[发明专利]一种舰船驾驶人员疲劳评估系统及方法

权利要求书

1.一种舰船驾驶人员疲劳评估系统，其特征在于，其包括摄像头、头戴式脑电信号采集组件、智能手环和疲劳评估组件；

所述头戴式脑电信号采集组件包括贴设在驾驶人员的前额部位的柔性壳体和绑缚于驾驶人员头部的弹性绑带，所述弹性绑带的两端分别与柔性壳体的两端相固定，所述柔性壳体内左中右侧分别设有脑电传感器，所述柔性壳体内还设有第一微型控制器和第一无线通讯模块；

所述智能手环包括手环本体，所述手环本体上设有脉搏传感器、温度传感器、第二微型控制器和第二无线通讯模块；

所述疲劳评估组件包括速度传感器、环境噪声传感器、控制模块和第三无线通讯模块；

所述控制模块用于在工作启动后开始计时，每隔一固定时间段控制并接收摄像头采集的驾驶人员的面部图像，基于面部图像对驾驶人员进行身份识别，判断从开始计时起的第一设定时间段内身份识别信息是否改变，在判断出改变时以判断出改变时刻为起点重新开始计时、采集面部图像及身份识别，在判断出未改变时利用第三无线通讯模块同时发送信号采集指令至头戴式脑电信号采集组件和智能手环；

所述控制模块用于控制速度传感器实时检测舰船速度值及其信号采集时间戳；

所述控制模块用于控制环境噪声传感器实时检测环境噪声值及其信号采集时间戳；

所述第一微型控制器用于分别控制左中右侧脑电传感器实时采集左中右侧脑电信号及其信号采集时间戳，利用第一无线通讯模块和第三无线通讯模块传输给控制模块；

所述第二微型控制器用于控制脉搏传感器实时采集脉搏信号及其信号采集时间戳，控制温度传感器实时采集腕部温度信号及其信号采集时间戳，利用第二无线通讯模块和第三无线通讯模块传输给控制模块；

所述控制模块用于判断第二设定时间段内是否存在速度值为零的情况及第二设定时间段内身份识别信息是否改变，在存在速度值为零时则以后续速度不为零的时刻为起点重新判断第二设定时间段内是否存在速度为零的情况，在身份识别信息发生改变时以判断出改变时刻为起点重新开始计时、采集面部图像及身份识别，在为否时对环境噪声信号、各个脑电信号、脉搏信号和腕部温度信号进行预处理操作；

所述控制模块用于对经预处理后的环境噪声信号、各个脑电信号、脉搏信号和腕部温度信号进行特征提取，以分别依次提取出环境噪声信号、各个脑电信号、脉搏信号和腕部温度信号的时域特征、频域特征；

所述控制模块用于将环境噪声信号时/频域特征、脑电信号平均时/频域特征、脉搏信号时/频域特征和腕部温度信号时/频域特征分别与清醒范围集和疲劳范围集进行匹配，确定驾驶人员是处于清醒状态还是处于疲劳状态，在处于清醒状态时进入下一个第二设定时间段判断；

所述控制模块用于在处于疲劳状态时将环境噪声信号时/频域特征、脑电信号平均时/频域特征、脉搏信号时/频域特征和腕部温度信号时/频域特征与各个疲劳度等级中对应的特征进行匹配，确定驾驶人员所处的具体疲劳度等级；

所述控制模块用于将环境噪声信号时/频域特征、脑电信号平均时/频域特征、脉搏信号时/频域特征和腕部温度信号时/频域特征分别与清醒范围集中对应特征和疲劳范围集中对应特征进行一一匹配，当某一信号的时/频域特征值位于清醒范围集或疲劳范围集中对应特征范围内时则清醒范围集或疲劳范围集匹配成功一次，统计清醒范围集和疲劳范围集中各自匹配成功的数量，判断清醒范围集中匹配成功的数量与疲劳范围集中匹配成功的数量的大小，在清醒范围集对应数量大于疲劳范围集对应数量时则判定驾驶人员处于清醒状态，则进入下一个第二设定时间段判断，在疲劳范围集对应数量大于清醒范围集对应数量时则判定驾驶人员处于疲劳状态，进一步判断驾驶人员所处的具体疲劳度等级；

所述控制模块用于在处于疲劳状态时将环境噪声信号时/频域特征、脑电信号平均时/频域特征、脉搏信号时/频域特征和腕部温度信号时/频域特征与各个疲劳度等级中对应的特征进行一一匹配，当某一信号的时/频域特征值位于某一疲劳度等级中对应的特征范围内时则该疲劳度等级匹配成功一次，统计各个疲劳度等级中匹配成功的数量，查询各个匹配成功的数量所属的匹配成功设定数量范围所对应的疲劳度等级概率，显示数值最大的疲劳度等级概率，以此确定驾驶人员所处的具体疲劳度等级及其概率。

2.如权利要求1所述的舰船驾驶人员疲劳评估系统，其特征在于，所述控制模块用于对环境噪声信号、各个脑电信号、脉搏信号和腕部温度信号分别进行归一化处理，并对归一化处理后的环境噪声信号、各个脑电信号、脉搏信号和腕部温度信号进行降噪滤波处理。