一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置

1.本发明属于驾驶监测技术领域，具体涉及一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置。


背景技术：

2.在沙漠恶劣的自然环境和沙漠公路交通环境中，易使驾驶员产生各种不利于驾驶的生理和心理反应：视觉障碍、脱水、头晕头痛、孤独恐惧、心情烦躁等等，最终导致驾驶员疲劳，从而直接影响驾驶员的驾驶能力。沙漠公路事故统计数据的分析结果表明，沙漠公路交通事故原因与驾驶员相关的主要有超速、违章操作、疲劳驾驶和疏忽大意等。其中由于疲劳驾驶所引起的沙漠公路交通事故约占总事故数的12％。由此可以看出，由于人的因素导致沙漠公路交通事故的原因中，驾驶疲劳所占的比重非常大，是造成沙漠公路交通事故不可忽视的原因。
3.现有的疲劳监测设备多采用摄像头观测驾驶员是否疲劳，但忽视了驾驶员可能睁眼睡觉的情况。现有的心肌电检测疲劳预警装置并没有考虑每个人疲劳阈值的特殊性，沙漠地区因为其环境的特殊性，往往更容易产生驾驶疲劳，其疲劳往往较常规路段更早，反应更强烈，没有针对沙漠地区驾驶的疲劳检测装置。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，同时采用双保险针对沙漠公路易疲劳的特性，并且考虑到了不同人的体质问题，从而有效的对疲劳驾驶进行干预，大幅度降低了疲劳导致的交通事故发生的概率。
5.为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
6.一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，包括：
7.心率电极片，用于采集驾驶员的心率电信号；
8.心率处理器，用于将所述心率电信号处理为心率值；
9.肌电电极片，用于采集驾驶员后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉的肌电电信号；
10.肌电处理器，用于将所述后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉的肌电电信号处理为对应的肌电值；
11.计时模块，用于记录驾驶员的驾驶时间；
12.物理干预模块，用于对驾驶员进行物理干预刺激；
13.语音播报干预模块，用于对驾驶员进行语音播报干预；
14.中央处理器，用于提取所述心率值的r_r间期并计算r_r间期标准差，将所述r_r间期标准差与心率阈值比较，并根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，将所述设定时间内的肌电均值与肌电阈值比较，当超过心率阈值和/或超过肌电阈值时，控制物理干预模块对驾驶员进行物理干预刺激和/或控制所述语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预；还用于根据所述驾驶时间控制所述语音播报干预
模块对驾驶员进行语音播报干预。
15.进一步地，所述r_r间期标准差的计算公式为：
[0016][0017]
式中，sdnn为r_r间期标准差；rri为第i个r_r间期，rr
mean
为间期平均值，n为心脏搏动次数。
[0018]
进一步地，所述转动方向盘所需肌肉包括右上胸肌肉、左肩前束肌肉和右肩前束肌肉，所述根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，计算公式为：
[0019][0020]
式中，emg
mean
，
t
为t时段内肌电均值，n
t
为t时段内每个部位采集的肌电值，emg1为后脖颈肌肉处采集的肌电值，emg2为右上胸肌肉处采集的肌电值，emg3为左肩前束肌肉处采集的肌电值，emg4为右肩前束肌肉处采集的肌电值。
[0021]
进一步地，还包括定位模块，用于定位驾驶员所在位置信息；
[0022]
当r_r间期标准差低于设定的极限心率值和/或肌电均值低于设定的肌电值时，所述中央处理器向预先绑定的求救设备发送驾驶员所在位置信息。
[0023]
进一步地，还包括存储模块，用于存储驾驶员的历史心率值和历史肌电值。
[0024]
进一步地，按照疲劳程度等级由低到高将心率阈值设置为轻度疲劳心率阈值、中度疲劳心率阈值和重度疲劳心率阈值，当超过轻度疲劳心率阈值且不超过中度疲劳心率阈值时，控制所述语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预；当超过中度疲劳心率阈值且不超过重度疲劳心率阈值时，控制物理干预模块对驾驶员进行物理干预刺激和控制所述语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预；当超过重度疲劳心率阈值时，控制物理干预模块提高对驾驶员进行物理干预刺激的程度和控制所述语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预。
[0025]
进一步地，按照疲劳程度等级由低到高将肌电阈值设置为轻度疲劳肌电阈值、中度疲劳肌电阈值和重度疲劳肌电阈值，当超过轻度疲劳肌电阈值且不超过中度疲劳肌电阈值时，控制所述语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预；当超过中度疲劳肌电阈值且不超过重度疲劳肌电阈值时，控制物理干预模块对驾驶员进行物理干预刺激和控制所述语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预；当超过重度疲劳肌电阈值时，控制物理干预模块提高对驾驶员进行物理干预刺激的程度和控制所述语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预。
[0026]
进一步地，所述中央处理器还用于将驾驶员的历史r_r间期标准差聚类为轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别，并分别计算轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别中历史r_r间期标准差的平均值，利用各类别对应的历史r_r间期标准差的平均值分别更新轻度疲劳心率阈值、中度疲劳心率阈值和重度疲劳心率阈值。
[0027]
进一步地，所述中央处理器还用于将驾驶员的历史肌电均值聚类为轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别，并分别计算轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别中历史肌电均值的平均值，利用各类别对应的历史肌电均值的平均值分别更新轻度疲劳
肌电阈值、中度疲劳肌电阈值和重度疲劳肌电阈值。
[0028]
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
[0029]
本发明提供的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，通过提取心率值的r_r间期并计算r_r间期标准差，将r_r间期标准差与心率阈值比较，并根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，将设定时间内的肌电均值与肌电阈值比较，当超过心率阈值和/或超过肌电阈值时，控制物理干预模块对驾驶员进行物理干预刺激和/或控制语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预；还用于根据驾驶时间控制语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预。也就是说，本发明能获取驾驶员实时状态，采取心肌电预警值提醒、驾驶时间计时报警双保险，可以有效对驾驶员在沙漠公路行驶过程中进行驾驶疲劳状态提醒及报警进而降低驾驶员在沙漠公路因疲劳驾驶产生事故的风险。本发明具有便携、易操作、成本低的优势。
[0030]
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]
图1为本发明一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置的结构框图；
[0033]
图2为本发明一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置的工作流程图。
[0034]
图中：1-心率电极片；2-心率处理器；3-肌电电极片；4-肌电处理器；5-计时模块；6-物理干预模块；7-语音播报干预模块；8-中央处理器；9-通讯模块；10-定位模块；11-存储模块；12-供电模块。
具体实施方式
[0035]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]
作为本发明的某一具体实施方式，如图1所示，本发明提供了一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，包括：
[0037]
心率电极片1，用于采集驾驶员的心率电信号。
[0038]
优选的，将心率电极片1佩戴在驾驶员的左下胸和右上胸的位置，采集驾驶员的心率电信号。
[0039]
心率处理器2，用于将心率电信号处理为心率值。具体地说，心率处理器2将心率电信号放大并进行数字滤波处理后转化为心率值。
[0040]
肌电电极片3，用于采集驾驶员后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉的肌电电信号。
[0041]
优选的，将肌电电极片3佩戴在驾驶员的后勃颈肌肉、右上胸肌肉、左肩前束肌肉
和右肩前束肌肉位置，采集对应部位的肌电电信号。
[0042]
肌电处理器4，用于将后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉的肌电电信号处理为对应的肌电值。具体地说，肌电处理器4将肌电电信号放大并进行数字滤波处理后转化为肌电值。
[0043]
计时模块5，用于记录驾驶员的驾驶时间。
[0044]
具体地说，当驾驶员驾驶车辆起步时，计时模块5开始工作，记录驾驶员的驾驶时间。计时模块需要驾驶员在行车前按下开关，避免冬季车辆预热而造成计时开始时间的错误。
[0045]
物理干预模块6，用于对驾驶员进行物理干预刺激。
[0046]
优选的，物理干预模块6采用放电电极，也就是说，采用电刺激的方式对驾驶员进行干预刺激。
[0047]
语音播报干预模块7，用于对驾驶员进行语音播报干预，示例的，播报内容包括驾驶员已驾驶时间。
[0048]
中央处理器8，用于提取心率值的r_r间期并计算r_r间期标准差，将r_r间期标准差与心率阈值比较，并根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，将设定时间内的肌电均值与肌电阈值比较，当超过心率阈值和/或超过肌电阈值时，控制物理干预模块6对驾驶员进行物理干预刺激和/或控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预。
[0049]
具体地说，r_r间期标准差的计算公式为：
[0050][0051]
式中，sdnn为r_r间期标准差；rri为第i个r_r间期，rr
mean
为间期平均值，n为心脏搏动次数。
[0052]
根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，计算公式为：
[0053][0054]
式中，emg
mean
，
t
为t时段内肌电均值，n
t
为t时段内每个部位采集的肌电值，emg1为后脖颈肌肉处采集的肌电值，emg2为右上胸肌肉处采集的肌电值，emg3为左肩前束肌肉处采集的肌电值，emg4为右肩前束肌肉处采集的肌电值。
[0055]
中央处理器8，还用于根据驾驶时间控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预。具体地说，对于时间信息，中央处理器8对语音播报干预模块7发出指令，使其提醒驾驶员驾驶时间，驾驶4小时需要休息20分钟，若驾驶时间超过4小时，中央处理器会对物理干预模块6发出指令，采用物理干预的方式刺激驾驶员，例如通过放出脉冲电流刺激驾驶员。
[0056]
根据相关沙漠地区模拟实验数据，对于肌电监测数据，前30min肌电采集值均值为1519，整体变化最大值也出现在驾驶时间前25min内，后25min采集均值1509，与方向盘转动幅度有关。将心电变化与肌电变化相结合，得到前30min内，心电趋于平稳，肌电变化点较多且明显，而心率出现下降又上升再逐渐下降的趋势后，肌电数据持续下降并未发生变化，方
向盘转动幅度及次数逐渐减小，肌电变化最低点发生在驾驶时间45min的时段内，为1468。由此可初步得到，沙漠高速公路驾驶过程中，有关方向盘转动肌肉在驾驶时间30-45min内开始疲劳。而根据心脏搏动r_r间隔随时间变化规律可以分析得到，沙漠地区驾驶仅30min心率即开始发生明显变化，总体模拟趋势符合现有的驾驶疲劳心率变化规律，在30min心率逐渐降低，10min后波动升高，随机持续降低。根据现场实验结果，心率变化最低点为40min左右，早于正常高速公路开始疲劳的时间(55-65min)。因此根据实验数据，申请人认为在沙漠地区应提前给驾驶员进行疲劳干预，考虑了时间因素，每隔30min对驾驶员进行一次语音播报提醒。
[0057]
在上述实施方式的基础上，作为更加优选的实施方式，如图1所示，针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置还包括定位模块10，用于定位驾驶员所在位置信息；
[0058]
当r_r间期标准差低于设定的极限心率值和/或肌电均值低于设定的肌电值时，即生命体征微弱时，中央处理器8判定为驾驶员可能发生了交通事故，则向预先绑定的求救设备发送驾驶员所在位置信息，避免了沙漠地区搜救困难的问题。示例的，定位模块10为gps定位，通过无线网络向求救设备发送驾驶员所在位置信息，求救设备为驾驶员亲属的手机。
[0059]
在上述实施方式的基础上，作为更加优选的实施方式，如图1所示，针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置还包括存储模块11，用于存储驾驶员的历史心率值和历史肌电值。
[0060]
在上述实施方式的基础上，作为更加优选的实施方式，如图1所示，针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置还包括通讯模块9，用于实现中央处理器8与心率处理器2、肌电处理器4、计时模块5、物理干预模块6、语音播报干预模块7和定位模块10之间的通讯。示例的，通讯模块9为蓝牙模块。
[0061]
针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置还包括供电模块12，通过供电模块12向监测预警装置的各个用电单元进行供电。示例的，供电模块12采用可充电的锂电池，可用车载usb接口或者外部电源进行充电，也可拆卸更换同型号电池。
[0062]
具体地说，心率电极片1与心率处理器2的输入端连接，肌电电极片3与肌电处理器4的输入端连接，心率处理器2和肌电处理器4的输出端均与存储模块11的输入端连接，存储模块11与中央处理器8通过通讯模块9通讯连接。中央处理器8与计时模块5、物理干预模块6、语音播报干预模块7和定位模块10连接。
[0063]
优选的，按照疲劳程度等级由低到高将心率阈值设置为轻度疲劳心率阈值、中度疲劳心率阈值和重度疲劳心率阈值，当然，还设置了未产生疲劳的心率阈值范围，当r_r间期标准差处于未产生疲劳的心率阈值范围时，不进行干预。当超过轻度疲劳心率阈值且不超过中度疲劳心率阈值时，控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预，示例的，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当超过中度疲劳心率阈值且不超过重度疲劳心率阈值时，控制物理干预模块6对驾驶员进行物理干预刺激和控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预，示例的，采用放电电极向驾驶员放出脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当超过重度疲劳心率阈值时，控制物理干预模块6提高对驾驶员进行物理干预刺激的程度和控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预，示例的，采用放电电极向驾驶员放出增加2ma电流强度的脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。
[0064]
优选的，按照疲劳程度等级由低到高将肌电阈值设置为轻度疲劳肌电阈值、中度疲劳肌电阈值和重度疲劳肌电阈值，当然，还设置了未产生疲劳的肌电阈值范围，当肌电均值处于未产生疲劳的心率阈值范围时，不进行干预。当超过轻度疲劳肌电阈值且不超过中度疲劳肌电阈值时，控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预，示例的，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当超过中度疲劳肌电阈值且不超过重度疲劳肌电阈值时，控制物理干预模块6对驾驶员进行物理干预刺激和控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预，示例的，采用放电电极向驾驶员放出脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当超过重度疲劳肌电阈值时，控制物理干预模块6提高对驾驶员进行物理干预刺激的程度和控制语音播报干预模块7对驾驶员进行语音播报干预，示例的，采用放电电极向驾驶员放出增加2ma电流强度的脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。
[0065]
在上述实施方式的基础上，作为更加优选的实施方式，中央处理器8还用于将驾驶员的历史r_r间期标准差聚类为轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别，并分别计算轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别中历史r_r间期标准差的平均值，利用各类别对应的历史r_r间期标准差的平均值分别更新轻度疲劳心率阈值、中度疲劳心率阈值和重度疲劳心率阈值。优选的，中央处理器8还用于将驾驶员的历史r_r间期标准差聚类为未产生疲劳类别，计算未产生疲劳类别中历史r_r间期标准差的平均值，利用未产生疲劳类别对应的历史r_r间期标准差的平均值更新未产生疲劳的心率阈值范围。
[0066]
在上述实施方式的基础上，作为更加优选的实施方式，中央处理器8还用于将驾驶员的历史肌电均值聚类为轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别，并分别计算轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别中历史肌电均值的平均值，利用各类别对应的历史肌电均值的平均值分别更新轻度疲劳肌电阈值、中度疲劳肌电阈值和重度疲劳肌电阈值。优选的，中央处理器8还用于将驾驶员的历史肌电均值聚类为未产生疲劳类别，计算未产生疲劳类别中历史肌电均值的平均值，利用未产生疲劳类别对应的历史肌电均值的平均值更新未产生疲劳的肌电阈值范围。
[0067]
如图2所示，本发明针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置的工作方法，具体如下：
[0068]
步骤1，监测预警装置启动与连接，启动车辆，供电模块开始为监测预警装置进行供电，驾驶员将心率电极片佩戴在左下胸和右上胸位置，将肌电电极片佩戴在后勃颈及右上胸及左右肩前束，利用心率电极片和心率处理器采集记录实时心率变化，利用肌电电极片和肌电处理器采集记录颈部肌肉及转动方向盘所需肌肉的肌电数据。
[0069]
步骤2，车辆起步，计时模块开始启动，中央处理器开始接收时间和肌电心电信息，根据沙漠地区疲劳发展规律，中央处理器每隔30min向语音播报干预模块发射指令语音播报干预模块提示驾驶员已驾驶时间，中央处理器根据心率值和肌电值，计算心率r_r间期标准差sdnn和肌电均值emg
mean，t
，并根据提前输入的对应的阈值等级控制物理干预模块对驾驶员进行物理干预刺激和/或控制语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预。当r_r间期标准差超过轻度疲劳心率阈值且不超过中度疲劳心率阈值时，对驾驶员进行语音播报干预。当r_r间期标准差超过中度疲劳心率阈值且不超过重度疲劳心率阈值时，采用放电电极向驾驶员放出脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当r_r间期
标准差超过重度疲劳心率阈值时，采用放电电极向驾驶员放出增加2ma电流强度的脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当肌电均值处于未产生疲劳的心率阈值范围时，不进行干预。当肌电均值超过轻度疲劳肌电阈值且不超过中度疲劳肌电阈值时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当肌电均值超过中度疲劳肌电阈值且不超过重度疲劳肌电阈值时，采用放电电极向驾驶员放出脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。当肌电均值超过重度疲劳肌电阈值时，采用放电电极向驾驶员放出增加2ma电流强度的脉冲电流刺激驾驶员，同时，语音播报提醒驾驶员注意疲劳驾驶。
[0070]
步骤3，中央处理器再次收到肌电心率信息进行疲劳分级，并根据判断疲劳等级做出相应处理，直到心率和肌电均恢复正常范围，若发生重大交通事故，即心率和肌电过低，中央处理器会记录发送gps信息，方便后续搜救工作。
[0071]
步骤4，中央处理器对收集到的sdnn和emg
mean，t
数据进行储存分析，将两种数据分别聚类为四类并求取每个类别的平均值和方差，实时更新疲劳阈值。
[0072]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，包括：心率电极片(1)，用于采集驾驶员的心率电信号；心率处理器(2)，用于将所述心率电信号处理为心率值；肌电电极片(3)，用于采集驾驶员后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉的肌电电信号；肌电处理器(4)，用于将所述后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉的肌电电信号处理为对应的肌电值；计时模块(5)，用于记录驾驶员的驾驶时间；物理干预模块(6)，用于对驾驶员进行物理干预刺激；语音播报干预模块(7)，用于对驾驶员进行语音播报干预；中央处理器(8)，用于提取所述心率值的r_r间期并计算r_r间期标准差，将所述r_r间期标准差与心率阈值比较，并根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，将所述设定时间内的肌电均值与肌电阈值比较，当超过心率阈值和/或超过肌电阈值时，控制物理干预模块(6)对驾驶员进行物理干预刺激和/或控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预；还用于根据所述驾驶时间控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预。2.根据权利要求1所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，所述r_r间期标准差的计算公式为：式中，sdnn为r_r间期标准差；rr
i
为第i个r_r间期，rr
mean
为间期平均值，n为心脏搏动次数。3.根据权利要求1所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，所述转动方向盘所需肌肉包括右上胸肌肉、左肩前束肌肉和右肩前束肌肉，所述根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，计算公式为：式中，emg
mean
，
t
为t时段内肌电均值，n
t
为t时段内每个部位采集的肌电值，emg1为后脖颈肌肉处采集的肌电值，emg2为右上胸肌肉处采集的肌电值，emg3为左肩前束肌肉处采集的肌电值，emg4为右肩前束肌肉处采集的肌电值。4.根据权利要求1所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，还包括定位模块(10)，用于定位驾驶员所在位置信息；当r_r间期标准差低于设定的极限心率值和/或肌电均值低于设定的肌电值时，所述中央处理器(8)向预先绑定的求救设备发送驾驶员所在位置信息。5.根据权利要求4所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，还包括存储模块(11)，用于存储驾驶员的历史心率值和历史肌电值。6.根据权利要求1所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，按照疲劳程度等级由低到高将心率阈值设置为轻度疲劳心率阈值、中度疲劳心率阈值和重度疲劳心率阈值，当超过轻度疲劳心率阈值且不超过中度疲劳心率阈值时，控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预；当超过中度疲劳心率阈值且不超过重度疲
劳心率阈值时，控制物理干预模块(6)对驾驶员进行物理干预刺激和控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预；当超过重度疲劳心率阈值时，控制物理干预模块(6)提高对驾驶员进行物理干预刺激的程度和控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预。7.根据权利要求6所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，按照疲劳程度等级由低到高将肌电阈值设置为轻度疲劳肌电阈值、中度疲劳肌电阈值和重度疲劳肌电阈值，当超过轻度疲劳肌电阈值且不超过中度疲劳肌电阈值时，控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预；当超过中度疲劳肌电阈值且不超过重度疲劳肌电阈值时，控制物理干预模块(6)对驾驶员进行物理干预刺激和控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预；当超过重度疲劳肌电阈值时，控制物理干预模块(6)提高对驾驶员进行物理干预刺激的程度和控制所述语音播报干预模块(7)对驾驶员进行语音播报干预。8.根据权利要求7所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，所述中央处理器(8)还用于将驾驶员的历史r_r间期标准差聚类为轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别，并分别计算轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别中历史r_r间期标准差的平均值，利用各类别对应的历史r_r间期标准差的平均值分别更新轻度疲劳心率阈值、中度疲劳心率阈值和重度疲劳心率阈值。9.根据权利要求8所述的一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，其特征在于，所述中央处理器(8)还用于将驾驶员的历史肌电均值聚类为轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别，并分别计算轻度疲劳类别、中度疲劳类别和重度疲劳类别中历史肌电均值的平均值，利用各类别对应的历史肌电均值的平均值分别更新轻度疲劳肌电阈值、中度疲劳肌电阈值和重度疲劳肌电阈值。

技术总结
本发明公开了一种针对沙漠公路的便携式疲劳监测预警装置，中央处理器提取心率值的R_R间期并计算R_R间期标准差，将R_R间期标准差与心率阈值比较，并根据后勃颈肌肉和转动方向盘所需肌肉对应的肌电值计算设定时间内的肌电均值，将设定时间内的肌电均值与肌电阈值比较，当超过心率阈值和/或超过肌电阈值时，控制物理干预模块对驾驶员进行物理干预刺激和/或控制语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预；还根据驾驶时间控制语音播报干预模块对驾驶员进行语音播报干预。本发明同时采用双保险针对沙漠公路易疲劳的特性，并且考虑到了不同人的体质问题，从而有效的对疲劳驾驶进行干预，大幅度降低了疲劳导致的交通事故发生的概率。率。率。


技术研发人员：贾兴利 曲远海 焦泽轩 肖展
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/21