自动驾驶工况下坐姿对驾驶人心率变异性特征的影响

来源：石河子大学学报·自然科学版杂志2024年第6期北京时间：

作者：曾超, 张继亮, 李清坤, 刘巧, 陈朝阳, 王文军

单位：1 哈密职业技术学院, 新疆 哈密 839001; <br/>2 河南工业大学信息科学与工程学院,郑州 450001; <br/>3 石河子大学机械 电气工程学院,新疆 石河子 832000; <br/>4 中国科学院软件研究所人机交互北京市重点实验室,北京 100190; <br/>5 韦恩州立大学生物医学工程系,密歇根 底特律 48201,美国; <br/>6 清华大学车辆与运载学院,北京 100084

摘要：为了研究自动驾驶工况下驾驶人坐姿是否影响其心率变异性(heartratevariability,HRV)特征,通过驾驶模拟器开展L3级自动驾驶实验,记录实验过程中驾驶人的心电信号和主观疲劳自评。从心电信号中提取HRV特征,将疲劳程度归并为5个等级,Wilcoxon符号秩检验用于统计分析。结果表明,RR间期均值MRR在被试处于全部等级的疲劳程度时,在挺直坐姿和后倾坐姿间具有显著(p&lt;0.05)差异;频域特征pLF(nu)、pHF(nu)和rLF/HF均在被试处于4个等级的疲劳程度时,在两种坐姿间具有显著差异;庞加莱散点图特征LSD1、LSD2和rSD2/SD1分别在被试处于1、0和3个等级的疲劳程度时,在两种坐姿间具有显著差异。坐姿影响驾驶人的HRV特征,频域特征比庞加莱散点图特征更易受驾驶人坐姿影响,研究结果为驾驶人状态监测系统的开发提供了参考依据。

关键词：自动驾驶,驾驶姿势,心率变异性,驾驶疲劳,驾驶人监测系统

基金资助：国家自然科学基金项目(51965055);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2023D01A53)