[發(fā)明專利]一種通過檢測眨眼信號判斷疲勞狀態(tài)的方法和系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113080971A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐建軍;趙明帥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: A61B5/16
• 分類號: A61B5/16;A61B5/18;A61B5/369;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 劉源

本發(fā)明提供一種通過檢測眨眼信號判斷疲勞狀態(tài)的方法和系統(tǒng)，通過實時獲取被試者的前額腦電信號和后枕腦電信號；基于該前額腦電信號和后枕腦電信號，提取眨眼信號；根據(jù)單個所述眨眼信號的周期內(nèi)峰值至谷值的時間設(shè)置判斷閾值；通過所述眨眼信號與所述判斷閾值進(jìn)行比較，判斷被試者的疲勞狀態(tài)。本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)，采用便攜式生理電腦電采集設(shè)備進(jìn)行實時采集以及數(shù)據(jù)處理，使檢測更加的便捷以及迅速。并利用簡便快捷的算法快速檢測疲勞，降低安全隱患。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腦電分析技術(shù)中疲勞度檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及腦電信號中的眨眼信號檢測。

背景技術(shù)

伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，目前世界擁有公用以及私人汽車數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)恐怖的數(shù)量，但汽車在給我們提供方便的同時，也同樣在帶給我們傷害。據(jù)2019全國數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國每年由于交通事故的死亡數(shù)量約十萬人，而其中交通事故中有21％是因為疲勞駕駛。而隨著現(xiàn)代社會的迅猛發(fā)展，有關(guān)于腦力的勞動變得越來越廣泛。但由于現(xiàn)代社會情勢所需，競爭異常激烈，人們會經(jīng)常長時間進(jìn)行高強(qiáng)的腦力活動，產(chǎn)生腦疲勞，在腦疲勞狀態(tài)下進(jìn)行駕車，無疑是導(dǎo)致疲勞駕駛的根本原因。而單靠相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)無法完全控制住事故率，所以進(jìn)行腦疲勞檢測，從根本解決問題已經(jīng)成為安全領(lǐng)域的一個重要的方向，而腦電信號無疑成為了檢測腦疲勞的重要一環(huán)。

隨著人們對疲勞問題的重視，國內(nèi)外學(xué)者紛紛開始了對其研究，其中美國航空航天局在1994年便開始了針對飛行員疲勞監(jiān)測的項目，成為最早關(guān)注人類疲勞問題的研究機(jī)構(gòu)之一。而自從1929年首次提出報道腦電信號以來，人類對腦電信號的研究已經(jīng)從紙質(zhì)腦電圖機(jī)進(jìn)化發(fā)展到了數(shù)字采集系統(tǒng)，功能更加完善精準(zhǔn)。近幾年越來越多科研小組進(jìn)行腦電眼電等人體電信號的研究，但總數(shù)仍為少數(shù)。

近幾年國內(nèi)許多高效聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊進(jìn)行腦電方向的研究，并且取得了不錯的進(jìn)展。從03年至今，國內(nèi)學(xué)者在如何準(zhǔn)確確定并檢測腦電眼電信號以及如何確定疲勞并檢測疲勞中取得了很大的突破，使得檢測結(jié)果越來越精確。

截至目前，腦電信號采集設(shè)備已經(jīng)從比較具有局限性的多通道采集設(shè)備簡化成了便攜式單通道腦電采集設(shè)備，而此類設(shè)備的出現(xiàn)，同時為有關(guān)于腦電方向的實際產(chǎn)品提供了有力依靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供了一種通過檢測眨眼信號判斷疲勞狀態(tài)的方法和系統(tǒng)，應(yīng)用于疲勞的初步檢測。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種通過檢測眨眼信號判斷疲勞狀態(tài)的方法，包括：

實時獲取被試者的前額腦電信號和后枕腦電信號；

基于該前額腦電信號和后枕腦電信號，提取眨眼信號；

根據(jù)單個眨眼信號的周期內(nèi)峰值至谷值的時間設(shè)置判斷閾值；

通過眨眼信號與判斷閾值進(jìn)行比較，判斷被試者的疲勞狀態(tài)。

優(yōu)選地，基于該前額腦電信號和后枕腦電信號，提取眨眼信號包括：

基于前額腦電信號和后枕腦電信號，提取振幅超過100uV的電信號，獲得眨眼信號。

優(yōu)選地，根據(jù)單個眨眼信號的周期內(nèi)峰值至谷值的時間設(shè)置判斷閾值包括：

將峰值至谷值的時間等于0.17秒設(shè)置為判斷閾值。

優(yōu)選地，通過眨眼信號與判斷閾值進(jìn)行比較，判斷被試者的疲勞狀態(tài)包括：

判斷某個眨眼信號的周期內(nèi)峰值至谷值的時間是否大于判斷閾值，若是則將該個眨眼信號的周期判定為疲勞狀態(tài)周期。

優(yōu)選地，還具有對實時獲取的被試者的前額腦電信號和后枕腦電信號進(jìn)行預(yù)處理的過程，具體包括：

對前額腦電信號和后枕腦電信號進(jìn)行離散傅里葉變換處理；