实时基于熵复杂度的驾驶员疲劳自动识别方法

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本文主要探讨了"基于熵和复杂度的驾驶员疲劳自动检测"这一主题,发表在2014年2月的IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems第15卷第1期上。研究由Chi Zhang、Hong Wang和Rongrong Fu三位作者共同完成。他们提出了一种实时方法,该方法利用电极脑电图(EEG)、肌电图(emg)和眼电图(eog)信号中的熵和复杂度测量来自动检测和识别驾驶者的疲劳状态。 首先,文章关注的是复杂度特征在区分新手与熟练司机之间的应用,通过计算EEG信号的Lempel-Ziv复杂性(LZC)近似熵(ApEn)。这种方法允许为不同类型的驾驶员设置不同的阈值,提高了区分能力。 接下来,研究引入了基于熵的特征,包括小波熵(WE),峰峰值ApEn(PP-ApEn)以及峰峰值样本熵(PP-SampEn),这些特征从收集的信号中提取,用于评估驾驶者的疲劳程度。为了实现实时分析,作者们进一步提出了滑动窗口下的小波熵(WES)、滑动窗口下的ApEn(PP-ApEnS)和样本熵(PP-SampEnS)计算方法。 滑动窗口策略使得系统能够在连续信号中动态捕捉疲劳变化,而不是仅仅依赖于单个时间点的数据。这不仅增加了检测的敏感性,还能够实时反应驾驶者状态的变化,对于行车安全具有重要意义。通过这种方式,研究人员能够准确估计驾驶者疲劳的程度,并可能在疲劳达到危险水平时及时发出警告,从而降低交通事故的风险。 这篇研究论文提供了一个实用且有效的驾驶员疲劳监控系统,结合了复杂度理论和信息熵分析,对于提升道路运输系统的安全性有着积极的贡献。它展示了如何利用先进的信号处理技术在车辆智能化和驾驶行为分析领域中发挥作用。