CN204445878U - 一种基于前额叶脑电信号、3d加速度陀螺仪的疲劳驾驶检测装置 - Google Patents

一种基于前额叶脑电信号、3d加速度陀螺仪的疲劳驾驶检测装置 Download PDF

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何坚
王刚
冯叶
张丞
张吉
武铭超
王戈
王迪
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Abstract

一种基于前额叶脑电信号、3D加速度陀螺仪的疲劳驾驶检测装置，该装置包括陀螺仪传感器、脑电传感器、加速度传感器、解析处理模块、电池和开关、蓝牙模块；其中，陀螺仪传感器、脑电传感器、加速度传感器为该装置的传感器组，陀螺仪传感器、脑电传感器、加速度传感器分别与解析处理模块连接；电池和开关与解析处理模块连接，解析处理模块上设置有蓝牙端口并与蓝牙模块相连。移动终端设备通过蓝牙模块与解析处理模块进行交互。所述脑电传感器包括两只塑料耳夹和前额贴片电极。

Description

一种基于前额叶脑电信号、3D加速度陀螺仪的疲劳驾驶检测装置
技术领域
本产品应用于车辆行驶过程中，对驾驶员的精神状态进行实时分析和检测，并对处于疲劳状态中的驾驶员进行报警和语音提示。
背景技术
现在随着人们意识的进步，科技的发展，交通事故频率有所下降，但还是有些人存在侥幸心理，无视交规，无视自己和他人的生命，致使自己处于极为不安全的驾车状态中还在疯狂驾驶。
在全球范围内,疲劳驾驶已成为导致交通安全事故的重要原因之一。根据美国国家公路交通安全管理局的统计,在美国的公路上,每年由于驾驶人在驾驶过程中进入睡眠状态而导致大约10万起交通事故,其中约有1500起直接导致死亡,711万起导致人身伤害。在欧洲的情况也大致相同,据德国保险公司协会估计,在德国境内的高速公路上,大约有25％的导致人员伤亡的交通事故都是因为疲劳驾驶而引发。法国国家警察总署事故统计报告表明,因疲劳瞌睡而产生的事故,占人身伤害事故的14.19％,占死亡事故的20.16％。
中国2008年因疲劳驾驶导致的道路交通事故共2568起,其中死亡1353人,受伤3129人,造成的直接财产损失约5738万元。疲劳驾驶的事故率高,后果严重,由于目前对疲劳驾驶仍然没有一个具体的认定标准,因此,实际上驾驶人因疲劳驾驶导致的交通事故比例要比统计数据高出许多。
此外据央视调查，车速60km/h时，低头看手机3秒，相当于盲开50米，一旦遇到紧急情况，刹车至少需20米。据统计，开车看手机时发生事故概率是普通驾驶的23倍；开车打电话时发生事故概率是普通驾驶的2.8倍。据统计，中国拥有手机者大概80％都是低头族。调查发现，在中青年司机中，开车用手机的情况大量存在。
发明内容
本实用新型产品的目的在于提供了一种基于多模块同步协作的脑电、陀螺仪、加速器及蓝牙于一体的疲劳检测装置，该装置使用两节AA电池供电，通过蓝牙模块与手机端软件相连，采样人体大脑的脑波信号，可实现动态数据管理及监测，其监测结果通过计算，可通过显示屏直接显示，数据便于查看，也非常直观明了。而且监测数据及疲劳判断结果十分可靠，同时可进行相应的语音提示及有效、灵敏的动作识别控制。
为实现上述目的与功能，本实用新型技术采用的技术方案为一种基于脑电模块的脑电信号监测装置，该装置包括：陀螺仪传感器1、脑电传感器2、加速度传感器3、解析处理模块4、电池和开关5、蓝牙模块6；其中，陀螺仪传感器1、脑电传感器2、加速度传感器3为该装置的传感器组，陀螺仪传感器1、脑电传感器2、加速度传感器3分别与解析处理模块4连接；电池和开关5与解析处理模块4连接，解析处理模块4上设置有蓝牙端口并与蓝牙模块6相连。移动终端设备通过蓝牙模块6与解析处理模块4进行交互。
所述脑电传感器2包括两只塑料耳夹和前额贴片电极。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、本装置脑电模块，检测人体脑波数据，计算得出人体总体数据，并根据固有疲劳数据判断使用者是否处于疲劳状态及其疲劳度，具有科技含量高、实用性强、应用发展前景广阔特点。
2、本装置采用陀螺仪加速器进行方向、速度、加速度、角加速度监测，其监测结果相较普通的静态监测更加可靠、真实，并可用于产品控制与人机交互。
3、本装置具有较高的准确度和较小的误差。当脑电模块进行判断时，不仅有我们统计了的大量模块化数据，同时可根据个人不同情况自动学习，使得装置更符合每个人的数据，准确度更高。
4、本装置结构并不复杂、组装方便，可增加其他开发或需求模块，成为产品后可实行微型化，廉价化，稳定化，使其易携带并集成入佩戴设备或是作为外接设备。
附图说明
图1本装置的整体结构图。
图2本装置的操作流程图。
图中：1、陀螺仪传感器，2、脑电传感器，3、加速度传感器，4、解析处理模块，5、电池和开关，6、蓝牙模块。
具体实施方式
如图1-2所示，脑电传感器2通过贴片电极记录脑电波的波动信号，两只耳夹给贴片电极提供参考地的电信号，并采集前额叶脑电信息，发送给解析处理模块4解析成attention、meditation和中脑波的整数值，发送频率为1HZ。
所述解析处理模块4的型号为Atmega328P-AU。
陀螺仪传感器1通过采集头部的角度信息(分别沿X轴、Y轴、Z轴的角加速度)，加速度传感器3获取头部运动的加速度(分别沿X轴、Y轴、Z轴的重力加速度)，上述采集信息共同发送给解析处理模块4以完成解析原始数据，计算时间的工作，发送频率是10HZ。
解析处理模块4将接到的数据加上不同的标签，通过蓝牙模块6发送到移动终端设备进行分析，通过综合脑电信号的分析，和使用陀螺仪的对点头频率的分析，最后输出一个是否疲劳的最终结果。

Claims (2)

1.一种基于前额叶脑电信号、3D加速度陀螺仪的疲劳驾驶检测装置，其特征在于：该装置包括：陀螺仪传感器(1)、脑电传感器(2)、加速度传感器(3)、解析处理模块(4)、电池和开关(5)、蓝牙模块(6)；其中，陀螺仪传感器(1)、脑电传感器(2)、加速度传感器(3)为该装置的传感器组，陀螺仪传感器(1)、脑电传感器(2)、加速度传感器(3)分别与解析处理模块(4)连接；电池和开关(5)与解析处理模块(4)连接，解析处理模块(4)上设置有蓝牙端口并与蓝牙模块(6)相连；移动终端设备通过蓝牙模块(6)与解析处理模块(4)进行交互。
2.根据权利要求1所述的一种基于前额叶脑电信号、3D加速度陀螺仪的疲劳驾驶检测装置，其特征在于：所述脑电传感器(2)包括两只塑料耳夹和前额贴片电极。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105496407A (zh) * 2016-01-17 2016-04-20 仲佳 一种提醒装置及其方法
CN105678959A (zh) * 2016-02-25 2016-06-15 重庆邮电大学 一种疲劳驾驶监控预警方法及系统
CN110063734A (zh) * 2019-03-22 2019-07-30 中国人民解放军空军特色医学中心 疲劳检测方法、装置、系统及疲劳检测头盔

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