上海交大新成果可预防“马路隐形杀手”
东方网
东方网10月24日消息:据《新闻晚报》报道,驾驶员坐在模拟驾驶室内模拟开车状态,旁边的大屏幕正在显示司机的脑电信号、眼电信号和面部视频图像,当司机出现疲劳状态,显示屏上提示疲劳状态的窗口会从绿色变为黄色,再从黄色变为红色,当红色区域超过一定比例,红色警示灯开始闪动,提醒驾驶员已经处于疲劳驾驶状态了。记者今天从上海交大获悉,这就是即将在2011年上海工博会上亮相的上海交通大学计算机系的新成果——脑机交互的多模态司机疲劳检测系统。
疲劳驾驶是车祸主因之一
疲劳驾驶是车祸发生的主要原因之一,堪称“马路杀手”。据不完全统计,全世界每年死于交通事故的约有60万人、因车祸受伤的约有1000万人。我国更是交通事故频发的国家,就在刚刚过去的黄金周,河北境内发生一起致56人死亡的重大交通事故,事故原因就是疲劳驾驶。疲劳驾驶正成为危害交通安全、影响社会民生的“隐形杀手”,有没有什么科学的方法能检测疲劳状态,把“杀手”遏制在萌芽状态?
上海交通大学计算机科学与工程系吕宝粮教授牵头的最新科研成果——上海市科委科技创新行动项目“基于无线、可穿戴干电极脑电帽的驾驶员警觉度估计系统”就是要把这个“隐形杀手”找出来,从而消除安全隐患。这种全新的主动安全技术,无疑是交通安全的福音。
眼睛闭合时间测疲劳不准确
吕宝粮教授所在团队经过多年潜心研究,成功掌握新的脑电信号采集方式——无线干电极脑电信号采集,使疲劳检测的研究向实用化前进一大步。已有的疲劳检测技术通常是依据视频信号,根据测定司机眼睛闭合时间占特定时间的百分比来判定疲劳程度。但这种方式比较容易受外界干扰,如夜间或阳光直射到驾驶室的情况检测精度就会受到干扰,判断不够准确。传统的脑电信号采集方式存在的主要问题是基于湿电极,使用前需要涂抹导电膏,不但准备时间长,还需要外人辅助。
无线干电极脑电信号采集方法采用微针结构,通过直接穿透角质层的方法获取脑电信号,既不对头部皮肤造成损伤,还克服了涂抹导电膏带来的不便,该技术能够与湿电极一样采集前额处的脑电和眼电信号,从而使“脑—计算机接口技术”的应用走出实验室,向走向大众应用更近了一步。
正如人们将在工博会上看到的演示场景,驾驶员面前有四个疲劳检测装置:一个是平常随处可见的普通摄像头;一个是红外摄像头;一个是驾驶员头戴的特殊帽子里布满电极,是较为常见的湿电极,能够获取脑电信号;最为特殊的是额头上的一个类似发带的东西,这个毫不起眼的发带内大有讲究,布满高灵敏度的干电极,能够精确获取人的脑电和眼电信号,从而准确判断驾驶员的疲劳状态。据悉,基于无线可穿戴干电极脑电帽的疲劳检测技术已达到国际先进水平。
干电极有望推广至医疗监护
“将来,这个干电极可以安装在特制的帽子里,驾驶员只要戴上帽子,他的脑电和眼电信号就会实时地传输至管理终端,驾驶员的疲劳和情绪状态就尽在掌握中。”吕宝粮教授对这项技术的未来前景十分看好,认为对于某些特殊的交通运输人员,如危险品运输司机、高铁司机、长途汽车司机等,也许会强制执行驾驶中的脑电和眼电检测,尽可能保障运输安全。
“随着技术的成熟和推广,我们相信应用领域也会更加广泛。”吕宝粮表示,今后疲劳检测系统的应用将不局限于安全驾驶。技术更加成熟后,还可用于航天、航空、工业生产线质量控制以及医疗监护等领域。
在不远的将来,司机疲劳检测装置会像导航仪一样普及,当司机开车疲劳的时候,智能化的驾驶系统会在提醒无效的情况下,“指使”发动机减速、停止,保证行车安全。