模拟实验和实车实验都会用到生物反馈仪和脑电记录仪这两种生理信号采集设备。
1.生物反馈仪（ProComp Infiniti）
实验过程中用来采集驾驶人常规生理信号的设备是生物反馈仪（ProComp Infiniti），如图2-6所示。这款由加拿大Biograph & ThoughtTechnology公司生产的设备具有八个通道，可采集心电（electrocardiography，ECG）、肌电（electromyography，EMG）、皮肤电导率（skin conductance，SC）、呼吸率（respiration rate，RR）、血容量脉冲（blood volume pulse，BVP）、皮温（temperature，Temp）等参数，再利用其配备的BioGraph软件对采集的生理信号数据进行读写。考虑到实际工作环境以及数据的存储要求，实验过程中仅选用生物反馈仪的四个通道信号，即BVP（对应通道B），SC（对应通道E），RR（对应通道G），ECG（对应通道H），采集频率均为256 Hz。
图2-6 生物反馈仪
由于在驾驶实验过程中，被试会频繁移动自己的手来操纵方向盘、挡位等，因此，为了保证生物反馈仪能连续稳定地采集生理信号，该仪器的相关传感器须与被试身体的相关部位尽量紧密连接，如BVP，SC与RR传感器须分别与被试的食指、食指和无名指（另一只手）、胸腔等部位保持良好接触。具体的传感器连接方法如图2-7所示。
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图2-7 生物反馈仪传感器连接示意图
2.脑电仪（Neruoscan 4.5系统）
美国Compumedics公司制造的Neruoscan 4.5系统可采集驾驶人在各种情绪下的脑电信号（electroencephalography，EEG）。该系统由脑电帽、信号放大器与采集编辑软件组成。其中，脑电帽上的电极分布遵照标准国际10-20系统电极位；信号放大器是40导的直流放大器NuAmps（见图2-8），它可对40个电极采集到的脑电信号进行放大，便于后续的信号分析。本系统的采样频率可设为125，250，500，1 000 Hz等。为了尽可能精确地获得驾驶人在各种情绪下的脑电信号，本实验设置的采样频率为1 000 Hz。在实验过程中，为了采集高质量的脑电信号，要求脑电仪的电极阻抗低于 5 kΩ，因此，所有的电极均通过导电膏处理以提高导电性。在向脑电帽的电极内注射导电膏时，其导电性可通过Neruoscan 4.5系统的信号采集软件Neuroscan Aquire进行呈现，如图2-9所示，其中深色代表导电性最佳，次深色次之，浅色最差。信号采集可选择A/D转换，为了去噪，信号的高通与低通滤波阈值分别设为0.05 Hz与50 Hz。
图2-8 Nueroscan 4.5系统组成图与脑电帽佩戴效果图
图2-9 脑电帽电极连通导电性显示图
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