基于生理信号的驾驶疲劳综合评价方法试验研究

采用驾驶模拟舱对30名被试进行动态驾驶模拟试验,分析心电信号和脑电信号随驾驶时间的变化规律,验证心电信号和脑电信号作为驾驶疲劳评价指标的有效性.采用皮尔逊相关系数计算发现心电信号与脑电信号相关关系显著,并通过主成分分析法,建立脑电信号与心电信号之间的关系,确定驾驶疲劳评价的综合指标,可以排除干扰因素,减小数据的波动性,提高驾驶疲劳评价的准确性.     

基于安全人机工程学的驾驶疲劳因素及其产生机理分析

在当今各种重大伤亡事故中,交通事故所占比例最大.其中驾驶疲劳已经成为引发交通事故的主要原因,但驾驶疲劳的产生受交通标志、环境、驾驶员自身素质等诸多因素交互作用,成因复杂,表现特征呈现出多维度、多侧面.基于安全人机工程学的原理分析了驾驶疲劳的各种影响因素及其相互关系,归纳出其形成过程分为感知、判断决策和动作3个阶段,提出疲劳驾驶的行为模式,并探讨其内在机理,这对于预防驾驶疲劳,保障车辆安全畅行具有十分重要的理论及现实意义.     

基于IAHP的生产系统作业疲劳模糊综合评价

针对传统作业疲劳评价方法存在的不足,构建了生产系统作业疲劳综合评价指标体系,使用区间层次分析法对各个指标赋予权重,建立作业疲劳模糊综合评价模型,通过算例分析验证了该方法能够有效反映作业的疲劳等级,从而在引发疲劳的影响因素中探寻改善生产系统作业疲劳的策略。     

驾驶疲劳声音对策有效性的驾驶模拟

采用驾驶模拟实验,验证了声音刺激作为驾驶疲劳对策的有效性。通过声强、声频、持续时间和持续间隔4个因素合成不同类型的声音刺激源。选择容易出现驾驶疲劳的单调性场景和中午时分进行实验,采用眼动和驾驶员的面部特征作为驾驶疲劳的评价标准,当疲劳现象出现后启动声音刺激,分析不同类型的声音刺激前、后的脑电、心电、眼动等生理指标和驾驶操作水平的变化规律。结果表明:驾驶员在疲劳状态下,对单一声音刺激存在警觉反应,但刺激的效果不能持久,在声音刺激之后仅仅能够维持几分钟。同时发现声音类型对刺激的效果有显著影响。因此,需要进一步分析声音的各个因素对驾驶疲劳指标的影响程度,构建持续警觉的组合声音作为有效的驾驶疲劳对策。     

驾驶疲劳状态波动性特征的识别方法

针对疲劳状态变化的波动性特征,基于心率变异性指标构建了一种驾驶疲劳状态识别方法.以驾驶行为绩效为疲劳客观测评指标,给出了适应疲劳波动性特征的驾驶疲劳分级方法.以心率变异性的3项时域指标、5项频域指标为特征因子构建驾驶疲劳识别特征向量,结合支持向量机提出了一种适应小样本的驾驶疲劳状态识别模型.采用10名驾驶员连续4 h的驾驶行为绩效与心电数据,对模型方法予以了测试.测试结果表明:10名驾驶员1级、2级疲劳状态的正确识别率介于70%~82%,平均正确识别率为75%.     

基于脑电信号特征的驾驶疲劳检测方法研究

目前,疲劳驾驶已成为一种严重的社会问题,然而对于疲劳驾驶的检测与预防仍缺乏有效的技术手段.采用疲劳驾驶模拟实验、结合对象辨别实验和对被试面部表情变化分析,探索了脑电信号特征与驾驶疲劳状态间的相关性.提取脑电信号的δ波、θ波、α波、β波四种脑电节律的能量值作为疲劳驾驶的特征值,采用δ波能量值与θ波能量值之和与β波能量值的比值作为疲劳指数.结果显示,疲劳指数与被试疲劳程度呈正相关,验证了利用脑电信号检测疲劳程度的合理性与客观性,为疲劳检测提供了新的思路.     

基于EEG的驾驶疲劳识别算法及其有效性验证

为有效识别驾驶员疲劳状态,基于脑电信号(electroencephalogram,EEG)提出了一种驾驶疲劳状态识别方法.首先,以时间段划分疲劳等级,并采用主、客观测评指标对疲劳等级划分的合理性进行验证.然后,利用快速傅里叶变换对脑电信号进行分析,在此基础上选取3种频段的平均幅值和5项合成指标,通过核主元分析(kernel principal component analysis,KPCA)构建疲劳识别脑电指标,结合支持向量机(support vector machine,SVM),构建了驾驶员疲劳状态识别模型.最后,采用30名驾驶员连续驾驶2 h的脑电数据,对该模型方法进行试算.试算结果表明:疲劳状态识别正确率为79.17%~92.03%,平均正确率为84.62%,该方法可用于驾驶疲劳识别.     

基于驾驶员反应时间的驾驶疲劳量化

在单调的高速公路环境下进行了20组实车试验,获取了驾驶员的反应时间及自我评价量表。对驾驶员的反应时间数据进行了分析,构建了驾驶员反应时间概率密度函数。采用支持向量机(SVM)模型对驾驶疲劳进行分类,其中惩罚因子通过遗传-粒子群混合算法进行寻优。以驾驶员反应时间作为输入量,疲劳等级作为输出量,对驾驶疲劳进行量化分类,准确率为80.67%。     

基于模糊神经网络的驾驶模拟器实验有效性评价研究

为提高驾驶模拟实验精度,确保驾驶模拟器获得的实验数据可靠,对驾驶模拟器实验有效性进行科学综合的评价,发现驾驶模拟器设施设置的不足,并进一步优化改进.对驾驶模拟器有效性评价影响因素和应用项目进行总结归纳,运用模糊层次分析法筛选出15个关键评价因素,构建驾驶模拟器有效性综合评价指标体系.结合模糊神经网络原理,建立了基于模糊神经网络的驾驶模拟器实验有效性综合评价模型,并对其精度进行检验,最后对模型进行了实例应用分析.研究结果表明:建立的驾驶模拟器评价模型拟合精度高达82.6％,且运用实际的一台驾驶模拟器进行评价,输出该台驾驶模拟器最终的驾驶模拟器实验有效性评价结果值为0.6736,评价等级为中等,且该驾驶模拟器还需要在标志可视距离、液压系统位移、危险场景速度位移方差等方面加强改进和优化.     

VDT作业疲劳的模糊综合评价方法

为了评价VDT(visual display terminal)作业引发的疲劳,根据多级模糊综合评价的要求和VDT作业引 发疲劳感的特点,从视觉疲劳、局部骨骼肌疲劳和精神疲劳3个方面设计了评价指标体系,建立了VDT作业疲 劳的二级模糊综合评价模型.实证研究表明该模型能够对VDT作业者的疲劳程度做出正确的评价.模型中有 关构造评判矩阵的信息可通过问卷调查的方式获得,效率高,成本低,且具有良好的可靠性.此模型便于现场应 用,为企事业单位在VDT作业管理中全面、客观、准确地评价作业者的疲劳程度提供了新方法.     

驾驶模拟系统人机界面的真实性评价

驾驶模拟系统是进行各项交通研究的有效手段和工具.详细描述了基于驾驶模拟器和Quest3D自行开发的驾驶模拟系统体系结构,着重介绍了其视觉呈现、听觉混成、体感模拟等模块组成的人机界面的设计,并采用综合分析法对系统人机界面的真实性进行了综合评价.结果表明,本文实现的驾驶模拟系统所建立的虚拟驾驶环境符合真实环境,其真实性能满足相关研究的需求.     

疲劳对驾驶员感知判断及操作特性的影响

在分析疲劳对行车安全影响的基础上,采用实验心理学测试与主观疲劳调查的方式,研究了不同疲劳程度下驾驶员的感知、判断及操作特性。分析了不同疲劳程度下驾驶特性测评指标的变化规律,确定了不同疲劳程度下的驾驶特性测评指标阈值。提出了基于驾驶员驾驶特性的最大连续驾驶时间建议,可为相关部门制定或修订驾驶服务时间提供参考依据。     

汽车模拟驾驶模型与仿真的研究

在主动型驾驶模拟训练系统中 ,模拟驾驶舱各个操纵机构存在着多输入、多耦合、非线性的控制作用 ,而驾驶模拟训练要求驾驶动力学模型适于快速实时仿真 .本文使用拟合多项式描述汽车发动机负荷特性 ,提出结构简化的汽车速度和方向控制模型 .对模拟驾驶的仿真结构和学员操作的逻辑判断进行了讨论 ,通过对操纵机构输入的线性化处理 ,得到汽车行驶的仿真模型并选择快速仿真算法实现了所建模型 .实验结果表明 ,本文提出的理论模型和仿真算法是正确可行的     

基于层次分析法的建筑企业竞争力评价研究

随着我国市场经济体制的逐步确立,建筑企业之间的竞争也日趋激烈。如何合理地评价建筑企业竞争力,以便为企业制定竞争战略提供可靠的依据,成为一个值得关注的问题。文中建立了建筑企业竞争力评价的多指标体系和综合指标,采用层次分析法计算指标权重,提出了建筑企业竞争力评价方法。以我国上市建筑企业做为研究对象,采用该方法进行了实证分析。研究表明,该方法可以有效评价建筑企业竞争力,通过对企业竞争力影响因素分析,能够确定建筑企业竞争策略。     

一种基于眼部状态的疲劳驾驶检测方法

针对传统的疲劳驾驶检测准确率低和实时性差的问题,提出了一种基于眼部状态的疲劳驾驶检测方法.利用CCD相机实时获取驾驶员的脸部图像,采用直方图均衡化增强图像的对比度;通过改进的cascade(Hear分类器)的人脸检测算法检测出脸部区域;利用OTSU阈值分割和形态学运算提取人眼区域,根据人眼的宽高比判定眼睛的闭合程度;依据PERCLOS-P80原理和眨眼频率判断驾驶员的疲劳状态.实验结果表明:改进的人脸检测算法对每帧图像的检测时间约为45ms,在人脸检测速度上提高了2.3倍,为整个疲劳驾驶检测节省了大量的时间.研究疲劳驾驶检测方法检测一帧图像的时间约为65ms,而且在不同的光照强度下的检测均有较高的准确率,满足疲劳驾驶检测对准确性和实时性的要求.     

基于实验心理学的驾驶员驾驶特性及其综合评价

为了评价驾驶员的驾驶特性,应用实验心理学的方法对驾驶员的感知、判断及操作特性进行了综合研究.采用深度知觉仪、速度知觉仪、注意分配实验仪等心理学测试设备,对不同年龄、性别一定数量驾驶员的驾驶特性指标进行测试,确定了驾驶特性单项指标阈值;采用模糊理论对各测评指标进行聚类分析,确定了驾驶特性综合评价等级.分析表明:综合评价结果与驾驶员实际发生交通事故情况的符合率为77.2%,说明所确定的综合评价等级在分析驾驶特性方面具有一定的可靠性,能够有效地评价驾驶员的驾驶特性,研究结果可为我国驾驶员的选拔与培训提供理论依据.     

欠驱动异构式下肢康复机器人动力学分析及参数优化

针对现有外骨骼机器人人机自由度不匹配和关节对中性差的问题,提出欠驱动下肢康复机器人. 欠驱动机器人只有4个直线驱动,驱动的直线运动通过推杆和人机连接机构转化为人下肢在矢状面内的屈伸运动,带动人体进行步态康复训练. 建立机器人系统的人机耦合模型,进行模型的动力学分析,对人机耦合模型中影响动力学结果的参数进行分析,建立驱动力与肢体推动力之间的关系模型,并以推力系数最大为目标进行参数分析与优化,得到最佳的结构参数. 根据优化后的结构参数搭建康复机器人实验系统,对髋、膝关节驱动力与角度进行对比. 实验结果表明最大髋关节角度误差为2.9°,最大膝关节角度误差为6.4°,最大误差均约为9%,验证了动力学模型和参数优化结果的正确性.