基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)裝置，尤其是涉及一種基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著汽車保有量的增加和公路建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，交通事故等問題日益突出。中國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家，道路交通事故死亡人數(shù)也是全世界最高的國(guó)家，連續(xù)數(shù)年一直居世界第一位。司機(jī)冒險(xiǎn)疲勞駕駛，無疑會(huì)對(duì)自己和乘客的安全帶來隱患。駕駛疲勞的研究分為主觀和客觀兩種方法，主觀的研究方法有主觀調(diào)查表、駕駛員自我記錄、睡眠習(xí)慣調(diào)查表、斯坦福睡眠尺度表四種?？陀^的研究方法有腦電圖、眼電圖、肌電圖、呼吸氣流、呼吸效果、動(dòng)脈血液氧飽和時(shí)的溫度和心電圖等測(cè)量方法。盡管上述方法的駕駛疲勞判定結(jié)果是比較準(zhǔn)確的，但由于上述方法一般是在駕駛前或駕駛后進(jìn)行測(cè)量的，因而是超前或滯后的，而非實(shí)時(shí)的，況且在駕駛室有限的空間內(nèi)安置復(fù)雜的檢測(cè)儀器也是十分困難的；而且，駕駛員脫離駕駛室或未進(jìn)入駕駛室的精神狀態(tài)是不同的，再精確的儀器的測(cè)量結(jié)果也會(huì)大受影響。
[0003]腦電波控制技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)，計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域成為近年來的熱點(diǎn)研究之一。傳統(tǒng)的皮下腦波采集方法，既復(fù)雜，又不方便，因此很難推廣到其它領(lǐng)域。目前，在國(guó)內(nèi)腦機(jī)接口技術(shù)正處于發(fā)展起步階段，相關(guān)的研究還比較少。TGAM(ThinkGear AM)模塊是美國(guó)NeuroSky (神念科技)公司為大眾市場(chǎng)應(yīng)用所設(shè)計(jì)的腦波傳感器ASIC模塊，也稱TGAM腦電模塊。此TGAMCThinkGear AM)模塊可以處理并輸出腦波頻率譜、腦電信號(hào)質(zhì)量、原始腦電波和三個(gè)Neurosky的eSense參數(shù):專注度，放松度和眨眼偵測(cè)。TGAM(ThinkGear AM)模塊和人體的界面只需一個(gè)簡(jiǎn)單的干接觸點(diǎn)，所以可以很容易的運(yùn)用于玩具、視頻游戲和健康設(shè)備中，又由于能耗小，適合用在以電池供電的便攜式消費(fèi)產(chǎn)品的應(yīng)用上。因此，需開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于攜帶且使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好的基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，能簡(jiǎn)便對(duì)駕駛員的疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于攜帶且使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn)便對(duì)駕駛員的疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括對(duì)駕駛員的腦電波信號(hào)進(jìn)行采集及預(yù)處理的腦電信號(hào)獲取裝置和布設(shè)在駕駛員所駕駛車輛內(nèi)的腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置，所述腦電信號(hào)獲取裝置與腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置之間以無線通信方式進(jìn)行通信；所述腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置包括外殼和布設(shè)在所述外殼內(nèi)的電子線路板，所述電子線路板上設(shè)置有主控芯片以及分別與主控芯片相接的第二無線通信模塊、第三無線通信模塊和供電單元，所述外殼上設(shè)置有對(duì)駕駛員進(jìn)行報(bào)警提示的語音提示單元，所述語音提示單元由主控芯片進(jìn)行控制且其與主控芯片相接；所述腦電信號(hào)獲取裝置為TGAM模塊，所述TGAM模塊包括對(duì)駕駛員的腦電波信號(hào)進(jìn)行提取的腦電信號(hào)提取裝置和對(duì)腦電信號(hào)提取裝置所提取信號(hào)進(jìn)行采樣及預(yù)處理的腦電信號(hào)預(yù)處理裝置，所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置與腦電信號(hào)提取裝置相接，所述腦電信號(hào)提取裝置包括對(duì)駕駛員額葉區(qū)的電位進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣的第一腦電電極以及對(duì)駕駛員的耳部電位進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣的第二腦電電極和第三腦電電極，所述第一腦電電極、第二腦電電極和第三腦電電極均與腦電信號(hào)預(yù)處理裝置相接；所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置與第一無線通信模塊相接，所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置通過第一無線通信模塊和第二無線通信模塊與主控芯片進(jìn)行通信，所述主控芯片通過第三無線通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信；所述主控芯片為Arduino控制器；所述第三無線通信模塊為GPRS無線通信模塊。
[0006]上述基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置為美國(guó)NeuroSky公司研發(fā)的TGAM芯片；所述第一腦電電極的輸出端接TGAM芯片的EEG引腳，第二腦電電極的輸出端接TGAM芯片的REF引腳，第三腦電電極的輸出端接TGAM芯片的EEG_GND 引腳。
[0007]上述基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述第一無線通信模塊和第二無線通信模塊均為藍(lán)牙無線通信模塊。
[0008]上述基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述藍(lán)牙無線通信模塊為HL-MD08R-C2A 模塊。
[0009]上述基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述語音提示單元為揚(yáng)聲器LS，所述揚(yáng)聲器LS的一端與所述Arduino控制器的第8引腳相接且其另一端接地。
[0010]上述基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述第一腦電電極放置在按照10 — 20系統(tǒng)電極放置法確定的駕駛員的左額極上，所述第二腦電電極和第三腦電電極均放置在按照10 — 20系統(tǒng)電極放置法確定的駕駛員的左顳中上。
[0011]上述基于腦機(jī)接口的駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)裝置，其特征是:所述GPRS無線通信模塊為GTM-900C無線通信模塊。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、電路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、接線方便且使用操作簡(jiǎn)便，投入成本較低。
[0014]2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，便于攜帶且接線簡(jiǎn)便，安裝布設(shè)簡(jiǎn)便。
[0015]3、使用效果好且實(shí)用價(jià)值高，能簡(jiǎn)便對(duì)駕駛員的疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，行車過程中，通過腦電信號(hào)獲取裝置實(shí)時(shí)對(duì)駕駛員的腦電波信號(hào)進(jìn)行采集并自動(dòng)輸出當(dāng)前狀態(tài)下所測(cè)試駕駛員的專注度D，且將專注度D傳送至主控芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員駕駛狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，且當(dāng)主控芯片接收到腦電信號(hào)獲取裝置所傳送的專注度D小于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，控制語音提示單元進(jìn)行語音報(bào)警，讓駕駛員實(shí)時(shí)處于清晰狀態(tài)，減少車禍的發(fā)生，因而具有實(shí)時(shí)性，監(jiān)測(cè)效果好。
[0016]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于攜帶且使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn)便對(duì)駕駛員的疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0017]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型腦電信號(hào)獲取裝置與第一無線通信模塊的電路原理圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置的電路原理圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明:
[0022]I一腦電彳g號(hào)獲取裝置；1-1 一腦電ig號(hào)提取裝置；
[0023]1-11一第一腦電電極；1_12—第二腦電電極；1_13—第二腦電電極；
[0024]1-2—腦電信號(hào)預(yù)處理裝置；2—腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置；
[0025]2-1一主控芯片；2_2—第二無線通?目模塊；
[0026]2-3一第二無線通彳目模塊；2_4—供電單兀；
[0027]2-5一語首提不單兀；2_6—參數(shù)輸入單兀；2_7—顯不器；
[0028]3—第一無線通信模塊；4一上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括對(duì)駕駛員的腦電波信號(hào)進(jìn)行采集及預(yù)處理的腦電信號(hào)獲取裝置I和布設(shè)在駕駛員所駕駛車輛內(nèi)的腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置2，所述腦電信號(hào)獲取裝置I與腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置2之間以無線通信方式進(jìn)行通信。所述腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置包括外殼和布設(shè)在所述外殼內(nèi)的電子線路板，所述電子線路板上設(shè)置有主控芯片2-1以及分別與主控芯片2-1相接的第二無線通信模塊2-2、第三無線通信模塊2-3和供電單元2-4，所述外殼上設(shè)置有對(duì)駕駛員進(jìn)行報(bào)警提示的語音提示單元2-5，所述語音提示單元2-5由主控芯片2-1進(jìn)行控制且其與主控芯片2-1相接。所述腦電信號(hào)獲取裝置I為TGAM模塊，所述TGAM模塊包括對(duì)駕駛員的腦電波信號(hào)進(jìn)行提取的腦電信號(hào)提取裝置1-1和對(duì)腦電信號(hào)提取裝置1-1所提取信號(hào)進(jìn)行采樣及預(yù)處理的腦電信號(hào)預(yù)處理裝置1-2，所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置1-2與腦電信號(hào)提取裝置1-1相接，所述腦電信號(hào)提取裝置1-1包括對(duì)駕駛員額葉區(qū)的電位進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣的第一腦電電極1-11以及對(duì)駕駛員的耳部電位進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣的第二腦電電極1-12和第三腦電電極1-13，所述第一腦電電極1-11、第二腦電電極1-12和第三腦電電極1-13均與腦電信號(hào)預(yù)處理裝置1-2相接。所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置1-2與第一無線通信模塊3相接，所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置1-2通過第一無線通信模塊3和第二無線通信模塊2-2與主控芯片2-1進(jìn)行通信，所述主控芯片2-1通過第三無線通信模塊2-3與上位機(jī)4進(jìn)行通信；所述主控芯片2-1為Arduino控制器。所述第三無線通信模塊2-3為GPRS無線通信模塊。
[0030]本實(shí)施例中，如圖2所示，所述腦電信號(hào)預(yù)處理裝置1-2為美國(guó)NeuroSky公司研發(fā)的TGAM芯片。所述第一腦電電極1-11的輸出端接TGAM芯片的EEG引腳，第二腦電電極1-12的輸出端接TGAM芯片的REF引腳，第三腦電電極1_13的輸出端接TGAM芯片的EEG_GND引腳。實(shí)際使用時(shí)，所述第二腦電電極1-12為參考電極。
[0031]實(shí)際使用過程中，所述TGAM芯片的EEG端輸入第一腦電電極1_11所采樣的腦電信號(hào)，EEG_shiled端的作用是屏蔽在第一腦電電極1-11所采樣腦電信號(hào)輸入TGAM芯片之前這段時(shí)間的干擾；REF端輸入第二腦電電極1-2所采樣的腦電信號(hào)，將第二腦電電極1-12所采樣的耳部腦電信號(hào)作為參考電位，能有效濾除自發(fā)式腦電波；REF_shiled端主要是屏蔽第二腦電電極1-12所