基于眼電信號的警覺度估計模型研究.pdf

1、警覺度是衡量人的注意力是否集中、對外界變化的反應(yīng)是否靈敏的一項生理指標(biāo)。當(dāng)人感到疲勞或者困倦時，警覺度會明顯地下降。這在進(jìn)行需要精力高度集中的工作，特別是駕車時，是非常危險的。此時人的反應(yīng)速度變慢，對瞬時變化的路況無法做出及時的應(yīng)對，使得車禍的發(fā)生概率大大提升。這種性質(zhì)的事故都被歸結(jié)為疲勞駕駛，疲勞駕駛作為交通事故的一個重要誘因，正受到廣泛的關(guān)注。
　　本論文的研究目的正是為了對疲勞駕駛這一嚴(yán)峻的問題提出一個解決方案。本論文通過一

2、種偵測人體生理信號的方法，對人體的警覺度進(jìn)行實時估計。這種技術(shù)可以有效地運用于機(jī)動車、火車、以及飛機(jī)的駕駛員，在偵測到他們出現(xiàn)疲勞征兆的時候就發(fā)出警告，從而減少事故發(fā)生的幾率。
　　本方法作為一種基于人體生理信號的方法，與基于視頻信息的方法的不同是：后者是通過計算機(jī)視覺的一些手段，檢測人體的面部表情，特別是眼部的行為模式，然后推測人體的當(dāng)前警覺度狀況；而前者則是直接從人體上取得腦電、眼電等電信號。相比之下，前者雖然需要與人體直接接

3、觸，但是所得到的信號更加可靠，而后者則容易受到諸如光線明暗、使用者面部角度等客觀因素的限制，并且能檢測到的特征比較有限。
　　本研究相較于目前存在的其他同樣基于生理信號的警覺度研究來說，主要的創(chuàng)新點是：現(xiàn)存的研究主要基于的是腦電信號(EEG),由于腦電信號微弱且干擾大，雖然理論價值高但目前仍缺乏實用性；另一方面，實用性較強的眼電信號(EOG)則未受到足夠的重視，相關(guān)研究還停留在初步探索階段。而本研究則以眼電信號(EOG)為主，充分

4、強調(diào)了眼電信號(EOG)的實用性，從眼電信號的各個特征出發(fā)，與警覺度的相關(guān)性進(jìn)行了比較全面的分析。
　　本研究的主要工作包括了兩方面：一是眼電信號特征的提取，其中采用了離散小波變換、短時傅立葉變換等信號處理上的方法，研究如何對慢速眼動特征、快速眼動特征、以及眨眼特征進(jìn)行有效地提??；二是這些特征與人體警覺度的相關(guān)性研究，對于提取出來的特征，采用線性動力系統(tǒng)的方法進(jìn)行去噪平滑，然后與實驗得到的警覺度參考值進(jìn)行比較分析。此外還包括基于眼