一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置，该装置包括脑电波采集单元、选频滤波单元、限幅单元、延时整形单元，脑电波采集单元将采集到的人的混合脑电波信号传输给选频滤波单元，选频滤波单元的输出接至限幅单元的输入，限幅单元的输出接至延时整形单元的输入，前者将获得的限幅的有效眼眨动信号传输给后者，由后者经过处理获得代表眼睛眨动的脉冲信号。该方法包括将采集到的人的混合脑电波进行选频滤波处理、限幅处理、去干扰信号、延时整形处理，获得代表眼睛眨动的脉冲信号。本实用新型专利技术数据处理过程简单、头部定位简单，能够用于对驾驶员进行疲劳检查，有利于降低交通事故发生率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置，该装置包括脑电波采集单元、选频滤波单元、限幅单元、延时整形单元，脑电波采集单元将采集到的人的混合脑电波信号传输给选频滤波单元，选频滤波单元的输出接至限幅单元的输入，限幅单元的输出接至延时整形单元的输入，前者将获得的限幅的有效眼眨动信号传输给后者，由后者经过处理获得代表眼睛眨动的脉冲信号。该方法包括将采集到的人的混合脑电波进行选频滤波处理、限幅处理、去干扰信号、延时整形处理，获得代表眼睛眨动的脉冲信号。本技术数据处理过程简单、头部定位简单，能够用于对驾驶员进行疲劳检查，有利于降低交通事故发生率。【专利说明】一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置
本技术涉及电子
，特别是涉及一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置。
技术介绍
据大量数据统计，许多国家的交通事故中有一半左右是由于驾驶员过于疲劳打瞌睡引起的。为降低这方面引起的交通事故发生率，公安部交通管理局要求驾驶员不得连续驾驶机动车4小时以上，且每连续驾驶4小时需要休息至少20分钟。从医学角度上看，脑电波这一生理信号的变化可以反应人的疲劳状况，具体，人的大脑持续不断地产生四种节律波:δ，θ，α和β波，人的意识状态决定于哪种波占主导地位。简单来说人在熟睡时，脑电以S波为主，频率小于4Hz ;4?8Hz的是Θ波，主要与临睡状态下的朦胧意识和梦境出现有关；8?13Hz的是α波，通常见于平静放松的状态；当人睁眼并注视某一物体时，β波(>13Ηζ)占据主导地位，并随着放松、警觉、激动和焦虑的状态频率逐渐升高，甚至高达35Hz。由于4?8Hz的Θ波，主要与临睡状态下的朦胧意识的有关，这种状态也是出现疲劳的状态，因此利用Θ (Theta)波就能测量疲劳的临界状态。眼睛的眨动次数可以反应人的疲劳状况，实验数据表明，当人的眼睛眨动次数大于或等于22.6次/40秒时，可以判断人已经进入疲劳状态。 然而，单独采集人的脑电波信号来判断人的疲劳状况存在数据处理复杂等不足之处，单独采集人的眼睛眨动次数来判断人的疲劳状况，则存在头部定位难、数据处理复杂等不足之处。这是因为，现有技术多采用摄像头等装置采集人面部的图像信息(主要是眼睛部分)，再经过计算机处理得到眼眨动次数。以驾驶员为例，在运动的车里，一般需要两台以上的摄像头和一台高性能的计算机，才能完成面部的图像信息的采集，使得操作复杂，驾驶员不易完成，价格也较高。因此，目前看到的都是单摄像头，而单摄像头实际上完成头部定位是比较困难的。另外，进行面部图像信息采集时，要求采集对象不能佩戴太阳镜，因为太阳镜(特别是驾驶员配带的偏振镜)能滤掉大部分的红外线、紫外线和反射掉可见光。所以面部信息的采集会受限。另外，采用摄像头等装置采集面部信息，还会涉及到个人的隐私问题。 通过对被试者的Θ (Theta)波的测量发现，当被试者的眼睛处于睁眼状态时，Θ (Theta)波的波幅会处于一个比较平缓的情况。而当被试者处于眨眼状态时，Θ (Theta)波会出现明显的振幅变化。然而，直接通过Θ (Theta)波的幅度变化情况判断人的眼眨动情况存在距离要求，最好是直接当着被测者的面。因为Θ (Theta)波经过一定距离传输后，其波形容易被传输过程中的干扰信号所淹没，从而导致没办法直接通过Θ (Theta)波的幅度变化判断人的眼眨动情况。基于以上问题，本技术致力于研究一种用脑电波提取眼睛眨动次数以用于判断人的疲劳状况的装置，可用于对驾驶员进行疲劳检查，从中有助于提醒并控制驾驶员安全驾驶，减少交通事故的发生。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置，其数据处理过程相对简单、便于头部定位、最终处理结果可以进行远距离传输。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置，包括脑电波采集单元、选频滤波单元、限幅单元和延时整形单元；脑电波采集单元将采集到的人的混合脑电波信号传输给选频滤波单元，通过选频滤波单元处理获得Θ波；选频滤波单元的输出接至限幅单元的输入，前者将获得的Θ波传输给后者，由后者对该Θ波进行限幅处理，获得幅度在预设范围的有效眼眨动信号；限幅单元的输出接至延时整形单元的输入，前者将获得的有效眼眨动信号传输给后者，由后者先滤掉不满足眼眨动幅度要求的干扰信号，并进行延时整形处理，获得代表眼睛眨动的脉冲信号。 进一步的，所述选频滤波单元采用带通选频滤波电路，所述限幅单元采用双限比较器，所述延时整形单元采用单稳态延时整形电路。 进一步的，还包括蓝牙通讯模块，所述脑电波采集单元通过该蓝牙通讯模块将所采集到的混合脑电波传输给所述选频滤波单元。 进一步的，还包括GPRS无线模块，所述延时整形单元通过该GPRS无线模块将所获得的代表眼睛眨动的脉冲信号传输给远端数据服务器。 进一步的，所述带通选频滤波电路包括单运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容和第二电容，第一电阻的一端构成所述带通选频滤波电路的输入端，第一电阻的另一端通过第二电容接至单运算放大器的同相输入端，第一电容和第二电阻的一端分别接至第一电阻的另一端，第一电容的另一端接地，第二电阻的一端接至单运算放大器的输出端；第三电阻的一端接至单运算放大器的同相输入端，第三电阻的另一端接地；单运算放大器的反相输入端同时连接第四电阻和第五电阻的一端，第四电阻的另一端接地，第五电阻的另一端接至单运算放大器的输出端；单运算放大器的调整端和接地端分别接地，单运算放大器的电源输入端连接电源，单运算放大器的输出端构成所述带通选频滤波电路的输出端。 进一步的，所述双限比较器包括双电压比较器、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一二极管和第二二极管；第六电阻的一端接地，另一端通过第十二电阻接至双电压比较器的其中一放大器的同相输入端；第八电阻的一端连接电源，第八电阻的另一端同时连接第七电阻和第九电阻的一端，第七电阻的另一端接至第六电阻的另一端，第九电阻的另一端接至双电压比较器的另一放大器的反相输入端；第十电阻和第十一电阻的一端相连接并构成所述双限比较器的输入端，第十一电阻的另一端接至双电压比较器的其中一放大器的反相输入端，第十电阻的另一端接至双电压比较器的另一放大器的同相输入端；双电压比较器的其中一放大器的输出端连接第二二极管的一端，双电压比较器的另一放大器的输出端连接第一二极管的一端，第一二极管和第二二极管的另一端相连接，并构成所述双限比较器的输出端；第十三电阻的一端接至第二二极管的另一端，第十三电阻的另一端接地；双电压比较器的接地端接地，电源输入端连接电源。 进一步的，所述单稳态延时整形电路包括单稳态触发器、第十四电阻和第三电容；单稳态触发器的施密特触发端构成所述单稳态延时整形电路的输入端，单稳态触发器的两个触发端、接地端和内定时电阻端分别接地，电源输入端连接电源，外定时电阻端通过第十四电阻连接至电源；第三电容的一端接至单稳态触发器的定时电容端，第三电容的另一端接至单稳态触发器的外定时电阻端；单稳态触发器的正变量输出端和反变量输出分别构成所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用脑电波提取眼睛眨动次数的装置，其特征在于：包括脑电波采集单元、选频滤波单元、限幅单元和延时整形单元；脑电波采集单元将采集到的人的混合脑电波信号传输给选频滤波单元，通过选频滤波单元处理获得θ波；选频滤波单元的输出接至限幅单元的输入，前者将获得的θ波传输给后者，由后者对该θ波进行限幅处理，获得幅度在预设范围的有效眼眨动信号；限幅单元的输出接至延时整形单元的输入，前者将获得的有效眼眨动信号传输给后者，由后者先滤掉不满足眼眨动幅度要求的干扰信号，并进行延时整形处理，获得代表眼睛眨动的脉冲信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦标，张灵聪，许陵，高颖，
申请(专利权)人：闽南师范大学，
类型：新型
国别省市：福建;35