驾驶肌劳损预警值测试方法和装置及驾驶肌劳损预警装置制造方法及图纸

驾驶肌劳损预警值测试方法包括选取多组年龄段依次递增的多个驾驶员，每组年龄段内至少具有两名身高不同的驾驶员；采集各驾驶员的肌电信号，通过计算得到中值频率，将中值频率拟合成曲线Φ(x)；取第一次达最小值的中值频率作为肌疲劳参考值Φn(M)，取驾驶员感受酸痛对应的中值频率作为肌疲劳评价值Φn(P)；计算每组年龄段对应的年龄权重系数Kn及驾驶员对应的身高权重系数ηn，利用Φn(M)与ηn的关系计算得肌劳损指标值Ax，利用Ax与Kn的关系计算得第一肌劳损综合指标值YM；利用Φn(P)与ηn的关系计算得Ax，并利用Ax与Kn的关系计算得第二肌劳损综合指标值YP,并将YM与YP之间的区间作为驾驶肌劳损预警区间。本发明专利技术还涉及一种驾驶肌劳损预警值测试装置及驾驶肌劳损预警装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通安全
，特别涉及一种驾驶肌劳损预警值测试方法和装置及驾驶肌劳损预警装置。
技术介绍
驾驶机动车的工作体位属于坐姿工作，腿部肌肉需要执行加减速、制动等任务，上肢肌肉需要执行转向换挡等任务，而且腰背部肌肉需要支撑头部和躯干。国内已有学者证实，长时间的乘驾体位工作可造成腰背肌疲劳累积，若得不到及时恢复，可导致腰背肌功能紊乱。虽然腰背疲劳与腰背痛并无必然关系，但肌肉疲劳却更容易引起腰背痛。长时间驾驶导致的肌肉疲劳不仅对驾车者的身体健康产生不利影响，同时还影响到道路交通安全。研究证实，长时间从事客运驾驶工作的司机腰痛发生率特别显著，每周驾车时间大于20h者较每周驾车时间小于10h者腰痛发病率高6倍。现有的驾驶疲劳研究一部分为主观疲劳感的量表式调查，或针对驾驶员人脸、眼部特征，异常行为等疲劳行为进行检测；另一部分是通过设备采集驾驶员皮肤表面的肌电信号，将处理和转换后的肌电信号传入单片机中，单片机将肌电信号与存储的阈值进行比较判断，当肌电信号大于阈值时控制与单片机连接的报警器报警；对于阈值的确定是通过样本人体在一些模拟驾驶操作的试验平台上进行分析，没有考虑到驾驶员的驾驶时间、年龄、身高、道路环境、车辆性能等影响因素，因此确定的阈值误差较大，不能真实准确的反应驾驶员肌肉劳损的程度，更不能从生理学角度反应驾驶员的驾驶疲劳以及肌肉劳损问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供了一种驾驶肌劳损预警值测试方法，能真实准确的反应驾驶员的肌劳损情况，对预防职业驾驶员由于长时间驾驶导致肌肉劳损具有指导意义，并能从生理学角度反应驾驶员的驾驶疲劳以及肌肉劳损问题。本专利技术解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。一种驾驶肌劳损预警值测试方法，包括选取多组年龄段依次递增的多个驾驶员，每组年龄段内至少具有两名身高不同的驾驶员；采集各驾驶员的肌电信号，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率，并将各驾驶员对应的中值频率拟合成曲线Φ(x)；在测试时间内取曲线Φ(x)上第一次达到最小值的中值频率作为肌疲劳参考值Φn(M)，在测试时间内取曲线Φ(x)上驾驶员感受到酸痛所对应的中值频率作为肌疲劳评价值Φn(P)；计算每组年龄段对应的年龄权重系数Kn以及每组年龄段内各驾驶员对应的身高权重系数ηn，利用肌疲劳参考值Φn(M)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第一肌劳损综合指标值YM；利用肌疲劳评价值Φn(P)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，并利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第二肌劳损综合指标值YP,并将第一肌劳损综合指标值YM与第二肌劳损综合指标值YP之间的区间作为驾驶肌劳损预警区间。在本专利技术的较佳实施例中，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率之前还包括：采集各驾驶员的肌电信号，并利用公式对肌电信号进行傅里叶变换，将采集的肌电时域信号转换为频域信号，变换公式为：在本专利技术的较佳实施例中，对肌电信号进行傅里叶变换后利用公式计算中值频率，公式为：在本专利技术的较佳实施例中，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率，并将各驾驶员对应的中值频率拟合成曲线Φn(x)还包括将测试时间划分为多个连续的时间段，在每个时间段内选取一个子时间段通过数学语言程序进行功率频谱分析，得到子时间段内的中值频率，并拟合成曲线Φn(x)。在本专利技术的较佳实施例中，利用肌疲劳参考值Φn(M)与身高权重系数ηn计算肌劳损指标值的Ax关系式为：Ax＝η1Φ1(M)+η2Φ2(M)+…+ηnΦn(M)。在本专利技术的较佳实施例中，利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn计算第一肌劳损综合指标值YM的关系式为：YM＝K1A1+K2A2+…+KnAx。本专利技术的目的在于，提供了一种驾驶肌劳损预警值测试装置，能真实准确的反应驾驶员的肌劳损情况，对预防职业驾驶员由于长时间驾驶导致肌肉劳损具有指导意义，并能从生理学角度反应驾驶员的驾驶疲劳以及肌肉劳损问题。一种驾驶肌劳损预警值测试装置，驾驶肌劳损预警值测试装置采用上述的驾驶肌劳损预警值测试方法计算出驾驶肌劳损预警区间，驾驶肌劳损预警值测试装置包括多个表面电极、接线盒、肌电采集器和计算机，多个表面电极分别连接于驾驶员的背部和腿部，接线盒通过多根数据线与各表面电极连接，肌电采集器通过数据线连接于接线盒与计算机之间。在本专利技术的较佳实施例中，上述肌电采集器内设有截止频率为10Hz的高通滤波器和截止频率为3000Hz的低通滤波器。在本专利技术的较佳实施例中，上述多个表面电极分别连接于驾驶员背部的左、右竖脊肌以及驾驶员右腿的比目鱼肌、腓肠肌、股外肌和股内肌。本专利技术的另一目的在于，提供了一种驾驶肌劳损预警装置，能真实准确的反应驾驶员的肌劳损情况，对预防职业驾驶员由于长时间驾驶导致肌肉劳损具有指导意义，并能从生理学角度反应驾驶员的驾驶疲劳以及肌肉劳损问题。一种驾驶肌劳损预警装置，包括信号采集器、信号处理器和预警器，信号采集器用于采集驾驶员的肌电信号，信号处理器分别与信号采集器和预警器连接，信号处理器用于将肌电信号转换成的中值频率，信号处理器存储有利用上述的驾驶肌劳损预警值测试方法测得的驾驶肌劳损预警区间，当信号处理器转换的中值频率处于驾驶肌劳损预警区间内时，预警器进行预警。本专利技术的驾驶肌劳损预警值测试方法包括选取多组年龄段依次递增的多个驾驶员，每组年龄段内至少具有两名身高不同的驾驶员；采集各驾驶员的肌电信号，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率，并将各驾驶员对应的中值频率拟合成曲线Φ(x)；在测试时间内取曲线Φ(x)上第一次达到最小值的中值频率作为肌疲劳参考值Φn(M)，在测试时间内取曲线Φ(x)上驾驶员感受到酸痛所对应的中值频率作为肌疲劳评价值Φn(P)；计算每组年龄段对应的年龄权重系数Kn以及每组年龄段内各驾驶员对应的身高权重系数ηn，利用肌疲劳参考值Φn(M)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第一肌劳损综合指标值YM；利用肌疲劳评价值Φn(P)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，并利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第二肌劳损综合指标值YP,并将第一肌劳损综合指标值YM与第二肌劳损综合指标值YP之间的区间作为驾驶肌劳损预警区间。本专利技术的驾驶肌劳损预警值测试方法获得的驾驶肌劳损预警区间是通过驾驶员驾驶实车进行测试，综合了交通状况给驾驶员带来的操作反应和注意力方面的精神疲劳，而精神疲劳和体力疲劳又是密不可分的，因此驾驶肌劳损预警值测试方法获得的驾驶肌劳损预警区间更能真实准确的反应驾驶员的肌劳损情况，对预防职业驾驶员由于长时间驾驶导致肌肉劳损具有指导意义。而且，本专利技术的驾驶肌劳损预警值测试方法基于统计学对驾驶员样本的年龄和身高进行分析，根据年龄和身高的正态分布情况，选择合理的测试样本，根据分布情况得出所选取样本的权重系数，提出了肌劳损评价的肌劳损综合指标值，因为本专利技术的驾驶肌劳损预警值测试方法综合了驾驶员肌劳损的多种影响因素，使得测得的驾驶肌劳损预警区间具有较好的参考价值，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驾驶肌劳损预警值测试方法，其特征在于，包括：选取多组年龄段依次递增的多个驾驶员，每组年龄段内至少具有两名身高不同的驾驶员；采集各驾驶员的肌电信号，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率，并将各驾驶员对应的中值频率拟合成曲线Φ(x)；在测试时间内取曲线Φ(x)上第一次达到最小值的中值频率作为肌疲劳参考值Φn(M)，在测试时间内取曲线Φ(x)上驾驶员感受到酸痛所对应的中值频率作为肌疲劳评价值Φn(P)；计算每组年龄段对应的年龄权重系数Kn以及每组年龄段内各驾驶员对应的身高权重系数ηn，利用肌疲劳参考值Φn(M)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第一肌劳损综合指标值YM；以及利用肌疲劳评价值Φn(P)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，并利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第二肌劳损综合指标值YP,并将第一肌劳损综合指标值YM与第二肌劳损综合指标值YP之间的区间作为驾驶肌劳损预警区间。

【技术特征摘要】
1.一种驾驶肌劳损预警值测试方法，其特征在于，包括：选取多组年龄段依次递增的多个驾驶员，每组年龄段内至少具有两名身高不同的驾驶员；采集各驾驶员的肌电信号，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率，并将各驾驶员对应的中值频率拟合成曲线Φ(x)；在测试时间内取曲线Φ(x)上第一次达到最小值的中值频率作为肌疲劳参考值Φn(M)，在测试时间内取曲线Φ(x)上驾驶员感受到酸痛所对应的中值频率作为肌疲劳评价值Φn(P)；计算每组年龄段对应的年龄权重系数Kn以及每组年龄段内各驾驶员对应的身高权重系数ηn，利用肌疲劳参考值Φn(M)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第一肌劳损综合指标值YM；以及利用肌疲劳评价值Φn(P)与身高权重系数ηn的关系计算得到每组年龄段内的肌劳损指标值Ax，并利用肌劳损指标值Ax与年龄权重系数Kn的关系计算得到第二肌劳损综合指标值YP,并将第一肌劳损综合指标值YM与第二肌劳损综合指标值YP之间的区间作为驾驶肌劳损预警区间。2.如权利要求1所述的驾驶肌劳损预警值测试方法，其特征在于，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率之前还包括：采集各驾驶员的肌电信号，并利用公式对肌电信号进行傅里叶变换，将采集的肌电时域信号转换为频域信号，变换公式为：X(k)=Σn-1Nx(n)e-j2n(k-1)(n-1n).]]>3.如权利要求2所述的驾驶肌劳损预警值测试方法，其特征在于，对肌电信号进行傅里叶变换后利用公式计算中值频率，公式为：Fc=∫abf·P(f)df/∫abP(f)df.]]>4.如权利要求3所述的驾驶肌劳损预警值测试方法，其特征在于，通过计算得到每个驾驶员在测试时间内的中值频率，并将各驾驶员对应的中值频率拟合成曲线Φn(x)还包括:将测试时间划分为多个连续的时间段，在每个时间段内选取一个子时间段通过数学语言...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨枫，王玉永，华猛，简贵平，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44