一种脑力负荷检测方法技术

本发明专利技术公开了一种脑力负荷检测方法，提取脑电信号的线性特征参数和非线性特征参数；提取大脑近红外光谱信号中的血氧饱和度指数，并将血氧饱和度指数作为血氧饱和度特征参数；对每段辅助任务的绩效指数取平均获取平均辅助任务绩效指数，从线性特征参数、非线性特征参数和血氧饱和度特征参数中查找对平均辅助任务绩效指数敏感的特征，获取敏感特征；根据敏感特征和平均辅助任务绩效指数，采用支持向量机回归或人工神经网络建立脑力负荷检测模型；通过脑力负荷检测模型输出脑力负荷指数，当脑力负荷指数不在预设范围内，对操作者的任务进行调整，使得脑力负荷指数在所述预设范围内，流程结束。本方法实现了对脑力负荷的在线检测，扩大了应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于神经工程与人因工程的交叉领域，特别涉及一种用神经工程的手段实现脑力负荷检测的方法。
技术介绍
脑力负荷(Mental Workload)是人因工程领域一项重要的研究课题，人机系统经历从手工作业到自动化系统的发展过程，使得现代人机系统中体力劳动减少而脑力劳动增力口，人的劳动由操作型作业转变为知识型作业。因此，脑力劳动者在从业人口中的比例越来、越大，脑力劳动在劳动结构中的比例也越来越高。研究表明，过高的脑力负荷会导致注意力的迅速降低、增加失误、迅速脑疲劳、灵活性降低、应激反应，引起信息获取分析的失误和决策错误，因此是导致人因事故的重要原因；而过低的脑力负荷会造成人力等资源浪费、引起厌恶感和挫败情绪、导致作业绩效的下降。因此，合理的控制人机系统中人的脑力负荷水平对系统的工作效率、安全性、人的健康都有非常重要的意义。早在20世纪80年代，美国国家航空局就开始着手建立检验各种飞机的脑力负荷标准，美国空军也开始要求新飞机的设计要符合脑力负荷的标准。1977年，北约组织的一些学者召开了“脑力负荷的理论和测量”专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。该会议上学者从工作要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脑力负荷检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 (1)确定脑电电极、近红外光谱光源和近红外光谱探头的分布； (2)受试者在模拟环境中完成各种主任务，同时完成辅助任务，记录同步的脑电信号、近红外光谱信号以及辅助任务的绩效指数； (3)提取所述脑电信号的线性特征参数和非线性特征参数；提取所述近红外光谱信号中的血氧饱和度指数，并将所述血氧饱和度指数作为血氧饱和度特征参数； (4)对每段所述辅助任务的绩效指数取平均获取平均辅助任务绩效指数，从所述线性特征参数、所述非线性特征参数和所述血氧饱和度特征参数中查找对所述平均辅助任务绩效指数敏感的特征，获取敏感特征； (5)根据所述敏感特征和所述平均辅助任务绩效指数，采用支持向量机回归或人工神经网络建立脑力负荷检测模型； (6)通过所述脑力负荷检测模型输出脑力负荷指数，判断人机系统是否满足人因工程学中对脑力负荷的要求或所述脑力负荷指数是否在预设范围内，如果是，执行步骤(7);如果否，执行步骤⑶； (7)不对所述人机系统进行优化设计或不对操作者的任务进行调整，流程结束； (8)对所述人机系统进行优化设计或对所述操作者的任务进行调整，使得所述脑力负荷指数在所述预设范围内，流程结束。2.根据权利要求I所述的一种脑力负荷检测方法，其特征在于，所述确定脑电电极、近红外光谱光源和近红外光谱探头的分布具体为 所述近红外光谱光源和所述近红外光谱探头穿插在所述脑电电极之间，所述脑电电极在所述近红外光谱光源和所述近红外光谱探头的连线上，所述脑电电极是按照10-20导联系统的标准，中间位置的所述近红外光谱光源或近红外光谱探头位置根据周围四个最近的所述脑电电极确定，为四个所述脑电电极组成的四边形对角线的交点；边缘的所述近红外光谱光源或所述近红外光谱探头位置由四个所述脑电电极组成的距所述近红...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯余峰，明东，李南南，陈龙，张迪，许敏鹏，綦宏志，万柏坤，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：