[发明专利]模拟驾驶环境下人脑注意力评估系统及其车模驾驶环境

说明书

技术领域

本发明是基于脑电的模拟驾驶环境下注意力评估系统设计，模拟驾驶环境下人脑注意力与交通违规之间的相互关系，评估出驾驶员安全驾驶的注意力程度。应用于交通驾驶之中，监控注意力状况，干预纠正违规驾驶行为，减少交通事故的发生。

背景技术

注意力和脑电具有天然的联系。上世纪60年代以来，科学家对认知心理学和神经科学进行了大量电生理学的研究，特别对人脑在各种状态下所产生的特定脑电（electroencephalogram ，EEG）信号进行了系统的研究，得出了许多有意义的结果。随着科学家对大脑生物电的了解深入，脑—机接口(brain computer interface, BCI)技术成为近年的一个新的应用。它是一种利用人脑的生物电信号，进过计算机处理，对外部设备进行控制的一种技术，它是一种全新的人机交互方式，其研究具有重要意义。可见BCI作为一种全新的、不依赖于肌肉的人类与外界交流的手段，通过解读人的思维活动对外界直接控制和交流，如用于交通驾驶之中，监控注意力状况，干预纠正违规驾驶行为具有很强的社会意义。现有技术中还并没有模拟驾驶环境下人脑注意力评估系统。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种模拟驾驶环境下人脑注意力评估系统及其车模驾驶环境。

本发明的技术方案是：

模拟驾驶环境下人脑注意力评估系统，包括Mindwave Mobile脑电信号采集模块、车模控制模块、遥控器控制模块、上位机处理模块，所述车模控制模块通过无线主机向上位机处理模块发出通信请求，无线主机将记录的违规信息、车模运行信息通过第一无线从机发送给上位机处理模块，所述Mindwave Mobile脑电信号采集模块通过蓝牙适配器将采集的脑电信号传输至上位机处理模块，由上位机处理模块对无线主机和Mindwave Mobile脑电信号采集模块传送来的信号解码并读取处理后将注意力的状况发送给车模控制模块；当车模控制模块通过无线主机向遥控器控制模块发出通信请求时，遥控器控制模块将采集的各个遥控通道的值，通过第二无线从机发送给车模控制模块，车模控制模块解析数据并校验处理后用于控制车模运行。

进一步，所述脑电信号采集模块包括Mindwave Mobile脑电蓝牙耳机和PC机，所述Mindwave Mobile脑电蓝牙耳机将采集到的脑电数据通过标准协议的蓝牙发送给PC机；当Mindwave Mobile脑电蓝牙耳机发送的数据被PC机的蓝牙串行设备接收到时产生中断，进入中断执行函数，将串口缓冲区的数据完全读取出来放于缓冲数组中，查找数组的元素直到找到两个连续的0xaa的帧头时，判断数据负载长度是否为32个字节，如是则读取32个负载数据，否则继续查找，直到缓冲数组的结尾，并退出中断，等待下次中断来临；当得到有效的脑电数据后对采集的脑电注意力值进行滑动滤波，然后得到最终的脑电注意力值，并在上位机上显示出来。

一种上述模拟驾驶环境下人脑注意力评估系统的车模驾驶环境，包括模拟公路、车模、操作台和控制台；

所述模拟公路由白色KT板制成，边缘贴有黑色胶带，用于边沿检测，模拟公路上随机布置障碍物，用于改变车模的行驶难易程度；

所述车模上设置有光电传感器、光电测速模块、摄像设备，所述光电传感器设置于车模的前、后、左、右、左前、左后、右前、右后位置，用于检测驾驶违规经常存在的包括压线方位、擦撞的行为，车模电机的主动轴上装配所述光电测速模块，用于检测车模速度及相关控制信号，车模上设置的无线传输摄像设备用于向监控端发射路况视频数据，所述摄像设备置于舵机摆臂之上，可随着舵机的摆动调整视野，车模的速度、方向运行状态都由被试通过遥控器操作车模舵机控制；

所述操作台包括PC机、Mindwave Mobile脑电蓝牙耳和遥控器，当被试头戴Mindwave Mobile脑电蓝牙耳机坐在操作台PC机前观看由车模的摄像设备发送回的路况视频时，被试通过遥控器操作控制车模在模拟公路的运行；

所述控制台包括权利要求1所述的模拟驾驶环境下人脑注意力评估系统，用于通过主从询问的方式实现Mindwave Mobile脑电信号采集模块、车模控制模块、遥控器控制模块之间的数据流通，支撑整个系统的稳定运行。

本发明的有益效果：