Utilizando medidas de respiración derivadas de HRV para la detección de somnolencia en conductores
Autores: Kim, Jinwoo; Shin, Miyoung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Utilizando medidas de respiración derivadas de HRV para la detección de somnolencia en conductores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estudio
Variabilidad de la frecuencia cardíaca
Señales de VFC
Detección de somnolencia del conductor
Características de la respiración
Banda de alta frecuencia
índices espectrales
Media ponderada
Desviación estándar ponderada
Espectro de potencia
Actividad respiratoria
Entorno de conducción virtual
Modelos de clasificación.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tiene como objetivo utilizar las señales de variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) obtenidas con un sensor portátil para la detección de somnolencia en conductores. Para ello, investigamos las características de la respiración derivadas de las señales de VFC basadas en el hecho conocido de que la actividad respiratoria se puede estimar a partir de la banda de alta frecuencia (HF) de las señales de VFC. Para la detección de somnolencia, muchos trabajos anteriores comúnmente utilizaron características de la respiración dominante (DR). Sin embargo, en algunas situaciones donde la potencia enfatizada en un espectro de potencia de VFC ocurre en múltiples subfrecuencias, las medidas de DR podrían fallar al capturar las características generales de la respiración. Para abordar este problema, proponemos dos índices espectrales, la media ponderada (WM) y la desviación estándar ponderada (WSD) de la banda HF en el espectro de potencia. Estos índices se utilizan para capturar adecuadamente la forma general de la actividad respiratoria mostrada a través de la banda HF del espectro de potencia de VFC como alternativa a las medidas de DR. Para los experimentos, recopilamos datos de VFC con un dispositivo de electrocardiograma usado en el cuerpo bajo un entorno de conducción virtual. Los índices propuestos mostraron claramente la tendencia de que la frecuencia respiratoria disminuye y la regularidad de la respiración aumenta en estados de somnolencia de todos los sujetos, mientras que las medidas de DR existentes apenas mostraron esto. Además, cuando los índices propuestos se utilizan solos o junto con medidas convencionales relacionadas con la VFC como características de entrada para modelos de clasificación, mostraron el mejor rendimiento en distinguir la somnolencia de la vigilia.
Descripción
Este estudio tiene como objetivo utilizar las señales de variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) obtenidas con un sensor portátil para la detección de somnolencia en conductores. Para ello, investigamos las características de la respiración derivadas de las señales de VFC basadas en el hecho conocido de que la actividad respiratoria se puede estimar a partir de la banda de alta frecuencia (HF) de las señales de VFC. Para la detección de somnolencia, muchos trabajos anteriores comúnmente utilizaron características de la respiración dominante (DR). Sin embargo, en algunas situaciones donde la potencia enfatizada en un espectro de potencia de VFC ocurre en múltiples subfrecuencias, las medidas de DR podrían fallar al capturar las características generales de la respiración. Para abordar este problema, proponemos dos índices espectrales, la media ponderada (WM) y la desviación estándar ponderada (WSD) de la banda HF en el espectro de potencia. Estos índices se utilizan para capturar adecuadamente la forma general de la actividad respiratoria mostrada a través de la banda HF del espectro de potencia de VFC como alternativa a las medidas de DR. Para los experimentos, recopilamos datos de VFC con un dispositivo de electrocardiograma usado en el cuerpo bajo un entorno de conducción virtual. Los índices propuestos mostraron claramente la tendencia de que la frecuencia respiratoria disminuye y la regularidad de la respiración aumenta en estados de somnolencia de todos los sujetos, mientras que las medidas de DR existentes apenas mostraron esto. Además, cuando los índices propuestos se utilizan solos o junto con medidas convencionales relacionadas con la VFC como características de entrada para modelos de clasificación, mostraron el mejor rendimiento en distinguir la somnolencia de la vigilia.