【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种基于bp神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，属安全监控设备。
技术介绍
1、目前所使用的飞行员疲劳驾驶识别和预警系统或设备，大多将飞行员工作时间与飞行员工作时各类传感器监测到的飞行员血压、心率、瞳孔运动状态等生理参数相结合，从而得到飞行员当前疲劳状态，并以此为基础进行飞行员飞行过程中未来疲劳状态的评估和预警，虽然可以一定程度满足使用的需要，但在使用中，当前的飞行员疲劳状态在判断时，主要依靠工作人员的工作经验进行判断，从而导致对飞行员疲劳状态判断精度较差，与飞行员实际身心疲劳状态存在较大的差异；同时在进行飞行员疲劳状态评估预警时，均忽略了航空器飞行过程中天气变化、气流干扰及设备运行状态改变等因素导致的飞机飞行状态变化对飞行员身心造成的工作负担，从而进一步造成了对飞行员疲劳状态监测及评估精度不足的问题。
2、因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的飞行员疲劳状态评估预警设备，以满足实际工作需要，提高飞行活动安全性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术上的不足，本技术提供一种基于bp神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，该新型结构简单，通用性好，使用灵活方便，在对飞行员驾驶活动中生理特征参数进行同步检测的同时，另有效的将飞机运行状态引入到飞行员疲劳驾驶装置判定中，同时另利用人工神经网络平台实现对各数据汇总，从而得到精确可靠的飞行员疲劳驾驶状态，并实现了飞行员疲劳的定量化评估预警；与现有的飞行员疲劳预警系统相比，基于生理指标和bp神经网络的飞行员疲劳预警系统
2、为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现：
3、一种基于bp神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，包括主监控台、穿戴式监控机构、控制箱、主控电路，其中主控电路位于控制箱内，并通过控制箱及飞机仪表台间连接，主控电路通过导线分别与飞机的飞控计算机系统及主监控台间建立数据连接，同时通过通讯网络与穿戴式监控机构建立数据连接，主监控台数量与飞行员数量一致，每个飞行员正对的飞机仪表台上表面均设一个主监控台，且主监控台光轴与水平面呈0°—60°夹角，穿戴式监控机构数量与主监控台数量一致，且每个主监控台均与1—2个穿戴式监控机构构成一个检测组，穿戴式监控机构与飞行员皮肤相抵，并与飞行员佩戴的耳机设备连接，同时通过飞行员佩戴的耳机设备与飞机的电源电路电气连接。
4、进一步的，所述主监控台包括承载底座、承载柱、监控摄像头、云台稳定器、重力传感器、扬声器、信号指示灯、接线端子、多路稳压电源、连接滑轨，其中所述承载底座为轴向截面呈矩形的闭合腔体结构，其下端面通过连接滑轨与飞机仪表台上表面连接，承载底座上端面与承载柱连接并同轴分布，所述承载柱为空心柱状结构，所述承载柱上端面与云台稳定器连接并通过分布，并通过云台稳定器与监控摄像头连接，所述监控摄像头光轴与水平面呈0°—90°夹角，所述重力传感器位于承载柱内，并位于承载柱、监控摄像头、云台稳定器连接后的重心位置，所述信号指示灯至少两个，嵌于承载柱外侧面并环绕承载柱轴线均布，同时所述扬声器位于承载柱内，且扬声器对应的承载柱侧壁设若干传声孔，所述多路稳压电源位于承载底座内，分别与监控摄像头、云台稳定器、重力传感器、扬声器、信号指示灯、接线端子电气连接，并通过接线端子与主控电路间电气连接，同时建立数据通讯；所述接线端子至少一个，嵌于承载底座下端面处。
5、进一步的，所述穿戴式监控机构与主控电路间通过无线通讯网络及在线通讯网络中的任意一种或两种共用方式建立数据连接，穿戴式监控机构包括检测传感器组、检测块、弹性承载柱、连接挂扣、定位螺栓、挂槽、接线端子、检测电路、承载基座，其中所述承载基座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载基座外侧面设至少一个连接挂扣，且连接挂扣通过定位螺栓与挂槽间连接，所述挂槽另与飞行员佩戴的耳机设备外表面连接，所述承载基座下端面通过弹性铰链与至少一条弹性承载柱上端面铰接，所述弹性承载柱轴线与承载基座下端面呈0°—90°夹角，所述弹性承载柱下端面通过弹性铰链与检测块上端面铰接，所述检测块为横断面呈矩形的块状结构，其上端面与弹性承载柱轴线呈0°—90°夹角，所述检测块下端面设至少一个装配槽，检测传感器组位于装配槽内，通过导线与接线端子电气连接，所述接线端子至少两个并嵌于承载基座外，同时，其中至少一个接线端子通过导线与检测传感器组连接，另至少一个接线端子通过导线与飞机的电源电路电气，且当穿戴式监控机构与主控电路间采用在线通讯网络连接时，检测电路另通过一个接线端子与主控电路间由导线连接。
6、进一步的，所述检测传感器组包括心率传感器、呼吸传感器、spo2传感器、ecg传感器、皮肤电导传感器中的任意一种或几种共用；所述检测电路为以dsp芯片为基础的电路系统，同时所述检测电路另设串口通讯模块及无线通讯模块，其中无线通讯模块包括蓝牙、wifi及zigbee等无线通讯模块中的任意一种。
7、进一步的，所述控制箱包括承载箱体、电磁屏蔽层、硬质绝缘垫块、承载绝缘架及接线端子，所述承载箱体为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载箱体外侧面设至少四个环绕其中心均布的硬质绝缘垫块，且承载箱体通过其外侧面设置的硬质绝缘垫块与飞机仪表台连接，所述电磁屏蔽层包覆再承载箱体内侧面，同时所述承载箱体内侧面另均布若干硬质绝缘垫块，承载绝缘架至少一个，位于承载箱体内并通过硬质绝缘垫块与承载箱体内侧面连接，所述主控电路位于承载箱体内并与承载绝缘架连接，同时所述主控电路另与若干接线端子间电气连接，所述接线端子分别嵌于承载箱体外侧面。
8、进一步的，所述主控电路为基于bp神经网络的pid控制器，同时所述主控电路另设基于fpga芯片的辅助驱动电路、数据通讯总线电路。
9、本新型结构简单，通用性好，使用灵活方便，在对飞行员驾驶活动中生理特征参数进行同步检测的同时，另有效的将飞机运行状态引入到飞行员疲劳驾驶装置判定中，同时另利用人工神经网络平台实现对各数据汇总，从而得到精确可靠的飞行员疲劳驾驶状态，并实现了飞行员疲劳的定量化评估预警；与现有的飞行员疲劳预警系统相比，基于生理指标和bp神经网络的飞行员疲劳预警系统使用的指标更加客观，能减少主观因素的影响。
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1.一种基于BP神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述的基于BP神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置包括主监控台、穿戴式监控机构、控制箱、主控电路，其中所述主控电路位于控制箱内，并通过控制箱及飞机仪表台间连接，同时主控电路通过导线分别与飞机的飞控计算机系统及主监控台间建立数据连接，同时通过通讯网络与穿戴式监控机构建立数据连接，所述主监控台数量与飞行员数量一致，每个飞行员正对的飞机仪表台上表面均设一个主监控台，且主监控台光轴与水平面呈0°—60°夹角，所述穿戴式监控机构数量与主监控台数量一致，且每个主监控台均与1—2个穿戴式监控机构构成一个检测组，同时穿戴式监控机构与飞行员皮肤相抵，并与飞行员佩戴的耳机设备连接，同时通过飞行员佩戴的耳机设备与飞机的电源电路电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述主监控台包括承载底座、承载柱、监控摄像头、云台稳定器、重力传感器、扬声器、信号指示灯、接线端子、多路稳压电源、连接滑轨，其中所述承载底座为轴向截面呈矩形的闭合腔体结构，其下端面通过连接滑轨与飞机仪
3.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述穿戴式监控机构与主控电路间通过无线通讯网络及在线通讯网络中的任意一种或两种共用方式建立数据连接，穿戴式监控机构包括检测传感器组、检测块、弹性承载柱、连接挂扣、定位螺栓、挂槽、接线端子、检测电路、承载基座，其中所述承载基座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载基座外侧面设至少一个连接挂扣，且连接挂扣通过定位螺栓与挂槽间连接，所述挂槽另与飞行员佩戴的耳机设备外表面连接，所述承载基座下端面通过弹性铰链与至少一条弹性承载柱上端面铰接，所述弹性承载柱轴线与承载基座下端面呈0°—90°夹角，所述弹性承载柱下端面通过弹性铰链与检测块上端面铰接，所述检测块为横断面呈矩形的块状结构，其上端面与弹性承载柱轴线呈0°—90°夹角，所述检测块下端面设至少一个装配槽，检测传感器组位于装配槽内，通过导线与接线端子电气连接，所述接线端子至少两个并嵌于承载基座外，同时，其中至少一个接线端子通过导线与检测传感器组连接，另至少一个接线端子通过导线与飞机的电源电路电气，且当穿戴式监控机构与主控电路间采用在线通讯网络连接时，检测电路另通过一个接线端子与主控电路间由导线连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于BP神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述检测传感器组包括心率传感器、呼吸传感器、SpO2传感器、ECG传感器、皮肤电导传感器中的任意一种或几种共用；所述检测电路为以DSP芯片为基础的电路系统，同时所述检测电路另设串口通讯模块及无线通讯模块，其中无线通讯模块包括蓝牙、WIFI及Zigbee等无线通讯模块中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种基于BP神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述控制箱包括承载箱体、电磁屏蔽层、硬质绝缘垫块、承载绝缘架及接线端子，所述承载箱体为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述承载箱体外侧面设至少四个环绕其中心均布的硬质绝缘垫块，且承载箱体通过其外侧面设置的硬质绝缘垫块与飞机仪表台连接，所述电磁屏蔽层包覆再承载箱体内侧面，同时所述承载箱体内侧面另均布若干硬质绝缘垫块，承载绝缘架至少一个，位于承载箱体内并通过硬质绝缘垫块与承载箱体内侧面连接，所述主控电路位于承载箱体内并与承载绝缘架连接，同时所述主控电路另与若干接线端子间电气连接，所述接线端子分别嵌于承载箱体外侧面。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于BP神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述主控电路为基于BP神经网络的PID控制器，同时所述主控电路另设基于FPGA芯片的辅助驱动电路、数据通讯总线电路。
...【技术特征摘要】
1.一种基于bp神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述的基于bp神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置包括主监控台、穿戴式监控机构、控制箱、主控电路，其中所述主控电路位于控制箱内，并通过控制箱及飞机仪表台间连接，同时主控电路通过导线分别与飞机的飞控计算机系统及主监控台间建立数据连接，同时通过通讯网络与穿戴式监控机构建立数据连接，所述主监控台数量与飞行员数量一致，每个飞行员正对的飞机仪表台上表面均设一个主监控台，且主监控台光轴与水平面呈0°—60°夹角，所述穿戴式监控机构数量与主监控台数量一致，且每个主监控台均与1—2个穿戴式监控机构构成一个检测组，同时穿戴式监控机构与飞行员皮肤相抵，并与飞行员佩戴的耳机设备连接，同时通过飞行员佩戴的耳机设备与飞机的电源电路电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于bp神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述主监控台包括承载底座、承载柱、监控摄像头、云台稳定器、重力传感器、扬声器、信号指示灯、接线端子、多路稳压电源、连接滑轨，其中所述承载底座为轴向截面呈矩形的闭合腔体结构，其下端面通过连接滑轨与飞机仪表台上表面连接，承载底座上端面与承载柱连接并同轴分布，所述承载柱为空心柱状结构，所述承载柱上端面与云台稳定器连接并通过分布，并通过云台稳定器与监控摄像头连接，所述监控摄像头光轴与水平面呈0°—90°夹角，所述重力传感器位于承载柱内，并位于承载柱、监控摄像头、云台稳定器连接后的重心位置，所述信号指示灯至少两个，嵌于承载柱外侧面并环绕承载柱轴线均布，同时所述扬声器位于承载柱内，且扬声器对应的承载柱侧壁设若干传声孔，所述多路稳压电源位于承载底座内，分别与监控摄像头、云台稳定器、重力传感器、扬声器、信号指示灯、接线端子电气连接，并通过接线端子与主控电路间电气连接，同时建立数据通讯；所述接线端子至少一个，嵌于承载底座下端面处。
3.根据权利要求1所述的一种基于bp神经网络和生理指标的飞行员疲劳预警装置，其特征在于：所述穿戴式监控机构与主控电路间通过无线通讯网络及在线通讯网络中的任意一种或两种共用方式建立数据连接，穿戴式监控机构包括检测传感器组、检测块、弹性承载柱、连接挂扣、定位螺栓、挂槽、接线端子、检测电路、承载基座，其中所述承载基座为...
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