基于生理信号的驾驶疲劳分级检测研究_卢章平.pdf

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1、第36卷第1期重庆交通大学学报(自然科学版)Vol．36No．12017年1月JOUＲNALOFCHONGQINGJIAOTONGUNIVEＲSITY(NATUＲALSCIENCE)Jan．2017DOI:10.3969/j．issn．1674-0696.2017．01．14基于生理信号的驾驶疲劳分级检测研究1112卢章平，尹传斌，李瑞，何仁(1．江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013;2．江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)摘要:采用实验生理学测试与主观疲劳调查的方法，通过实车驾驶实验，以脑电信号和心电

2、信号为基本指标，研究不同驾驶经验驾驶员在09:00—12:00，12:00—14:00，21:00—23:00这3个驾驶过程中疲劳等级的变化。通过主成分分析法，建立脑电信号与心电信号之间的关系，确定驾驶疲劳综合评价指标。结果显示:上述疲劳综合指标在在不同疲劳等级状态下存在显著性差异，通过对不同指标的融合提高了对驾驶员不同疲劳等级的识别准确率。关键词:交通工程;生理信号;疲劳驾驶分级;主成分分析法;驾驶经验中图分类号:U491文献标志码:A文章编号:1674-0696(2017)01-077-05StudyofDriver'

3、sFatigueLevelGradingExperimentBasedonHisPhysiologicalSignal1112LUZhangping，YINChuanbin，LIＲui，HEＲen(1．SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，Jiangsu，P．Ｒ．China;2．SchoolofAutomotiveandTrafficEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，Jiang

4、su，P．Ｒ．China)Abstract:WiththehelpofElectroencephalogram(EEG)andElectrocardiogram(ECG)，arealtrafficdrivingexperimentwhichcombiningphysiologytestandsubjectivefatiguesurveywasconductedtostudythelawoffatiguelevelvariationofadiverwhowasdrivingduring09:00—12:00AM，12:00—

5、14:00PMand21:00—23:00PM．Bytheprincipalcomponenta-nalysis(PCA)，thisstudywasabletoestablishtherelationshipbetweenEEGandECGsignal，andtosetupacomprehen-siveindicatortodeterminedriverfatigue．Theresultsshowthattheabove-mentionedcomprehensiveindicatorcanrecognizedifferen

6、tlevelsofdriverfatigueandthefusionofdifferentindicatorsthascanimprovetheaccuracyindetectingdriver'sdif-ferentfatiguelevels．Keywords:trafficengineering;physiologicalsignal;driver'sfatiguelevel;principalcomponentanalysis(PCA);drivingexperience［5］疲劳是一种复杂的状态，主要以警觉性下降、

7、人态;其实验结果与T．NILSSON等的发现一致。马［6］体心理机能和生理机能下降的形式显现，常常伴随艳丽等采用心理学测试与主观疲劳调查方法，把［1］睡意、疲倦等状态。2004年我国由人为因素造成驾驶员的疲劳程度分为1～5个等级，研究驾驶员在［2］的交通事故占总交通事故的94.77%，其中疲劳驾高速公路上连续驾驶时间与疲劳等级的关系。吴绍［7］驶已成为导致交通安全事故的重要原因之一。斌等把驾驶员疲劳状态分为清醒、轻度疲劳、中度［3］G．KECKLUND等让驾驶员连续行车8h，发疲劳、重度疲劳以及瞌睡5个等级，发现脑电功率谱

8、现驾驶员主观疲劳度和脑电谱功率(θ波，α波)随的比值(α+θ)/β越大，驾驶员疲劳等级越高。刘志［4］［8］驾驶时间显著升高。TINGPing-Huang等通过检强等通过分析心电信号来研究驾驶员在疲劳状态测行车轨迹和调查主观疲劳度，发现在单调高速公下的转向特征，发现疲劳状态下转角熵升高了［9］路上连续行