(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910215255.2
(22)申请日 2019.03.21
(71)申请人 扬州大学
地址 225009 江苏省扬州市邗江区华扬西
路196号
(72)发明人 丁敏 张正华 曾心远 李斌
胡新盛 杨冬晗
(74)专利代理机构 南京正联知识产权代理有限
公司 32243
代理人 王素琴
(51)Int.Cl.
A61B 5/024(2006.01)
A61B 5/0402(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种基于生理参数的驾驶员
疲劳检测方法，包括步骤：首先采用PPG光电容积
脉搏波描记法每10ms采集一次待检测驾驶员血
液中的透光率数据，对透光率数据作滤波、除噪
心电波形检测；对心电波形中的R波峰进行检测，
得到R -R间期序列，并将异常的R波从R -R间期序 列中删除，进而得到正确R -R间期序列；然后对正
确R -R间期序列进行时域分析，计算得到时域指
标的R -R间期均值RR.mean；同时对正确R -R间期
序列进行快速傅里叶变换，进行频域分析后获取
频域指标LF/HF；最后基于R -R间期均值RR.mean
和频域指标LF/HF判定待检测驾驶员的疲劳状
态；本发明可实现对驾驶员的实时及高精度检
测，可有效对驾驶员是否存在疲劳驾驶进行监测
和提醒。权利要求书2页 说明书8页 附图3页CN 109938719 A 2019.06.28
C N 109938719
A
1.一种基于生理参数的驾驶员疲劳检测方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1、采用PPG光电容积脉搏波描记法，每10ms采集一次待检测驾驶员血液中的透光率数据；
S2、对所述透光率数据作滤波、除噪以及模数转换预处理操作，随后对待测驾驶员进行心电波形检测；
S3、对心电波形中的R波峰进行检测，得到R -R间期序列，并将异常的R波从R -R间期序列中删除，进而得到正确R -R间期序列；
S4、对所述正确R -R间期序列进行时域分析，计算得到时域指标的R -R间期均值RR.mean；
S5、对所述正确R -R间期序列进行快速傅里叶变换，进行频域分析后获取频域指标LF/HF；
S6、基于所述R -R间期均值RR.mean和频域指标LF/HF判定待检测驾驶员的疲劳状态。
2.如权利要求1所述的基于生理参数的驾驶员疲劳检测方法，其特征在于，步骤S4中，所述R -R间期均值RR.mean的计算公式为：式中，N表示正常心搏的总次数，RR i 表示第i个相邻且正常的R -R间期，RR.mean表示N个R -R间期序列的平均值。
3.如权利要求1所述的基于生理参数的驾驶员疲劳检测方法，其特征在于，步骤S5中所述正确R -R间期序列进行傅里叶变换后得到的功率谱密图中包含极低频段功率VLF、低频段功率LF和高频段功率HF，其中，所述极低段频段功率VLF范围大小为0.003-0.04Hz，所述低频段功率LF的范围大小为0.04-0.15Hz，所述高频段功率HF的范围大小为0.15-0.4Hz。 4.如权利要求3所述的基于生理参数的驾驶员疲劳检测方法，其特征在于，步骤S5中所述频域指标LF/HF的获取包括：
S51、将所述正确R -R间期序列等分成M段，每段长度为L，
通过公式
进行傅里叶变换，式中，x(n)为所述正确R -R间期序列表达式，X i (e jw )为x i (n)傅里叶变换后的频域表达式，N表示正确R -R间期序列的点数；
S52、计算所述正确R -R间期序列每段序列的功率谱，公式为：式中，L 表示每段序列的长度，P i (w)表示每段R -R间期序列X i (e jw )功率谱随频率变化的函数；
S53、将所述正确R -R间期序列每段的所述功率谱相加和取平均数，得到平均功率谱，公
式为：
式中，M表示序列的段数，表示整段R -R间期序列功率随频率变
化的函数；
S54、基于所述极低频段功率VLF、低频段功率LF以及高频段功率HF计算得到计算LF和HF，得到所述频域指标LF/HF，LF和HF的计算公式分别为：
权 利 要 求 书1/2页2CN 109938719 A
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