基于脑—机接口的驾驶员疲劳度检测预警系统研究

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1、摘要基于脑-机接口的驾驶员疲劳度检测预警系统研究随着社会的发展和时代的进步，智能控制越来越受到研究学者的关注，其中对脑-机接口系统（BCI）设计领域的研究势如破竹，大量的人才和资金开始向这个领域集中，这说明BCI系统的研究将在本世纪获得突飞猛进发展并且显现出其巨大的社会与商业价值。通过现有的研究和理论，我们知道BCI系统是人的大脑与外界设备控制交流的通道，它的成功开发不仅可以帮助那些行动不便的人达到对外控制的目的，而且也可以帮助正常人提高生活工作效率，享受科技给我们带来的便利与乐趣。本文我们要研究设计可以应用于日常生活中的BCI系统，主要内容分为以下几个部分：（1）阐述了BCI系统的

2、概念，详细介绍了BCI系统的工作原理、社会价值和BCI系统主要的研究方向、国内外研究进展等。（2）详细研究了大脑的工作原理和脑电信号的产生与传递过程。介绍了我们实验所应用的脑电信号采集系统—ThinkGear脑电仪，它的优势是抗干扰能力强、携带简单、可以输出α波、β波、δ波、θ波、γ波、注意力集中度和冥想程度等脑电信号特征值，这为我们的后续研究带来了极大的方便。（3）研究了TGMA脑电芯片的数据流格式和解析脑电数据的流程，为后续的实验和软件开发打下了良好的理论基础。（4）设计了一套驾驶员疲劳度检测预警系统，它可以实时检测受试者脑电信号进而判断其所处状态，当测得受试者处于疲劳状态时，立

3、即驱动报警设备工作。这套系统的开发对减少高速公路重大交通事故的发生有重要的现实意义。（5）设计了一套BCI对外控制系统，受试者可以通过软件系统改变自己的状态，来控制外部设备的四种状态，为今后BCI系统对外控制打下了前期的研究基础。关键词：脑电信号，BCI系统，注意力集中度，β波IAbstractTheResearchofDriverFatigueDetectionWarningSystemBasedonBrain-ComputerInterfaceWiththedevelopmentofsocietyandthetimes,researchersaremoreandmoreatten

4、tiontointelligentcontrol.ThefieldofBrain-ComputerInterfaceSystem(BCI)havegainedrapiddevelopment,alotoftalentandcapitalbegantoconcentrateinthisarea,thisshowsthatthestudyofBCIwillberapidprogressinthiscenturyandgaingreatsocialandcommercialvalue.Throughexistingresearchandtheory,wenowthattheBCISyste

5、misachannelofthecommunicationofbrainandexternalcontroldevice,Itssuccessfuldevelopmentcanonlyhelpthosepeoplewithreducedmobilitytoachievethepurposeofexternalcontrol,andcanalsohelptoimprovethelivesofnormalworkingefficiency,technologyhasbroughtustoenjoytheconvenienceandfun.Inthispaperwewilldiscusst

6、hestudyanddesigntheBCISystemwhichcanbeappliedineverydaylife.Themaincontentisdividedintothefollowingsections：（1）WehaveadetaileddescriptionofBCISystem’concepttothereader,sothatweunderstandtheworkingprinciplesandsocialvaluesBCISystems.WeintroducethemainlyadvancesinresearchandstudyabroadofBCISystem

7、.WedescribebrainworksandthegenerationandtransmissionofEEGindetail.WedescribeourexperimentsappliedEEGacquisitionsystem-ThinkGearEEGInstrument,itsadvantageisastronganti-interferenceabilityandcarrysimplely,youcanwaveoutputαwave,βwave