無人機(jī)操控的腦力負(fù)荷評(píng)估系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-26 06:42
腦力負(fù)荷(Mental Workload,MWL)表征工作狀態(tài)下腦力資源占用率,是影響作業(yè)績(jī)效的重要因素,合適的腦力負(fù)荷會(huì)顯著提高作業(yè)人員在工作中的效率。腦電可以敏感的反應(yīng)大腦中腦力負(fù)荷變化帶來的神經(jīng)電響應(yīng),是當(dāng)下研究的熱點(diǎn),該技術(shù)的突破有助于腦力負(fù)荷與實(shí)際功效系統(tǒng)(比如自適應(yīng)自動(dòng)化)的融合。本文基于無人機(jī)模擬平臺(tái)研究無人機(jī)操控任務(wù)中作業(yè)人員腦力負(fù)荷與腦電的關(guān)系,從前端的多模態(tài)生理信號(hào)同步采集平臺(tái)的搭建、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、腦電信號(hào)的處理、腦負(fù)評(píng)估模型與平臺(tái)的構(gòu)建4個(gè)方向開展研究建立一套完整的腦力負(fù)荷評(píng)估系統(tǒng)。多模態(tài)生理信號(hào)同步采集平臺(tái)針對(duì)如何同步采集到高質(zhì)量的心電、肌電、腦電信號(hào)的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)。模擬電路建立了一種新的放大濾波結(jié)構(gòu),增加了生理信號(hào)的信噪比,解決了基線漂移、極化電壓等問題,是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分;電源電路除解決供電問題外特殊考慮了安全問題,保障信號(hào)采集的安全性;數(shù)字電路、上位機(jī)、下位機(jī)設(shè)計(jì)解決了信號(hào)同步問題。該平臺(tái)的搭建為研究開展提供可靠的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分,腦負(fù)荷實(shí)驗(yàn)以主觀量表法與任務(wù)績(jī)效法為輔助,基于Phoenix RC無人機(jī)模擬仿真系統(tǒng),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)誘發(fā)不同等級(jí)的腦力負(fù)荷。...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電源電路圖
第 2 章多模態(tài)生理數(shù)據(jù)同步采集平臺(tái) 方法二,采用德州儀器生產(chǎn)的 TLE2426 產(chǎn)生穩(wěn)定的紋波較小的 2.5V,提供虛擬地。其電路如圖 2-10 所示。在獲取到 2.5V 的電壓后利用運(yùn)放跟隨增強(qiáng)其電源驅(qū)動(dòng)能力,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行濾波來獲得穩(wěn)定干凈的電源。
圖 2-10 虛地電路圖 心電模塊需要提供模擬部分 5V 的電源和數(shù)字部分的 3.3V 電源。其模擬部分電源要求同心電肌電的基本相同,所以采取相同的解決方案。數(shù)字部分利用上海樂鑫科技公司的 ESP32 模塊,需要提供 1A 的驅(qū)動(dòng)電流,對(duì)電源部分提出了相對(duì)嚴(yán)格的要求,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)比采用 MAX38903A 模塊提供電源。該模塊是一款低噪聲線性電源,完全符合我們的要求,其電路如圖 2-11 所示,其中 SELA 和 SELB 控制輸出電壓范圍,BYP 引腳提供電源濾波,凈化電源噪聲。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于小波變換結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解提取孤獨(dú)癥兒童腦電異常特征研究[J]. 李昕,蔡二娟,秦鷺云,康健楠. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2018(04)
[2]人體步態(tài)復(fù)雜度的遞歸圖和遞歸定量分析研究[J]. 余建,曹軍義,王偉,廖維新. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]基于生理信號(hào)的腦力負(fù)荷檢測(cè)及自適應(yīng)自動(dòng)化系統(tǒng)研究:40年回顧與最新進(jìn)展[J]. 明東,柯余峰,何峰,趙欣,王春慧,綦宏志,焦學(xué)軍,張力新,陳善廣. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2015(01)
博士論文
[1]基于生理特征與支持向量機(jī)的認(rèn)知任務(wù)負(fù)荷瞬時(shí)識(shí)別[D]. 尹鐘.華東理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3101151
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電源電路圖
第 2 章多模態(tài)生理數(shù)據(jù)同步采集平臺(tái) 方法二,采用德州儀器生產(chǎn)的 TLE2426 產(chǎn)生穩(wěn)定的紋波較小的 2.5V,提供虛擬地。其電路如圖 2-10 所示。在獲取到 2.5V 的電壓后利用運(yùn)放跟隨增強(qiáng)其電源驅(qū)動(dòng)能力,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行濾波來獲得穩(wěn)定干凈的電源。
圖 2-10 虛地電路圖 心電模塊需要提供模擬部分 5V 的電源和數(shù)字部分的 3.3V 電源。其模擬部分電源要求同心電肌電的基本相同,所以采取相同的解決方案。數(shù)字部分利用上海樂鑫科技公司的 ESP32 模塊,需要提供 1A 的驅(qū)動(dòng)電流,對(duì)電源部分提出了相對(duì)嚴(yán)格的要求,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)比采用 MAX38903A 模塊提供電源。該模塊是一款低噪聲線性電源,完全符合我們的要求,其電路如圖 2-11 所示,其中 SELA 和 SELB 控制輸出電壓范圍,BYP 引腳提供電源濾波,凈化電源噪聲。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于小波變換結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解提取孤獨(dú)癥兒童腦電異常特征研究[J]. 李昕,蔡二娟,秦鷺云,康健楠. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2018(04)
[2]人體步態(tài)復(fù)雜度的遞歸圖和遞歸定量分析研究[J]. 余建,曹軍義,王偉,廖維新. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]基于生理信號(hào)的腦力負(fù)荷檢測(cè)及自適應(yīng)自動(dòng)化系統(tǒng)研究:40年回顧與最新進(jìn)展[J]. 明東,柯余峰,何峰,趙欣,王春慧,綦宏志,焦學(xué)軍,張力新,陳善廣. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2015(01)
博士論文
[1]基于生理特征與支持向量機(jī)的認(rèn)知任務(wù)負(fù)荷瞬時(shí)識(shí)別[D]. 尹鐘.華東理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3101151
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