[发明专利]基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘

权利要求书

1.基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于包括：方向盘套、心电检测模块、握力检测模块、CPU微处理器、显示面板以及预警模块；

所述心电检测模块检测驾驶员的心电信号；所述握力检测模块检测驾驶员对方向盘的握力信号；所述CPU微处理器提取出心电信号和握力信号的特征，并运算得到疲劳驾驶综合指数；所述显示面板实时显示驾驶员的疲劳驾驶指数；

所述CPU微处理器提取出心电信号和握力信号的特征，并运算得到疲劳驾驶综合指数的具体步骤为：

步骤1：通过压力分布来表征计算左手的握力信号；

步骤2：提取并计算一段瞬时T内握力信号的特征值，包括平均值和最大值；

步骤3：通过握力信号的特征值计算握力信号的疲劳特征值

步骤4：计算基于握力信号的疲劳驾驶指数：

式中，为在驾驶员清醒状态下的疲劳驾驶特征值；

步骤5：提取每一心电周期的R峰值，即最大值；

步骤6：计算同一段瞬时T内的心电信号特征值：

步骤7：计算基于心电信号的疲劳驾驶指数：

式中，为在驾驶员清醒状态下的心电R峰值平方和，疲劳时心电信号峰值降低，；

步骤8：根据和加权计算疲劳驾驶综合指数Q；

步骤9：根据预先设定好的疲劳倾向阈值和疲劳断定阈值，当时，控制预警模块发出语音预报疲劳倾向，当时，控制预警模块产生微机械刺激并提示休息。

2.根据权利要求1所述的基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于：所述心电检测模块包括了导电电极、心电信号放大器、A/D转换器以及数据采集卡。

3.根据权利要求2所述的基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于：所述导电电极包括参考电极、正电极、负电极，分布于方向盘圆周的上下表面。

4.根据权利要求2所述的基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于：所述导电电极附着安装于方向盘套表面，心电信号放大器、A/D转换器以及数据采集卡嵌入安装于方向盘套内，与电极之间通过屏蔽导线连接。

5.根据权利要求1所述的基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于：所述握力检测模块为在方向盘套表面均匀分布有压力传感器阵列，与嵌入在方向盘套内的数据采集卡通过屏蔽导线连接。

6.根据权利要求1所述的基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于：所述疲劳驾驶综合指数Q根据实际的传感器检测精度调整式和的权重。

7.根据权利要求1所述的基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于：所述预警模块包括车载语音提示装置和方向盘圆周上的埋藏式软锥阵列。

8.根据权利要求1所述的基于心电与握力信号的疲劳驾驶监测/预警的方向盘，其特征在于：当判断出驾驶员处于疲劳倾向状态时，所述预警模块发出“您有疲劳驾驶倾向，建议停车休息”提示语音；当判断出驾驶员处于疲劳驾驶状态时，所述预警模块发出“您已疲劳驾驶，请尽快停车休息”提示语音，方向盘内的埋藏式软锥也会自动弹出，产生示警性的机械微刺激。