基于大脑认知分析的驾驶疲劳检测与缓解技术研究

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1、Ｉ博±学位论义ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮＭＳ．—一Ｍ论文题目基于：ｙ紙知分析的驾驶疲劳检测，＾ｍ与缓解技長研究Ｊｌ１——ｎ篇院专：业机械电子工程指导教师王宏教授／，：静Ｉ爾巧＾．，ｆｔ：爭ｉ；－ｖ二？〇五年五月日ｐ．－＊？？：ｆ：骇箭蟲養－＿—．？ＩＩ道品茲．皿ｌｌｆｃ：＾＾Ｌ又＇＊＇？■吗＾４＾榮？挤Ｊ；、琴边Ｓ迭矣滋Ｊ心嚴＇分类号密级ＵＤＣ学位论文基于大脑认知分析的驾驶疲劳检测

2、与缓解技术硏究作者姓名：王福拓指导教师：王宏教授东北大学机械工程与自动化学院；工申请学位级别：博±学科类别学学科专业名称：机械电子工程论文提交日期：２０１４年１０月２１日论文答辩日期；年月日：学位授予日期：年月日答辩委员会主席分衫丢ｒ评阅人：＼东北大学２０１４年１０月ＡＤｓｅｒｅｃｈａｒｏｎＥｎｒｎｉｓｔａｔｉｏｎｉｎＭｔｉｃｓｇｉｎｅｅｉｇＳｔｕｄｙｏｆ化ｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＡｌｌｅｖｉａｔｉｏｎｆｂｒＤｒｉｖｉｎＦａｔｉｕｅｂａ

3、ｓｅｄｏｎＢｒａｉｎＣｏｎｉｔｉｏｎｇｇｇＡｎａｌｓｉｓｙｂｙＷａｎｇＦｕｗａｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＷａｎＨｏｎｇｇＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯｃｔｏｂｅｒ２０１４独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加Ｗ标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表。或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明碗的说明

4、并表示谢意。学位论文作者签名；础张曰期；诚氏／Ｊ学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：／一半年□一年□年半口两年打：学位论文作者签名导师签名；签字曰期；签字曰期；（．．心＞化《ｒ《、＾１Ｉ东北大学博壬学

5、位论文摘要基于大脑认知分析的驾驶疲劳检测与缓解技术研究摘要一驾驶疲劳是导致交通事故的主要原因之。驾驶疲劳普遍存在且危害巨大，因此，研究开发高性能的驾驶员疲劳状态检测技术，并在必要时刻对驾驶员的危，险状态进斤报警干预，及时提醒驾驶员减速或者停车休息缓解驾驶疲劳对提高交通安全有着重要的意义。驾驶疲劳是指由于驾驶环境的单调性或长时间超强度行车，驾驶员因体力和脑力过多消耗而产生生理、也理机能衰退，造成反应迟纯、动作僵硬、对周围环境的感知能力、形势判断能为和对车辆的操控能力不同程度下降的一种

6、人体综合系统协调性失衡的生理状态。本文基于上述驾驶疲劳的生理一因素，，建立了套车辆安全驾驶半实物仿真系统实时监测驾驶员的驾驶状态，并在必要时对驾驶疲劳状态进行缓解，为安全驾驶提供保障。本文主要从下几个方面展开论述：１．利用各个脑区神经活动同步性差异来分析疲劳驾驶特征。研究发现，对于人类大脑，即使执行非常简单的认知任务也依赖多个脑区域协同完成，在此期间，不同脑区域间的神经活动同步性表现出较大差异。文中对人类的大脑进行建模，构建了复杂脑网络，通过对脑网络重要参数变化特征来分析被试者驾驶疲劳的变

7、，。化并结合脑电信号功率谱和眼电信号特征，综合分析驾驶疲劳特征变化２．对长途客车驾驶员进行了疲劳驾驶检测实验。在我国，长途客车是主要的一交通工具之，承担着重要的客运任务，客运驾驶员的正常驾驶关系到广大旅客的生命财产安全，因此，对长途客车驾驶员进行驾驶疲劳分析有着重要意义。文中相关实验选择在我国沈阳到丹东的高速公路上进行，通过对１０名驾驶员脑电信，并对脑网络特征研究号实时监测采集，构建脑网络，分析了在真实驾驶环境下长途客车驾驶员驾驶疲劳特征。结果表明，长途客车驾驶员脑网络参数的聚类系数和全局

8、效率随驾驶疲劳的加深呈现规律性变化。３。．研究了出租车驾驶员普遍采用的两种传统休息方式之间的效果差异在城市交通中，出租车占有相当大的比例，因此，研究出租车驾驶疲劳缓解问题对城市交通安全具有重要意义。调査发现，当出租车驾驶员经过长时间驾车出现疲劳一后，般采用车外自由活动休息和车内自由巧动休息两种方式来缓解疲劳。实验