一種檢測和消除人腦疲勞的方法
2023-04-27 12:57:16
一種檢測和消除人腦疲勞的方法
【專利摘要】本發明涉及一種檢測和消除人腦疲勞的方法，它包括對人腦腦電波的信息採集模塊、信號濾波和放大模塊，頻段選取模塊、腦電波量化模塊、判斷模塊和反饋模塊，其中信號採集模塊通過電極連接電子儀器，將人腦的腦電波信號進行採集，並將生物電信號送入頻段選取模塊，腦電波量化模塊採用DSP處理晶片將接收過來腦電波信號進行初步的轉換和處理，將腦電波信號進行量化處理，並將量化後的腦電波信號送入判斷模塊，判斷模塊設有疲勞信號設定的值，當腦電波信號超出該值，判斷為疲勞狀態，將信號送入反饋模塊，發出警報和疲勞的信號。採用本發明技術方法，可以及時檢測駕駛員的疲勞程度，並做出適當緩解疲勞解決反饋器，能夠很大程度緩解駕駛者的疲勞。
【專利說明】一種檢測和消除人腦疲勞的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及緩解駕駛員疲勞駕駛的方法，更具體地說，涉及一種檢測和消除人腦疲勞的方法。
【背景技術】
[0002]目前，疲勞駕駛造成交通事故一個重要原因。駛人睡眠質量差或不足，或者長時間駕駛車輛，容易出現疲勞。駕駛疲勞會影響到駕駛人的注意、感覺、知覺、思維、判斷、意志、決定和運動等諸方面。疲勞後繼續駕駛車輛，會感到睏倦瞌睡，四肢無力，注意力不集中，判斷能力下降，甚至出現精神恍惚或瞬間記憶消失，出現動作遲誤或過早，操作停頓或修正時間不當等不安全因素，極易發生道路交通事故。
[0003]預防駕駛疲勞是保證行車安全的最有效途徑，但是目前市場還沒有簡單易行方法對駕駛者的大腦進行疲勞程度檢測，採取較好緩解疲勞或者提交駕駛者採用緩解疲勞的方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服現有技術中的不足之處，提供一種對使用者的大腦進行檢測和消除大腦疲勞的方法。
為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案:
一種檢測和消除人腦疲勞的方法，它包括對人腦腦電波的信息採集模塊、信號濾波和放大模塊，頻段選取模塊、腦電波量化模塊、判斷模塊和反饋模塊，其中信號採集模塊通過電極連接電子儀器，將人腦的腦電波信號進行採集，並將採集來的人腦腦電波送入信號濾波和放大模塊，通過信號濾波和放大模塊將腦電波信號進行濾波放大處理，並將生物電信號送入頻段選取模塊，頻段選取模塊通過檢測腦波信號，選取其中的專著度和放鬆度的信號進行輸出到腦電波量化模塊，腦電波量化模塊採用DSP處理晶片將接收過來腦電波信號進行初步的轉換和處理，將腦電波信號進行量化處理，並將量化後的腦電波信號送入判斷模塊，判斷模塊設有疲勞信號設定的值，當腦電波信號超出該值，判斷為疲勞狀態，將信號送入反饋模塊，發出警報和疲勞的信號。
[0005]作為一種優先方案，在判斷模塊設有藍牙發射模塊，藍牙發射模塊將DSP晶片輸出的判斷信號通過無線方式傳送出去，在反饋模塊設藍牙接收模塊，以實現無線信號傳輸。
[0006]作為一種優先方案，所述的信息採集模塊的電極採用表面接觸電極。
[0007]作為一種優先方案，所述的信息採集模塊的電極分布矢狀線或冠狀線分布，採集方式採用單極測量法和雙極測量法。
[0008]作為一種優先方案，所述的信號濾波和放大模塊選擇頻率範圍在0.1Hz -1OOHz腦電波信號進行放大。
[0009]作為一種優先方案，所述的腦電波量化模塊的DSP處理晶片將接收過來腦電波信號進行初步的轉換和處理，將輸入信號通過低通濾波器，再經過中值算法和平均值算法，再採用時間積分的方法，每隔幾秒算出一個注意力和放鬆力的數值。將腦電波信號進行量化處理。
[0010]作為一種優先方案，所述的反饋模塊為發出疲勞警示和消除疲勞消除方案的反饋器。
[0011]本發明的有益效果在於:採用本發明技術方法，可以及時檢測駕駛員的疲勞程度，並根據疲勞程度，做出適當緩解疲勞解決反饋器，能夠很多程度緩解駕駛者的疲勞，減少交通事故發生機率，保護使用者的人身和財產安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明模塊圖；
圖2是本發明10/20系統腦電電極定位法I ;
圖3是本發明10/20系統腦電電極定位法2 ；
圖4是本發明的10%間隔的腦電電極定位法；
圖5是本發明的腦波頻段和相關的大腦狀態的表圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合說明書附圖對本發明作進一步說明:
本發明首先涉及技術名稱進行解釋:
本發明電極，是用於生物電信號的測量需，並與生物體接觸，並與電子儀器連接；
如圖1所示，本一種檢測和消除人腦疲勞的方法，它包括對人腦腦電波的信息採集模塊、信號濾波和放大模塊，頻段選取模塊、腦電波量化模塊、判斷模塊和反饋模塊，其中信號採集模塊通過電極連接電子儀器，將人腦的腦電波信號進行採集，並將採集來的人腦腦電波送入信號濾波和放大模塊，通過信號濾波和放大模塊將腦電波信號進行濾波放大處理，並將生物電信號送入頻段選取模塊，頻段選取模塊通過檢測腦波信號，選取其中的專著度和放鬆度的信號進行輸出到腦電波量化模塊，腦電波量化模塊採用DSP處理晶片將接收過來腦電波信號進行初步的轉換和處理，將腦電波信號進行量化處理，並將量化後的腦電波信號送入判斷模塊，判斷模塊設有疲勞信號設定的值，當腦電波信號超出該值，判斷為疲勞狀態，將信號送入反饋模塊，發出警報和疲勞的信號。
[0014]作為一種優先方案，在判斷模塊設有藍牙發射模塊，藍牙發射模塊將DSP晶片輸出的判斷信號通過無線方式傳送出去，在反饋模塊設藍牙接收模塊，以此來實現無線信號傳輸，使得使用者更加方便。
[0015]作為一種優先方案，所述的信息採集模塊的電極採用表面接觸電極。表面接觸電極，這類電極直接與皮膚接觸，使用電阻較低的金屬製成，常用的材質有:氯化銀、金、不鏽鋼等。常見的醫用EEG電極就是這一類型。EEG含義為腦電圖描記器。
[0016]作為一種優先方案，所述的信息採集模塊的電極分布矢狀線或冠狀線分布，採集方式採用單極測量法和雙極測量法。EEG電極的分布通常採用國際10/20系統腦電電極定位法，見圖2和圖3所示，在這個系統中21個電極均位於頭皮表面，相鄰電極間的距離以10%和20%來確定，故稱為10/20系統，定位由2條標誌線做為基準:矢狀線，從鼻根至枕骨隆突的邊線，從前向後標記出5個點:Fpz, Fz, Cz, Pz, Oz,其中鼻根至Fpz、枕骨隆突至Oz的長度各佔整條線全長的10%，其餘5點間距各佔全長的20% ;冠狀線，這是兩耳道之間的連線，從左耳向右耳也標記出5個點:T3，C3, Cz, C4, T4，其中左耳道與T3、右耳道與T4的長度各佔全長的10%，其餘各點間距各佔全長的20%。兩條線的交匯點Cz常作為電極帽是否戴正的基準點。最後以同樣的原則定出Fpl，Fp2, F3, F4, F7, F8, C3, C4, P3,P4, T5, T6, 01，02，再加上左耳垂(Al)和右耳垂(A2)，一共21個電極。
[0017]除了標準的10/20系統定義的21個電極外，美國腦波學會於1991年在原10/20系統中電極20%間隔間又加入了 10%間隔的電極，並於同年標準化，詳細定義見圖4。
[0018]EEG的採集通常有單極測量法和雙極測量法。單極測量是採集每個電極與參考電極的電位差，雙極測量採集的是每對電極的電位差。兩種方式可以互相轉換，不過單極測量相對容易，因為電極與參考極距離通常較遠，壓差相對大些，而雙極測量因它只記錄兩個電極間的電位差，這個壓差相對於本身幅值已經很小的EEG來說就更小了，但雙極測量更容易採集到不同區域有意義的差異數據，並可以消除電極間的共地幹擾。
[0019]作為一種優先方案，所述的信號濾波和放大模塊選擇頻率範圍在0.1Hz -1OOHz腦電波信號進行放大。
[0020]常見的腦波信號可以根據頻譜劃分為δ、θ、α、μ、β、Y ,現以WIKIPEDIA為基準
Delta ( δ) 0.1 - 4 Hz Theta ( θ ) 4 - 7 Hz Alpha(a )8 - 12 Hz
Μιι(μ )8 - 13 Hz
Beta(P)12 - 30 Hz
Gamma (y) 25 - 100 Hz
見圖5所示，腦波頻段和相關的大腦狀態，我們可以選擇與疲勞狀態重合的腦波頻段，以提高測試準確性。
[0021]作為一種優先方案，所述的腦電波量化模塊的DSP處理晶片將接收過來腦電波信號進行初步的轉換和處理，將輸入信號通過低通濾波器，再經過中值算法和平均值算法，再採用時間積分的方法，每隔幾秒算出一個注意力和放鬆力的數值。將腦電波信號進行量化處理。
[0022]作為一種優先方案，所述的反饋模塊為發出疲勞警示和消除疲勞消除方案的反饋器。
[0023]採用本發明技術方法，可以及時檢測駕駛員的疲勞程度，並根據疲勞程度，做出適當緩解疲勞解決反饋器，能夠很多程度緩解駕駛的疲勞，減少交通事故發生機率，保護使用者的人身和財產安全。
[0024]以上所述僅是對本發明的較佳實施例，並非對本發明的範圍進行限定，故在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或裝飾，均應落入本發明申請專利的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種檢測和消除人腦疲勞的方法，其特徵在於:它包括對人腦腦電波的信息採集模塊、信號濾波和放大模塊，頻段選取模塊、腦電波量化模塊、判斷模塊和反饋模塊，其中信號採集模塊通過電極連接電子儀器，將人腦的腦電波信號進行採集，並將採集來的人腦腦電波送入信號濾波和放大模塊，通過信號濾波和放大模塊將腦電波信號進行濾波放大處理，並將生物電信號送入頻段選取模塊，頻段選取模塊通過檢測腦波信號，選取其中的專著度和放鬆度的信號進行輸出到腦電波量化模塊，腦電波量化模塊採用DSP處理晶片將接收過來腦電波信號進行初步的轉換和處理，將腦電波信號進行量化處理，並將量化後的腦電波信號送入判斷模塊，判斷模塊設有疲勞信號設定的值，當腦電波信號超出該值，判斷為疲勞狀態，將信號送入反饋模塊，發出警報和疲勞的信號。
2.根據權利要求1所述的檢測和消除人腦疲勞的方法，其特徵在於:在判斷模塊設有藍牙發射模塊，藍牙發射模塊將DSP晶片輸出的判斷信號通過無線方式傳送出去，在反饋模塊設藍牙接收模塊，以實現無線信號傳輸。
3.根據權利要求1所述的檢測和消除人腦疲勞的方法，其特徵在於:所述的信息採集模塊的電極採用表面接觸電極。
4.根據權利要求1所述的檢測和消除人腦疲勞的方法，其特徵在於:所述的信息採集模塊的電極分布矢狀線或冠狀線分布，採集方式採用單極測量法和雙極測量法。
5.根據權利要求1所述的檢測和消除人腦疲勞的方法，其特徵在於:所述的信號濾波和放大模塊選擇頻率範圍在0.1Hz -1OOHz腦電波信號進行放大。
6.根據權利要求1所述的檢測和消除人腦疲勞的方法，其特徵在於:所述的腦電波量化模塊的DSP處理晶片將接收過來腦電波信號進行初步的轉換和處理，將輸入信號通過低通濾波器，再經過中值算法和平均值算法，再採用時間積分的方法，每隔幾秒算出一個注意力和放鬆力的數值，將腦電波信號進行量化處理。
7.根據權利要求1所述的檢測和消除人腦疲勞的方法，其特徵在於:所述的反饋模塊為發出疲勞警示和消除疲勞消除方案的反饋器。
【文檔編號】G08B21/06GK103700219SQ201310563939
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】梁鍾銘 申請人:東莞龍昌數碼科技有限公司, 東莞龍昌智能技術研究院