【摘要】：隨著生活節(jié)奏加快,人們的工作壓力增大,休息時(shí)間減少。精神疲勞成為了一個(gè)不容小覷的問(wèn)題,當(dāng)人處于精神疲勞狀態(tài)時(shí),會(huì)困倦、反應(yīng)遲鈍和效率降低,進(jìn)一步可能引起事故的發(fā)生。一些特殊人群由于疲勞而引起的事故會(huì)異常重大,比如駕駛員、醫(yī)生、危險(xiǎn)儀器操作員等。精神疲勞監(jiān)測(cè)的研究由來(lái)已久,但是大多需要配備復(fù)雜的檢測(cè)設(shè)備,因此,提供一套無(wú)擾、便攜的高準(zhǔn)確度精神疲勞監(jiān)測(cè)系統(tǒng),是非常有必要的。本文設(shè)計(jì)了一種無(wú)擾式的精神疲勞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文使用電容式耦合電極非接觸采集人體背部心電圖(Electrocardiogram,ECG),使用壓電傳感器及其調(diào)理電路采集人的心沖擊圖(Ballistocardiagram,BCG),通過(guò)對(duì)精神疲勞實(shí)驗(yàn)中心率變異性(Heart Rate Variability,HRV)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析建模,得出評(píng)價(jià)精神疲勞的模型,上位機(jī)根據(jù)模型進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。在本文設(shè)計(jì)中,首先對(duì)耦合心電、心沖擊圖的采集電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),然后在平板電腦和臺(tái)式機(jī)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)以上生理信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理算法,包括去基線、帶通濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅里葉變換等,系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)信號(hào)源、病人模擬器和心率帶的驗(yàn)證。本文專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了精神疲勞范式,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在精神疲勞實(shí)驗(yàn)中采集了五個(gè)被試的數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻域分析處理,得到了一種基于心率變異性和心率的精神疲勞判定方法,另外,本文中對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了機(jī)器學(xué)習(xí)模型的建立,在支持向量機(jī)中用高斯核函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)特征進(jìn)行三分類(lèi),分別表示正常,疲勞,瞌睡三種不同程度的精神狀態(tài),準(zhǔn)確率達(dá)到93.3%。本文的創(chuàng)新之處在于同時(shí)采集耦合心電圖和心沖擊圖,通過(guò)非接觸的心率變異性參數(shù)進(jìn)行精神疲勞監(jiān)測(cè)預(yù)警,并支持遠(yuǎn)程終端的多用戶(hù)管理。相對(duì)于其他同類(lèi)研究,本系統(tǒng)重在無(wú)擾、非接觸,且在舒適度、可靠性、準(zhǔn)確性、實(shí)用性上都具有一定優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP274;R318
【圖文】：

文 基于心電的非接觸精神疲勞監(jiān)測(cè)系心電信號(hào)的生理學(xué)基礎(chǔ)及和測(cè)量理論重要的器官。由于心臟規(guī)律的收縮斷地流動(dòng)。心臟是先產(chǎn)生電激動(dòng)，然流經(jīng)組織在體表產(chǎn)生電位，使不同身個(gè)電極，再用導(dǎo)線連到心電圖機(jī)，它兩點(diǎn)間的電位差，形成一條連續(xù)的曲芬對(duì) ECG 信號(hào)中的各個(gè)波段分別進(jìn)，S 波和 T 波。

圖 2-2 V8 導(dǎo)聯(lián)標(biāo)記點(diǎn)通常在 100uV-1mV，耦合電極接收到的幅精度 ADC 采集。率在 0.05Hz-100Hz，這其中包含了 50Hz 工而最常用的方法就是采用差分輸入方式，增遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于肌電、運(yùn)動(dòng)等的干擾。這些干擾需、自適應(yīng)濾波等算法進(jìn)行衰減。，且易有靜電體的阻抗達(dá)到幾十 MΩ，而耦合電極由于阻抗。這就要求采集電路的輸入電阻要上的消耗，并且失調(diào)電流要盡可能小，這樣

侵入式的通過(guò)圖形界面準(zhǔn)確描述心產(chǎn)生的沖擊力而引起身體活動(dòng)的技血管，而在此噴射過(guò)程中對(duì)人體產(chǎn)取了這種極其微弱的反作用力后進(jìn)指標(biāo)。換一種解釋更加通俗，當(dāng)律的振動(dòng)。心臟和大血管的本身的可以把這種運(yùn)動(dòng)沖擊記錄下來(lái)，形擾地連續(xù)監(jiān)控用戶(hù)的心率，呼吸，擊圖。

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本文編號(hào)：2771625