[發(fā)明專利]一種基于腦電信號(hào)的疲勞監(jiān)測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110645306.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113367695B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉羽中;李華亮;范圣平;樊小鵬;鄒莊磊;沈雅利;王琪如;熊超琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司;廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): A61B5/16
• 分類號(hào): A61B5/16;A61B5/256;A61B5/291;A61B5/369;A61B5/374;A61B5/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;晏靜文

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于腦電信號(hào)的疲勞監(jiān)測(cè)方法及裝置，所述方法包括：利用設(shè)置于安全帽內(nèi)的四組采集電極采集第一腦電信號(hào)；利用陀螺儀對(duì)所述第一腦電信號(hào)進(jìn)行篩選，獲取第二腦電信號(hào)；利用卡爾曼濾波算法對(duì)所述第二腦電信號(hào)進(jìn)行濾波，獲取第三腦電信號(hào)；利用疲勞狀態(tài)判斷算法對(duì)所述第三腦電信號(hào)進(jìn)行疲勞狀況判斷。如此，采集到的腦電信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸從便攜式腦電設(shè)備傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，對(duì)采集到的腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，便于腦電處理的流程和算法的應(yīng)用，并針對(duì)工人運(yùn)動(dòng)下的腦電信號(hào)進(jìn)行濾波和數(shù)據(jù)質(zhì)量驗(yàn)證，為疲勞監(jiān)測(cè)提供可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腦電波監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于腦電信號(hào)的疲勞監(jiān)測(cè)方法、裝置、終端設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

便攜式腦電設(shè)備能夠比較方便地對(duì)用戶的腦電信號(hào)進(jìn)行采集和監(jiān)測(cè)，現(xiàn)市面上的腦電設(shè)備大部分導(dǎo)聯(lián)數(shù)較少，一般只有兩組電極，且數(shù)據(jù)采集過(guò)程中容易受到運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肌電的干擾，從而對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生影響，后續(xù)數(shù)據(jù)分析可靠性也較差。特別是將便攜式腦電設(shè)備應(yīng)用于工人工作時(shí)的精神狀態(tài)的監(jiān)控中，信號(hào)采集過(guò)程中將會(huì)混合非常多的肌電信號(hào)干擾。

便攜式腦電設(shè)備由于采集精度的問(wèn)題，一般不能用于較為復(fù)雜的腦電分析用途，較為常見(jiàn)的功能包括：眨眼檢測(cè)，疲勞監(jiān)測(cè)和情緒識(shí)別。這幾種應(yīng)用對(duì)于采集數(shù)據(jù)的位置有特定的要求，要求便攜式腦電設(shè)備的采集電極放置在特定位置區(qū)域，部分便攜式腦電設(shè)備由于設(shè)計(jì)問(wèn)題，電極位置并不能很好地對(duì)應(yīng)功能區(qū)域，且大部分便攜式腦電設(shè)備都是具有單獨(dú)的電極固定支架，且對(duì)于在高空工作且需要佩戴安全帽的工人來(lái)說(shuō)并不適合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，提供一種基于腦電信號(hào)的疲勞監(jiān)測(cè)方法及裝置，以解決現(xiàn)有腦電設(shè)備采集數(shù)據(jù)精度差、易受運(yùn)動(dòng)時(shí)肌電干擾、腦電電極位置與用途不對(duì)應(yīng)和較難同時(shí)與安全帽同時(shí)使用的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于腦電信號(hào)的疲勞監(jiān)測(cè)方法，包括：

利用設(shè)置于安全帽內(nèi)的四組采集電極采集第一腦電信號(hào)；

利用陀螺儀對(duì)所述第一腦電信號(hào)進(jìn)行篩選，獲取第二腦電信號(hào)；

利用卡爾曼濾波算法對(duì)所述第二腦電信號(hào)進(jìn)行濾波，獲取第三腦電信號(hào)；

利用疲勞狀態(tài)判斷算法對(duì)所述第三腦電信號(hào)進(jìn)行疲勞狀況判斷。

優(yōu)選地，所述利用陀螺儀對(duì)所述第一腦電信號(hào)進(jìn)行篩選，獲取第二腦電信號(hào)，包括：

將所述第一腦電信號(hào)輸入所述陀螺儀，對(duì)所述陀螺儀測(cè)量的角度波動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析和判斷；

當(dāng)所述角度波動(dòng)信號(hào)的主要頻段是在4-13Hz時(shí)，則判斷當(dāng)前的所述第一腦電信號(hào)的質(zhì)量為不可靠，并剔除當(dāng)前的所述第一腦電信號(hào)；

當(dāng)所述角度波動(dòng)信號(hào)的主要頻段不在4-13Hz時(shí)，則判斷當(dāng)前的所述第一腦電信號(hào)的質(zhì)量是可靠的，并將當(dāng)前的所述第一腦電信號(hào)作為所述第二腦電信號(hào)。

優(yōu)選地，所述利用卡爾曼濾波算法對(duì)所述第二腦電信號(hào)進(jìn)行濾波，獲取第三腦電信號(hào)，公式如下：

P(t|t-1)＝AP(t-1|t-1)A^T+Q

K(t)＝P(t|t-1)C^T(CP(t|t-1)C^T+R)^-1

P(t|t)＝(I-K(t)C)P(t|t-1)