基于无线体域网和复合生理信号近似熵的驾驶疲劳研究
本文选题:无线体域网 + 复合生理信号 ; 参考:《中国生物医学工程学报》2017年05期
【摘要】:为有效合理地评价驾驶员在驾驶过程中的疲劳程度,通过无线体域网(WBAN)采集12名被试者的3种生理信号(脑电信号、肌电信号、呼吸信号),提取并分析这些生理信号的近似熵在驾驶过程中对疲劳程度的反映效果。试验结果表明,脑电、肌电、呼吸3种信号的近似熵均随时间的增加而逐渐下降,约90 min后下降程度变缓,表明进入比较疲劳状态。通过主成分分析可知,前两个主成分的贡献率分别为47.33%和40.26%,二者之和大于85%,其中脑电信号和肌电信号的近似熵所占权重较大。而且统计分析表明,脑电信号和肌电信号的近似熵显著性P0.05,表明脑电信号和肌电信号在表征正常与疲劳两种状态时差异明显。在此基础上,分析信号组合对驾驶疲劳的反映效果,结果表明在脑电-肌电信号的近似熵组合时,正常和疲劳状态的概率分布具有明显的界限,可以有效反映驾驶过程中的疲劳状态。通过研究,获得最佳的反映疲劳驾驶的信号组合,可为更加准确地检测和避免疲劳驾驶提供理论依据。
[Abstract]:In order to evaluate driver fatigue effectively and reasonably, three physiological signals (EEG, EMG) were collected from 12 subjects by WBAN. Respiratory signal, extraction and analysis of the approximate entropy of these physiological signals in the driving process to reflect the degree of fatigue. The experimental results showed that the approximate entropy of EEG, EMG and respiration decreased gradually with the increase of time, and slowed down after about 90 min, indicating that they had entered a relatively fatigue state. Through principal component analysis, the contribution rates of the first two principal components were 47.33% and 40.26%, respectively, and the sum of the two components was more than 85, in which the approximate entropy of EEG and EMG accounted for a large weight. The statistical analysis shows that the approximate entropy of EEG and EMG is significant (P0.05), which indicates that the difference between EEG and EMG is significant when they represent normal and fatigue states. On this basis, the effect of signal combination on driving fatigue is analyzed. The results show that the probability distribution of normal and fatigue states has obvious limits when the approximate entropy combination of EEG and EMG signals is used. It can effectively reflect the fatigue state in the driving process. Through the research, the optimal signal combination of fatigue driving can be obtained, which can provide a theoretical basis for more accurate detection and avoidance of fatigue driving.
【作者单位】: 沈阳工程学院机械学院;东北大学机械工程与自动化学院;燕山大学测控技术与仪器河北省重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(51605419) 博士后启动基金(2016M600193) 河北省科技计划项目(152177180)
【分类号】:R318;TN911.6
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 宫琴,叶大田,郭连生,刘博,刘捤;瞬态诱发耳声发射信号近似熵的分析及应用[J];清华大学学报(自然科学版);2002年03期
2 赵丽,万柏坤,綦宏志,杨春梅;近似熵应用于老年性痴呆患者脑电研究[J];北京生物医学工程;2003年02期
3 江朝晖,冯焕清,谢丹;睡眠脑电的信息熵和近似熵[J];中国医疗器械杂志;2004年02期
4 董国亚,吴祈耀;近似熵和复杂度应用于睡眠脑电研究的比较[J];中国医疗器械杂志;1999年06期
5 陈琳;黄江;潘海鸿;;培养神经元网络自发活动规律性和复杂度分析[J];湖北大学学报(自然科学版);2009年04期
6 徐进,郑崇勋,和卫星;基于脑电近似熵分析的麻醉深度监测研究[J];航天医学与医学工程;2004年03期
7 田絮资;王伟荣;黄力宇;;不同脑负荷脑电特征的近似熵表征研究[J];西北大学学报(自然科学版);2007年04期
8 李永强;逯鹏;王治忠;;近似熵在大鼠状态识别中的应用[J];华侨大学学报(自然科学版);2010年04期
9 朱志茹,隋建峰,高洁,熊鹰,张长城,张光辉,李希成;猕猴海马参与痛觉感受与调制过程中的非线性信息编码探索[J];第三军医大学学报;2003年03期
10 秦廷武,王齐琳;8098单片机生理信号实时记录系统[J];生物医学工程学杂志;1996年01期
相关会议论文 前1条
1 刘慧;和卫星;陈晓平;;生物时间序列的近似熵和样本熵方法比较[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
相关硕士学位论文 前3条
1 徐秋晶;基于脑电熵参数的视觉注意力分级研究[D];天津大学;2009年
2 何成;基于多生理信号的情绪识别方法研究[D];浙江大学;2016年
3 石红玉;情绪的生理特征及特征变异性研究[D];山东大学;2017年
,本文编号:1976969
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1976969.html