基于生理信号的飞行员心理状态评估方法研究.pdf

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1、硕士学位论文基于生理信号的飞行员心理状态评估方法研究RESEARCHONPILOT'SMENTALSTATEASSESSMENTMETHODBASEDONPHYSIOLOGICALSIGNAL王笛哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：V448.22学校代码：10213国际图书分类号：629.78密级：公开工程硕士学位论文基于生理信号的飞行员心理状态评估方法研究硕士研究生：王笛导师：张泽旭教授申请学位：工程硕士学科、专业：航天工程与力学所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V448.22U.D.C:629.78Di

2、ssertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPILOT'SMENTALSTATEASSESSMENTMETHODBASEDONPHYSIOLOGICALSIGNALCandidate：WangDiSupervisor：Prof.ZhangZexuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：AeronauticalandAs-tronauticalScienceandTechnologyAffiliation：SchoolofAstronauticsDateof

3、Defence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要飞行安全依赖于“人、机、环境”三种要素的相互作用与密切配合，随着航空领域发展的日新月异，“人”的因素在整个飞行过程中发挥的作用日益凸显。作为一个特殊的职业群体，飞行员在三维空间的特殊环境中工作，在高空、高速、高负荷等激烈变化中实施操作，除需要了解设备性能，熟练掌握技术操作，严格遵守规章制度外，更需要具备良好的心理素质与应变能力。因此，如何检测并有效提升飞行员在执行飞行任务时的心理状态具有十分重要意义。由

4、于人类对于心理学的认知起步相对较晚，因此目前对于心理状态的评估研究也相对较为初级，多以心理测试、问卷调查等形式开展。因存在适用人群局限、问题形式单一、易受被测试者主观思维影响等缺陷，实验结果时常存在偏差。本文提出一种基于生理信号的飞行员心理状态评估方法，主要开展研究工作如下。第一，研究生理信号分析与处理的理论基础。为确保采集的生理信号具有实际意义，探讨心理压力产生的生理机制。在选取心电、脉搏、皮电作为分析信号后，分析各类生理信号的产生、波形及各自特点，并给出生理信号分析与处理的理论基础。第二，研究生理信号采集与预处理的方法，设计实验方案，实现了对心电、脉搏、皮电信号的采集，并运用小

5、波变换方法对采集的生理信号进行降噪处理。第三，研究生理信号的特征提取方法，提取了心电信号的R波波峰、HRV波形、时域、频域、非线性变换，脉搏信号的波峰检测以及皮电信号的均值功率计算，实现了以上信号的特征指标分析，并进行了特征参数的统计分析。最后，基于心电、脉搏、皮电三种生理信号的生理参数特征，研究基于DS证据理论与SVM相结合的决策层融合算法，实现心理压力的有效评估。本文利用华科医用电生理传感器开展了大量实验，对本文的研究内容进行了验证。关键词：心电；脉搏；皮电；生理参数；心理评估-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAsacomplexandstrategichum

6、anactivity,aviationreferstotheflyingactivitiesofanaircraftintheEarth'satmosphere,aswellassomerelatedareas,suchaseducation,industrialmanufacturing,publictransportation,professionaloperations,aviationsports,nationaldefensemilitary,governmentmanagement,etc.Aviationactivitiesareinseparablefromthes

7、upportofaircraft.Asanimportantclassofaircraft,airplanehasplayedaveryimportantroleinthemilitaryandcivilianfields.Therefore,theproblemofflightsafetyhasattractedalotofattention.Flightsafetydependsontheclosecooperationofthethreeelementsof“p