，k＝3表示高專注狀態(tài)腦電信號數(shù)據(jù)集；K＝3，表示離線訓(xùn)練時的專注度水平等級數(shù)量，表示用于離線訓(xùn)練的專注度水平為k的腦電信號數(shù)據(jù)集；表示離線訓(xùn)練的專注度水平為k的腦電信號數(shù)據(jù)集中第l點腦電信號數(shù)據(jù)，L為腦電信號數(shù)據(jù)的長度，由采樣率決定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于腦電信號船員專注度檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于：

步驟2中所述將腦電信號數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理具體為：

將腦電信號數(shù)據(jù)集中每個點數(shù)據(jù)依次通過帶通濾波，獨立成分分析去除偽跡操作；

所述帶通濾波的下限為F_L，所述帶通濾波的上限為F_H；

步驟2所述預(yù)處理后腦電數(shù)據(jù)集為：

其中，表示數(shù)據(jù)集經(jīng)過預(yù)處理后生成的預(yù)處理腦電數(shù)據(jù)集，表示專注度水平k的預(yù)處理后腦電數(shù)據(jù)集中第l點腦電數(shù)據(jù)，k為離線訓(xùn)練時的專注度水平，K表示離線訓(xùn)練時的專注度水平等級數(shù)量。