本發(fā)明涉及交通安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法和裝置及駕駛肌勞損預(yù)警裝置。

背景技術(shù)：

駕駛機(jī)動(dòng)車的工作體位屬于坐姿工作，腿部肌肉需要執(zhí)行加減速、制動(dòng)等任務(wù)，上肢肌肉需要執(zhí)行轉(zhuǎn)向換擋等任務(wù)，而且腰背部肌肉需要支撐頭部和軀干。國(guó)內(nèi)已有學(xué)者證實(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的乘駕體位工作可造成腰背肌疲勞累積，若得不到及時(shí)恢復(fù)，可導(dǎo)致腰背肌功能紊亂。雖然腰背疲勞與腰背痛并無(wú)必然關(guān)系，但肌肉疲勞卻更容易引起腰背痛。長(zhǎng)時(shí)間駕駛導(dǎo)致的肌肉疲勞不僅對(duì)駕車者的身體健康產(chǎn)生不利影響，同時(shí)還影響到道路交通安全。研究證實(shí)，長(zhǎng)時(shí)間從事客運(yùn)駕駛工作的司機(jī)腰痛發(fā)生率特別顯著，每周駕車時(shí)間大于20h者較每周駕車時(shí)間小于10h者腰痛發(fā)病率高6倍。

現(xiàn)有的駕駛疲勞研究一部分為主觀疲勞感的量表式調(diào)查，或針對(duì)駕駛員人臉、眼部特征，異常行為等疲勞行為進(jìn)行檢測(cè)；另一部分是通過(guò)設(shè)備采集駕駛員皮膚表面的肌電信號(hào)，將處理和轉(zhuǎn)換后的肌電信號(hào)傳入單片機(jī)中，單片機(jī)將肌電信號(hào)與存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比較判斷，當(dāng)肌電信號(hào)大于閾值時(shí)控制與單片機(jī)連接的報(bào)警器報(bào)警；對(duì)于閾值的確定是通過(guò)樣本人體在一些模擬駕駛操作的試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行分析，沒(méi)有考慮到駕駛員的駕駛時(shí)間、年齡、身高、道路環(huán)境、車輛性能等影響因素，因此確定的閾值誤差較大，不能真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)駕駛員肌肉勞損的程度，更不能從生理學(xué)角度反應(yīng)駕駛員的駕駛疲勞以及肌肉勞損問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供了一種駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法，能真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)駕駛員的肌勞損情況，對(duì)預(yù)防職業(yè)駕駛員由于長(zhǎng)時(shí)間駕駛導(dǎo)致肌肉勞損具有指導(dǎo)意義，并能從生理學(xué)角度反應(yīng)駕駛員的駕駛疲勞以及肌肉勞損問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法，包括選取多組年齡段依次遞增的多個(gè)駕駛員，每組年齡段內(nèi)至少具有兩名身高不同的駕駛員；采集各駕駛員的肌電信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得到每個(gè)駕駛員在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的中值頻率，并將各駕駛員對(duì)應(yīng)的中值頻率擬合成曲線Φ(x)；在測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ(x)上第一次達(dá)到最小值的中值頻率作為肌疲勞參考值Φ_n(M)，在測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ(x)上駕駛員感受到酸痛所對(duì)應(yīng)的中值頻率作為肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ_n(P)；計(jì)算每組年齡段對(duì)應(yīng)的年齡權(quán)重系數(shù)K_n以及每組年齡段內(nèi)各駕駛員對(duì)應(yīng)的身高權(quán)重系數(shù)η_n，利用肌疲勞參考值Φ_n(M)與身高權(quán)重系數(shù)η_n的關(guān)系計(jì)算得到每組年齡段內(nèi)的肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x，利用肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x與年齡權(quán)重系數(shù)K_n的關(guān)系計(jì)算得到第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M；利用肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ_n(P)與身高權(quán)重系數(shù)η_n的關(guān)系計(jì)算得到每組年齡

段內(nèi)的肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x，并利用肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x與年齡權(quán)重系數(shù)K_n的關(guān)系計(jì)算得到第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P,并將第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M與第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P之間的區(qū)間作為駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算得到每個(gè)駕駛員在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的中值頻率之前還包括：采集各駕駛員的肌電信號(hào)，并利用公式對(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，將采集的肌電時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，變換公式為：

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，對(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換后利用公式計(jì)算中值頻率，公式為：

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算得到每個(gè)駕駛員在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的中值頻率，并將各駕駛員對(duì)應(yīng)的中值頻率擬合成曲線Φ_n(x)還包括將測(cè)試時(shí)間劃分為多個(gè)連續(xù)的時(shí)間段，在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)選取一個(gè)子時(shí)間段通過(guò)數(shù)學(xué)語(yǔ)言程序進(jìn)行功率頻譜分析，得到子時(shí)間段內(nèi)的中值頻率，并擬合成曲線Φ_n(x)。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，利用肌疲勞參考值Φ_n(M)與身高權(quán)重系數(shù)η_n計(jì)算肌勞損指標(biāo)值的A_x關(guān)系式為：

A_x＝η₁Φ₁(M)+η₂Φ₂(M)+…+η_nΦ_n(M)。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，利用肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x與年齡權(quán)重系數(shù)K_n計(jì)算第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M的關(guān)系式為：

Y_M＝K₁A₁+K₂A₂+…+K_nA_x。

本發(fā)明的目的在于，提供了一種駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置，能真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)駕駛員的肌勞損情況，對(duì)預(yù)防職業(yè)駕駛員由于長(zhǎng)時(shí)間駕駛導(dǎo)致肌肉勞損具有指導(dǎo)意義，并能從生理學(xué)角度反應(yīng)駕駛員的駕駛疲勞以及肌肉勞損問(wèn)題。

一種駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置，駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置采用上述的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法計(jì)算出駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間，駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置包括多個(gè)表面電極、接線盒、肌電采集器和計(jì)算機(jī)，多個(gè)表面電極分別連接于駕駛員的背部和腿部，接線盒通過(guò)多根數(shù)據(jù)線與各表面電極連接，肌電采集器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接于接線盒與計(jì)算機(jī)之間。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述肌電采集器內(nèi)設(shè)有截止頻率為10Hz的高通濾波器和截止頻率為3000Hz的低通濾波器。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，上述多個(gè)表面電極分別連接于駕駛員背部的左、右豎脊肌以及駕駛員右腿的比目魚肌、腓腸肌、股外肌和股內(nèi)肌。

本發(fā)明的另一目的在于，提供了一種駕駛肌勞損預(yù)警裝置，能真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)駕駛員的肌勞損情況，對(duì)預(yù)防職業(yè)駕駛員由于長(zhǎng)時(shí)間駕駛導(dǎo)致肌肉勞損具有指導(dǎo)意義，并能從生理學(xué)角度反應(yīng)駕駛員的駕駛疲勞以及肌肉勞損問(wèn)題。

一種駕駛肌勞損預(yù)警裝置，包括信號(hào)采集器、信號(hào)處理器和預(yù)警器，信號(hào)采集器用于采集駕駛員的肌電信號(hào)，信號(hào)處理器分別與信號(hào)采集器和預(yù)警器連接，信號(hào)處理器用于將肌電信號(hào)轉(zhuǎn)換成的中值頻率，信號(hào)處理器存儲(chǔ)有利用上述的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法測(cè)得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間，當(dāng)信號(hào)處理器轉(zhuǎn)換的中值頻率處于駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間內(nèi)時(shí)，預(yù)警器進(jìn)行預(yù)警。

本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法包括選取多組年齡段依次遞增的多個(gè)駕駛員，每組年齡段內(nèi)至少具有兩名身高不同的駕駛員；采集各駕駛員的肌電信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得到每個(gè)駕駛員在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的中值頻率，并將各駕駛員對(duì)應(yīng)的中值頻率擬合成曲線Φ(x)；在測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ(x)上第一次達(dá)到最小值的中值頻率作為肌疲勞參考值Φ_n(M)，在測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ(x)上駕駛員感受到酸痛所對(duì)應(yīng)的中值頻率作為肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ_n(P)；計(jì)算每組年齡段對(duì)應(yīng)的年齡權(quán)重系數(shù)K_n以及每組年齡段內(nèi)各駕駛員對(duì)應(yīng)的身高權(quán)重系數(shù)η_n，利用肌疲勞參考值Φ_n(M)與身高權(quán)重系數(shù)η_n的關(guān)系計(jì)算得到每組年齡段內(nèi)的肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x，利用肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x與年齡權(quán)重系數(shù)K_n的關(guān)系計(jì)算得到第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M；利用肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ_n(P)與身高權(quán)重系數(shù)η_n的關(guān)系計(jì)算得到每組年齡段內(nèi)的肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x，并利用肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x與年齡權(quán)重系數(shù)K_n的關(guān)系計(jì)算得到第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P,并將第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M與第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P之間的區(qū)間作為駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間。

本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法獲得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間是通過(guò)駕駛員駕駛實(shí)車進(jìn)行測(cè)試，綜合了交通狀況給駕駛員帶來(lái)的操作反應(yīng)和注意力方面的精神疲勞，而精神疲勞和體力疲勞又是密不可分的，因此駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法獲得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間更能真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)駕駛員的肌勞損情況，對(duì)預(yù)防職業(yè)駕駛員由于長(zhǎng)時(shí)間駕駛導(dǎo)致肌肉勞損具有指導(dǎo)意義。而且，本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法基于統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)駕駛員樣本的年齡和身高進(jìn)行分析，根據(jù)年齡和身高的正態(tài)分布情況，選擇合理的測(cè)試樣本，根據(jù)分布情況得出所選取樣本的權(quán)重系數(shù)，提出了肌勞損評(píng)價(jià)的肌勞損綜合指標(biāo)值，因?yàn)楸景l(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法綜合了駕駛員肌勞損的多種影響因素，使得測(cè)得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間具有較好的參考價(jià)值，并能從生理學(xué)角度反應(yīng)駕駛員的駕駛疲勞以及肌肉勞損問(wèn)題。此外，本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法在測(cè)試過(guò)程中，采用駕駛員的主觀感受與駕駛肌勞損程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)合起來(lái)，得到了基本職業(yè)駕駛員的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間，對(duì)預(yù)防職業(yè)駕駛員的肌勞損具有指導(dǎo)性意義。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置的示意圖。

圖2是本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法的流程示意圖。

圖3a是駕駛員樣本年齡的頻數(shù)直方圖與擬合的正態(tài)分布密度函數(shù)坐標(biāo)示意圖。

圖3b是駕駛員樣本身高的頻數(shù)直方圖與擬合的正態(tài)分布密度函數(shù)坐標(biāo)示意圖。

圖4是測(cè)得的值頻率與測(cè)試時(shí)間的坐標(biāo)示意圖。

圖5是在測(cè)試時(shí)間的駕駛員肌肉勞損程度指標(biāo)示意圖。

圖6是本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法和駕駛肌勞損預(yù)警測(cè)值試裝置及駕駛肌勞損預(yù)警裝置的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)如下：

有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。

圖1是本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置的示意圖。如圖1所述，在本實(shí)施例中，駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置10包括多個(gè)表面電極12、接線盒13、肌電采集器14和計(jì)算機(jī)15。

在本實(shí)施例中，駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置10設(shè)有八個(gè)表面電極12，其中四個(gè)表面電極12分別連接于駕駛員10a背部的左、右豎脊肌，其中左豎脊肌連接兩個(gè)表面電極12，右豎脊肌連接兩個(gè)表面電極12；另外四個(gè)表面電極12分別連接于駕駛員10a右腿的比目魚肌、腓腸肌、股外肌和股內(nèi)肌。為了保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選擇的駕駛員10a要求身體健康、駕駛員10a腰背部及腿部無(wú)疾病、畸形或創(chuàng)傷；而且，在連接表面電極12前，需要去除駕駛員10a連接部位的皮膚死皮、皮膚油脂，減小皮膚電阻，進(jìn)而增加數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

接線盒13通過(guò)多根數(shù)據(jù)線與各表面電極12連接。接線盒13上設(shè)有八個(gè)接線通道，分別對(duì)應(yīng)駕駛員10a身上不同部位的表面電極12的信號(hào)通道。

肌電采集器14通過(guò)數(shù)據(jù)線連接于接線盒13與計(jì)算機(jī)15之間。肌電采集器14內(nèi)設(shè)有截止頻率為10Hz的一階高通濾波器和截止頻率為3000Hz的二階Butter Worth低通濾波器，也就是說(shuō)，肌電采集器14可限制采集的信號(hào)頻率范圍。

計(jì)算機(jī)15用于將采集的肌電信號(hào)進(jìn)行處理并計(jì)算出駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間。

圖2是本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法的流程示意圖。如圖1和圖2所示，在本實(shí)施例中，駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法利用駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置10進(jìn)行駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間的測(cè)試步驟包括：

步驟一，選取多組年齡段依次遞增的多個(gè)駕駛員，每組年齡段內(nèi)至少具有兩名身高不同的駕駛員。

具體地，選取的駕駛者為出租車司機(jī)、公交車司機(jī)、長(zhǎng)途客運(yùn)司機(jī)等職業(yè)駕駛員，且選取的駕駛員的年齡和身高服從正態(tài)分布。對(duì)駕駛員的年齡和身高進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，即假設(shè)駕駛員的年齡X～(μ,σ²),其中，X₁，X₂，…,X₁₀₀為駕駛員年齡隨機(jī)抽樣，則μ和σ²的無(wú)偏估計(jì)為：

待檢驗(yàn)假設(shè)：μ≠μ₀(樣本總體的年齡不服從正態(tài)分布)，檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為對(duì)于顯著水平α＝0.05，|t|＝t_a/2，則原假設(shè)不

成立，所以樣本的年齡服從正態(tài)分布。同理駕駛員樣本的總體身高也服從正態(tài)分布。

優(yōu)選地，選取六組年齡段依次為20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50的18個(gè)駕駛員，且每組年齡段內(nèi)具有三名身高分別為165-170、170-175、175-180的駕駛員，如下表所示；

圖3a是駕駛員樣本年齡的頻數(shù)直方圖與擬合的正態(tài)分布密度函數(shù)坐標(biāo)示意圖。圖3b是駕駛員樣本身高的頻數(shù)直方圖與擬合的正態(tài)分布密度函數(shù)坐標(biāo)示意圖。如圖3a所示，圖中的μ＝33.889，σ＝6.766；如圖3b所示，μ＝171.697，σ＝4.775。

步驟二，采集各駕駛員的肌電信號(hào)，通過(guò)計(jì)算得到每個(gè)駕駛員在測(cè)試時(shí)間的中值頻率，并將各駕駛員對(duì)應(yīng)的中值頻率擬合成曲線Φ(x)。

具體地，選擇需要測(cè)試的路況(暢通、正常、緩慢、擁堵、嚴(yán)重?fù)矶挛鍌€(gè)等級(jí)的路況)，利用駕駛員實(shí)車測(cè)試；將駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試裝置10的表面電極12按要求連接在待測(cè)駕駛員的身上，采集測(cè)試時(shí)間為90分鐘的駕駛員肌電信號(hào)，利用公式對(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，將采集的肌電時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)；

變換公式為：

對(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換后利用公式計(jì)算中值頻率，

公式為：其中a、b表示值頻率，優(yōu)選地，a＝25,b＝256(赫茲Hz)。

圖4是測(cè)得的值頻率與測(cè)試時(shí)間的坐標(biāo)示意圖。如圖4所示，將90分鐘的測(cè)試時(shí)間以3分鐘為一個(gè)時(shí)間段劃分為30個(gè)連續(xù)的時(shí)間段，每一段處理出一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用線段連接各實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到圖4中連續(xù)的曲線段；在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)選取20秒的一個(gè)子時(shí)間段通過(guò)Matlab數(shù)學(xué)語(yǔ)言程序進(jìn)行功率頻譜分析，得到該子時(shí)間段內(nèi)的中值頻率，并擬合成曲線Φ_n(x)。由圖4中的曲線Φ_n(x)可知，肌電功率譜中值頻率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)，并且前半段下降程度較大，后半段趨于平緩，至達(dá)到最小中值頻率，此時(shí)駕駛員肌肉到達(dá)疲勞狀態(tài)。需要說(shuō)明的是，曲線Φ_n(x)的n表示待測(cè)駕駛員的編號(hào)，n的取值范圍為(1～18)；x表示測(cè)試的時(shí)間，x的取值范圍為(0～90)。由于選取了18個(gè)駕駛員進(jìn)行測(cè)試，因此對(duì)應(yīng)有18副如圖4所示的坐標(biāo)圖，即每個(gè)坐標(biāo)圖內(nèi)有與相應(yīng)駕駛員對(duì)應(yīng)的曲線Φ_n(x)。

步驟三，在測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ_n(x)上第一次達(dá)到最小值的中值頻率作為肌疲勞參考值Φ_n(M)，在測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ_n(x)上駕駛員感受到酸痛所對(duì)應(yīng)的中值頻率作為肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ_n(P)。

具體地，在90分鐘的測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ_n(x)上第一次達(dá)到最小值的中值頻率作為肌疲勞參考值Φ_n(M)，在90分鐘的測(cè)試時(shí)間內(nèi)取曲線Φ_n(x)上駕駛員主觀感受到背部和腿部出現(xiàn)酸痛時(shí)所對(duì)應(yīng)的中值頻率作為肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ_n(P)，其中M(min)表示Φ_n(x)上第一次達(dá)到最小中值頻率的時(shí)間值，P(min)表示Φ_n(x)上駕駛員感覺(jué)到背部和腿部出現(xiàn)酸痛時(shí)的時(shí)間值。

步驟四，計(jì)算每組年齡段對(duì)應(yīng)的年齡權(quán)重系數(shù)K_n以及每組年齡段內(nèi)各駕駛員對(duì)應(yīng)的身高權(quán)重系數(shù)η_n，利用肌疲勞參考值Φ_n(M)與身高權(quán)重系數(shù)η_n的關(guān)系計(jì)算得到每組年齡段內(nèi)的肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x，利用肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x與年齡權(quán)重系數(shù)K_n的關(guān)系計(jì)算得到第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M。

具體地，六組年齡段20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50的對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)K_n分別為K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、K₆；參照?qǐng)D3a，由駕駛員樣本年齡的正態(tài)分布概率密度函數(shù)可知，20-25、25-30、30-35、35-40、40-45、45-50年齡段的概率為：P{20<X≤25}＝a，P{25<X≤30}＝b，P{30<X≤35}＝c,P{35<X≤40}＝d,P{40<X≤45}＝e,P{45<X≤50}＝f；因此(K₁,K₂,K₃,K₄,K₅,K₆)＝(a,b,c,d,e,f),歸一化得(a’,b’,c’,d’,e’,f’)。

處于年齡段為20-25歲內(nèi)的三個(gè)駕駛員對(duì)應(yīng)的身高權(quán)重系數(shù)η_n分別為η₁、η₂、η₃；參照?qǐng)D3b，由駕駛員樣本身高的正態(tài)分布概率密度函數(shù)可知，身高在165-170、170-175、175-180之間的概率為：P{165<X≤170＝g，P170<X≤175＝h，P175<X≤180＝i；因此，η1,η2,η3＝g,h,i，歸一化得(g’,h’,i’)。計(jì)算肌勞損指標(biāo)值的A_x關(guān)系式為：

A_x＝η₁Φ₁(M)+η₂Φ₂(M)+…+η_nΦ_n(M)；

因此，年齡段為20-25的肌勞損指標(biāo)值：

A₁＝g’Φ₁(M)+h’Φ₂(M)+i’Φ₃(M)

由此可依次獲得其他五組年齡段的肌勞損指標(biāo)值：A₂、A₃、A₄、A₅、A₆。

計(jì)算第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M的關(guān)系式為：Y_M＝K₁A₁+K₂A₂+…+K_nA_x；

因此，得到的第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M＝K₁A₁+K₂A₂+…+K₆A₆＝a’A₁+b’A₂+…+f’A₆。

步驟五，利用肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ_n(P)與身高權(quán)重系數(shù)η_n的關(guān)系計(jì)算得到每組年齡段內(nèi)的肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x，并利用肌勞損指標(biāo)值A(chǔ)_x與年齡權(quán)重系數(shù)K_n的關(guān)系計(jì)算得到第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P,并將第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M與第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P之間的區(qū)間作為駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間。

具體地，按照步驟四的方法，并利用18個(gè)駕駛員對(duì)應(yīng)的肌疲勞評(píng)價(jià)值Φ₁(P)、Φ₂(P)、Φ₃(P)…Φ₁₈(P)可計(jì)算得到第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P。

圖5是在測(cè)試時(shí)間的駕駛員肌肉勞損程度指標(biāo)示意圖。如圖5所示，假定根據(jù)肌電圖的中值頻譜得出的肌肉勞損狀態(tài)的綜合指標(biāo)Y_x的極限為100Hz與70Hz，按照上述步驟一至步驟五得到的第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M與第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P，得出職業(yè)駛員肌肉勞損的預(yù)警范圍為Y_M與Y_P之間所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。因此，當(dāng)駕駛員在駕車的過(guò)程中，由肌電信號(hào)計(jì)算得出的中值頻率降低至Y_M與Y_P之間的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒駕駛員此時(shí)已經(jīng)處于疲勞駕駛狀態(tài)。

值得一提的是，本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法得到的第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P是通過(guò)駕駛員主觀感受到背部和腿部出現(xiàn)酸痛時(shí)刻計(jì)算得到的值，但并不以此為限，第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P也可認(rèn)為設(shè)定，即以第一肌勞損綜合指標(biāo)值Y_M為中點(diǎn)，認(rèn)為選擇一個(gè)值作為第二肌勞損綜合指標(biāo)值Y_P，然后以該重新確定的區(qū)間作為駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間。

利用駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法測(cè)得的Y_M與Y_P駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間應(yīng)用在駕駛肌勞損預(yù)警裝置中，但并不以此為限。

圖6是本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警裝置的示意圖。如圖6所示，在本實(shí)施例中，駕駛肌勞損預(yù)警裝置20包括信號(hào)采集器22、信號(hào)處理器23和預(yù)警器24。信號(hào)采集器22用于采集駕駛員的肌電信號(hào)；信號(hào)處理器23分別與信號(hào)采集器22和預(yù)警器24連接，信號(hào)處理器23用于將肌電信號(hào)轉(zhuǎn)換成表征駕駛員肌勞損指標(biāo)的中值頻率，且信號(hào)處理器23存儲(chǔ)有利用駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法測(cè)得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間(Y_M～Y_P)，當(dāng)信號(hào)處理器23轉(zhuǎn)換的中值頻率處于駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間內(nèi)時(shí)，預(yù)警器24進(jìn)行預(yù)警。在本實(shí)施例中，預(yù)警器24進(jìn)行預(yù)警的形式可以為振動(dòng)或聲音提醒，具體的形式可根據(jù)實(shí)際情況自由選擇。

進(jìn)一步地，駕駛肌勞損預(yù)警裝置20還包括顯示屏25，駕駛員可根據(jù)實(shí)際的路況、車型等選擇與之相適應(yīng)的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間；例如，顯示屏25上顯示出暢通、正常、緩慢、擁堵、嚴(yán)重?fù)矶挛鍌€(gè)路況的功能選擇區(qū)，駕駛員可根據(jù)實(shí)際情況選擇對(duì)應(yīng)路況的功能選擇區(qū)，此時(shí)信號(hào)處理器23將采用該路況的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間進(jìn)行駕駛員肌勞損判斷標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法獲得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間是通過(guò)駕駛員駕駛實(shí)車進(jìn)行測(cè)試，綜合了交通狀況給駕駛員帶來(lái)的操作反應(yīng)和注意力方面的精神疲勞，而精神疲勞和體力疲勞又是密不可分的，因此駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法獲得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間更能真實(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)駕駛員的肌勞損情況，對(duì)預(yù)防職業(yè)駕駛員由于長(zhǎng)時(shí)間駕駛導(dǎo)致肌肉勞損具有指導(dǎo)意義。而且，本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法基于統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)駕駛員樣本的年齡和身高進(jìn)行分析，根據(jù)年齡和身高的正態(tài)分布情況，選擇合理的測(cè)試樣本，根據(jù)分布情況得出所選取樣本的權(quán)重系數(shù)，提出了肌勞損評(píng)價(jià)的肌勞損綜合指標(biāo)值，因?yàn)楸景l(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法綜合了駕駛員肌勞損的多種影響因素，使得測(cè)得的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間具有較好的參考價(jià)值，并能從生理學(xué)角度反應(yīng)駕駛員的駕駛疲勞以及肌肉勞損問(wèn)題。此外，本發(fā)明的駕駛肌勞損預(yù)警值測(cè)試方法在測(cè)試過(guò)程中，采用駕駛員的主觀感受與駕駛肌勞損程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)合起來(lái)，得到了基本職業(yè)駕駛員的駕駛肌勞損預(yù)警區(qū)間，對(duì)預(yù)防職業(yè)駕駛員的肌勞損具有指導(dǎo)性意義。

本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。