一種輔助糖尿病人駕駛的控制方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輔助糖尿病人駕駛的控制方法與系統(tǒng)，屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，其包括輸入模塊：輸入血糖濃度預(yù)警范圍、駕駛員的指尖溫度x和駕駛員測(cè)量指尖所在手掌把持方向盤的握力c；運(yùn)算模塊：讀取輸入模塊中把持方向盤握力c和指尖溫度x，代入由基因編程方法確立的數(shù)學(xué)模型中，計(jì)算血糖濃度值y；邏輯判斷模塊：接收運(yùn)算模塊的計(jì)算結(jié)果，判斷血糖濃度值y是否在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)；如果不在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則發(fā)出控制信息；輸出模塊：接收邏輯判斷模塊的控制信息并發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。采用此控制系統(tǒng)能夠使駕駛員的血糖濃度維持在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，從而避免駕駛員在駕駛的過程中由于血糖問題引發(fā)不適而導(dǎo)致的交通事故。
【專利說明】
一種輔助糖尿病人駕駛的控制方法與系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于信號(hào)處理方法與裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輔助糖尿病人駕駛的控 制方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活節(jié)奏不斷加快，工作等壓力愈來愈大，糖尿病等代謝性疾病也快速 增多，已成為威脅群眾生命健康的公共衛(wèi)生問題。自1980年第一次流行病學(xué)調(diào)查至今，我國(guó) 糖尿病患病率從不足1 %增至11.6%，總?cè)藬?shù)超過9200萬(wàn)，糖尿病前期患病率更是高達(dá) 50.1%。而《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告（2015年)》顯示我國(guó)18歲以上居民糖尿病知曉 率僅為36.1 %，治療率為33.4%。
[0003] 相關(guān)文獻(xiàn)普遍認(rèn)為，與正常駕駛員相比，患有糖尿病的駕駛員發(fā)生交通事故的風(fēng) 險(xiǎn)增加12%~19%。另有數(shù)據(jù)顯示。1型糖尿病駕駛員發(fā)生交通事故的風(fēng)險(xiǎn)是正常駕駛員的 兩倍還要多。因此，對(duì)這類人群駕駛過程中血糖進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并合理進(jìn)行調(diào)控，對(duì)于減少 此類交通隱患具有重大意義。
[0004] 現(xiàn)有的輔助駕駛系統(tǒng)主要是通過控制車身穩(wěn)定性或在極端情況下代替駕駛員進(jìn) 行一些操作等(剎車、巡航等），此駕駛系統(tǒng)雖然可以在一定程度上避免糖尿病人群由于喪 失判斷力而對(duì)周圍車輛和人群造成傷害，但不能解除糖尿病并發(fā)癥對(duì)駕駛員自身的危害。 因此，開發(fā)一種針對(duì)糖尿病人的駕駛輔助系統(tǒng)，在確保糖尿病人自身健康不受損害的前提 下，確保道路交通安全，更具有現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種輔助糖尿病人駕駛的控制方法與系統(tǒng)，能 夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)駕駛員的血糖濃度，避免糖尿病并發(fā)癥引發(fā)的交通事故。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:發(fā)明一種輔助糖尿病人駕駛的控制 方法，其特征在于:包括以下步驟：
[0007] (1)讀取血糖濃度預(yù)警范圍；
[0008] (2)實(shí)時(shí)同時(shí)讀取駕駛員的指尖溫度X和測(cè)量指尖所在手掌把持方向盤的握力C;
[0009] (3)將步驟(2)中駕駛員把持方向盤的握力c和指尖溫度X代入由基因編程方法確 立的數(shù)學(xué)模型中，計(jì)算出駕駛員的血糖濃度值y;
[0010] (4)判斷y是否在步驟（1)的血糖濃度范圍內(nèi)，如果y在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則無(wú) 控制信號(hào)輸出；如果y不在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)；
[0011] (5)重復(fù)執(zhí)行步驟(2)~(4)，直至駕駛結(jié)束，并記錄該駕駛員的初次使用時(shí)間。
[0012] 優(yōu)選的，數(shù)學(xué)模型的確立步驟：
[0013] a、生成染色體:染色體由頭部和尾部組成，頭部的各基因位隨機(jī)寫入運(yùn)算符，尾部 的各基因位隨機(jī)寫入代表駕駛員把持方向盤握力的c或者代表指尖溫度的X構(gòu)成終結(jié)符;改 變基因位的內(nèi)容生成不同的染色體，當(dāng)染色體的數(shù)量達(dá)到N時(shí)，終止生成操作，將生成的染 色體作為初始種群；
[0014] b、構(gòu)建染色體的表達(dá)式樹:初始種群中各染色體由其頭部的運(yùn)算符和尾部的終結(jié) 符按基因位構(gòu)成表達(dá)式樹；
[0015] c、進(jìn)行M次以上檢測(cè)駕駛員的毛細(xì)血管血糖濃度yo,每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度X和把 持方向盤的握力c，形成當(dāng)年基準(zhǔn)；
[0016] d、將每次檢測(cè)的X和c代入步驟(b)中一染色體對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，計(jì)算血糖濃度值y， 然后計(jì)算該染色體的適應(yīng)度值：
[0017]
[0018] 11 · 11~表示無(wú)窮范數(shù)
[0019 ] yi表示利用第i次檢測(cè)的X和c計(jì)算的血糖濃度
[0020] y〇i表示第i次測(cè)量的毛細(xì)血管血糖濃度值
[0021] e、重復(fù)步驟d，直至計(jì)算完步驟a初始種群中各染色體的適應(yīng)度值，選最小的適應(yīng) 度值對(duì)應(yīng)的染色體作為當(dāng)代最優(yōu)染色體；
[0022] f、對(duì)步驟a初始種群中的各染色體進(jìn)行選擇、交叉和變異操作產(chǎn)生新的染色體種 群，重復(fù)步驟d和e，并與上一代最優(yōu)染色體的適應(yīng)度值比較，如果大于，則保留上代最優(yōu)染 色體和其最小適應(yīng)度值;如果小于，則由當(dāng)代最優(yōu)染色體作為最優(yōu)染色體，并記錄其適應(yīng)度 值；
[0023] g、重復(fù)步驟f，直至進(jìn)化代數(shù)達(dá)到Z次，由最優(yōu)染色體的表達(dá)式作為該駕駛員的數(shù) 學(xué)模型。
[0024] 優(yōu)選的，步驟a中20SN彡200,步驟c中M彡30,步驟g中Z彡60。
[0025]優(yōu)選的，當(dāng)同一駕駛員再次駕駛時(shí)，計(jì)算此次與初次使用之間的時(shí)間t，若t多1年 時(shí)，對(duì)該駕駛員檢測(cè)L次毛細(xì)血管血糖濃度，每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度和手把持方向盤的握 力，與上一年的基準(zhǔn)值共同作為當(dāng)年基準(zhǔn)值，重復(fù)d、 e、f和g，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校 準(zhǔn)時(shí)間作為初次使用時(shí)間。
[0026] 優(yōu)選的，L彡3。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種輔助糖尿病人駕駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括
[0028]輸入模塊:輸入血糖濃度預(yù)警范圍、駕駛員的指尖溫度X和駕駛員測(cè)量指尖所在手 掌把持方向盤的握力c;
[0029] 運(yùn)算模塊:讀取輸入模塊中的把持方向盤的握力c和指尖溫度X，代入由基因編程 方法確立的數(shù)學(xué)模型中，計(jì)算出駕駛員的血糖濃度值y;
[0030] 邏輯判斷模塊:接收運(yùn)算模塊的計(jì)算結(jié)果，判斷血糖濃度值y是否在血糖濃度預(yù)警 范圍內(nèi)；如果不在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則發(fā)出控制信息；
[0031] 輸出模塊:接收邏輯判斷模塊的控制信息，對(duì)外圍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0032] 優(yōu)選的，運(yùn)算模塊中數(shù)學(xué)模型的確立步驟：
[0033] a、生成染色體:染色體由頭部和尾部組成，頭部的各基因位隨機(jī)寫入運(yùn)算符，尾部 的各基因位隨機(jī)寫入代表駕駛員把持方向盤握力的c或者代表指尖溫度的X構(gòu)成終結(jié)符;改 變基因位的內(nèi)容生成不同的染色體，當(dāng)染色體的數(shù)量達(dá)到N時(shí)，終止生成操作，將生成的染 色體作為初始種群；
[0034] b、構(gòu)建染色體的表達(dá)式樹:初始種群中各染色體由其頭部的運(yùn)算符和尾部的終結(jié) 符按基因位構(gòu)成表達(dá)式樹；
[0035] c、進(jìn)行M次以上檢測(cè)駕駛員的毛細(xì)血管血糖濃度yo,每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度X和把 持方向盤的握力c，形成當(dāng)年基準(zhǔn)；
[0036] d、將每次檢測(cè)的X和c代入步驟(b)中一染色體對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，計(jì)算血糖濃度值y， 然后計(jì)算該染色體的適應(yīng)度值：
[0037]
[0038] 11 · I μ表示無(wú)窮范數(shù)
[0039 ] yi表示利用第i次檢測(cè)的X和c計(jì)算的血糖濃度
[0040] yQi表示第i次測(cè)量的毛細(xì)血管血糖濃度值
[0041] e、重復(fù)步驟d，直至計(jì)算完步驟a初始種群中各染色體的適應(yīng)度值，選最小的適應(yīng) 度值對(duì)應(yīng)的染色體作為當(dāng)代最優(yōu)染色體；
[0042] f、對(duì)步驟a初始種群中的各染色體進(jìn)行選擇、交叉和變異操作產(chǎn)生新的染色體種 群，重復(fù)步驟d和e，并與上一代最優(yōu)染色體的適應(yīng)度值比較，如果大于，則保留上代最優(yōu)染 色體和其最小適應(yīng)度值;如果小于，則由當(dāng)代最優(yōu)染色體作為最優(yōu)染色體，并記錄其適應(yīng)度 值；
[0043] g、重復(fù)步驟f，直至進(jìn)化代數(shù)達(dá)到Z次，由最優(yōu)染色體的表達(dá)式作為該駕駛員的數(shù) 學(xué)模型。
[0044] 優(yōu)選的，步驟a中20SN彡200,步驟c中M彡30,步驟g中Z彡60。
[0045] 優(yōu)選的，當(dāng)同一駕駛員再次駕駛時(shí)，計(jì)算此次與初次使用之間的時(shí)間t，若t多1年 時(shí)，對(duì)該駕駛員檢測(cè)L次毛細(xì)血管血糖濃度，每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度和手把持方向盤的握 力，與上一年的基準(zhǔn)值共同作為當(dāng)年基準(zhǔn)值，重復(fù)d、 e、f和g，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校 準(zhǔn)時(shí)間作為初次使用時(shí)間。
[0046] 優(yōu)選的，L彡3。
[0047] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0048] 1、本發(fā)明通過實(shí)時(shí)檢測(cè)駕駛員的指尖溫度X和測(cè)量指尖所在手掌把持方向盤的握 力c，判定其血糖濃度是否在預(yù)警范圍內(nèi)，如果高于其上限，說明駕駛員的血糖濃度過高，則 發(fā)出控制信號(hào)，對(duì)駕駛員注射胰島素，使血糖濃度降回預(yù)警范圍；如果低于其下限，則說明 駕駛員的血糖濃度過低，則發(fā)出對(duì)駕駛員進(jìn)補(bǔ)葡萄糖的信號(hào)，使血糖濃度上升至預(yù)警范圍； 如果血糖濃度值位于預(yù)警范圍內(nèi)，則沒有控制信號(hào)，仍然維持駕駛員的目前狀態(tài)，避免糖尿 病急性并發(fā)癥的發(fā)生，不僅減少了交通事故的發(fā)生率，還大大降低疾病對(duì)駕駛員身體的損 害。
[0049] 2、通過基因編程的方法建立能反應(yīng)駕駛員把持方向盤的握、血糖濃度和指尖溫度 之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，技術(shù)成熟，便于實(shí)現(xiàn)。
[0050] 3、通過建立含有20條以上染色體的初始種群、變異次數(shù)，以及初始的毛細(xì)血管血 糖檢測(cè)次數(shù)，能夠擬合出更能反應(yīng)駕駛員把持方向盤的握力、血糖濃度和指尖溫度之間關(guān) 系的數(shù)學(xué)模型，從而提高血糖濃度計(jì)算的精確度，使系統(tǒng)更好地為駕駛員服務(wù)。
[0051 ] 4、本發(fā)明通過調(diào)節(jié)駕駛員體內(nèi)的血糖濃度，避免糖尿病急性并發(fā)癥的發(fā)生，不僅 減少了交通事故的發(fā)生率，還大大降低疾病對(duì)駕駛員身體的損害，對(duì)糖尿病人群具有重要 的現(xiàn)實(shí)意義，便于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0052]圖1是本發(fā)明的程序流程圖；
[0053]圖2是染色體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖3是圖2中染色體的表達(dá)式樹。
[0055]附圖標(biāo)記為:1、輸入模塊;2、運(yùn)算模塊;3、邏輯判斷模塊;4、輸出模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0057] 如圖1所示，本發(fā)明中設(shè)置了輸入模塊1、運(yùn)算模塊2、邏輯判斷模塊3和輸出模塊4。 其中，輸入模塊1主要是接收溫度傳感器檢測(cè)的指尖溫度X和壓力傳感器檢測(cè)的把持方向盤 的握力C等外圍輸入信號(hào)，并將接收的輸入信號(hào)提供給運(yùn)算模塊2,同時(shí)為邏輯判斷模塊3提 供血糖濃度預(yù)警范圍，作為比對(duì)基準(zhǔn)。運(yùn)算模塊2主要是讀取輸入模塊1中的把持方向盤的 握力c和指尖溫度X，代入由基因編程方法確立的數(shù)學(xué)模型中，計(jì)算出駕駛員的血糖濃度值 y;邏輯判斷模塊3則是接收運(yùn)算模塊2的計(jì)算結(jié)果，判斷血糖濃度值y是否在血糖濃度預(yù)警 范圍內(nèi)；如果高于血糖濃度預(yù)警范圍的上限值，則發(fā)出第一控制信息，通過輸出模塊4發(fā)出 對(duì)駕駛員注射胰島素的信號(hào);如果低于血糖濃度預(yù)警范圍的下限值，則發(fā)出第二控制信息， 通過輸出模塊4發(fā)出對(duì)駕駛員進(jìn)補(bǔ)葡萄糖的信號(hào);如果剛好位于血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則無(wú) 控制信號(hào)輸出。輸出模塊4主要是接收邏輯判斷模塊3的控制信息，對(duì)外圍的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出 驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0058]上述運(yùn)算模塊2中計(jì)算所用的數(shù)學(xué)模型是依據(jù)如下方法取得的：
[0059] a、生成染色體:染色體由頭部和尾部組成，頭部的各基因位隨機(jī)寫入運(yùn)算符，尾部 的各基因位隨機(jī)寫入代表駕駛員把持方向盤握力的c或者代表指尖溫度的X構(gòu)成終結(jié)符;改 變基因位的內(nèi)容生成不同的染色體，當(dāng)染色體的數(shù)量達(dá)到N時(shí)，終止生成操作，將生成的染 色體作為初始種群，例如其中一染色體如圖2所示；
[0060] b、構(gòu)建染色體的表達(dá)式樹:初始種群中各染色體由其頭部的運(yùn)算符和尾部的終結(jié) 符分別按基因位從左到右的順序逐位讀取，并按層次順序構(gòu)成表達(dá)式數(shù)構(gòu)成表達(dá)式樹，圖2 所示染色體的表達(dá)式樹如圖3所示，其對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為：
[0061]
[0062] c、進(jìn)行30次以上檢測(cè)使用者的毛細(xì)血管血糖濃度yo,每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度X和 把持方向盤的握力c，形成當(dāng)年基準(zhǔn)；
[0063] d、將每次檢測(cè)的X和c代入步驟(b)中一染色體對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，計(jì)算血糖濃度值y， 計(jì)算與測(cè)量值y〇的偏差，取該染色體中偏差最大值作為該染色體的適應(yīng)度值：
[0064]
[0065] 11 · I μ表示無(wú)窮范數(shù)
[0066] yi表示利用第i次檢測(cè)的X計(jì)算的血糖濃度 [0067] yQi表示第i次測(cè)量的毛細(xì)血管血糖濃度值
[0068] e、重復(fù)步驟d，直至計(jì)算完步驟a初始種群中各染色體的適應(yīng)度值，選最小的適應(yīng) 度值對(duì)應(yīng)的染色體作為當(dāng)代最優(yōu)染色體；
[0069] f、對(duì)步驟a初始種群中各染色體進(jìn)行選擇、交叉和變異操作產(chǎn)生新的染色體種群， 為了簡(jiǎn)化迭代程序，選擇優(yōu)選為輪盤賭選擇算子，交叉優(yōu)選為兩點(diǎn)交叉，交叉概率為〇. 6 < 1，變異優(yōu)選為單點(diǎn)變異，變異概率為〇. 005<Pm<0.05，重復(fù)步驟d和e，并與上一代最優(yōu) 染色體的適應(yīng)度值比較，如果大于，則保留上代最優(yōu)染色體和其最小適應(yīng)度;如果小于，則 由當(dāng)代最優(yōu)染色體作為最優(yōu)染色體，并記錄其適應(yīng)度值；
[0070] g、重復(fù)步驟f，直至進(jìn)化代數(shù)達(dá)到20代以上染色體，由最優(yōu)染色體的表達(dá)式作為該 駕駛員的數(shù)學(xué)模型。
[0071] 隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，為了使計(jì)算所依據(jù)的數(shù)學(xué)模型能得到較好的校準(zhǔn)，當(dāng)同一 駕駛員再次駕駛時(shí)，計(jì)算此次與初次使用之間的時(shí)間t，若t多1年時(shí)，對(duì)該駕駛員檢測(cè)3次以 上毛細(xì)血管血糖濃度，每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度和把持方向盤的握力，與上一年的基準(zhǔn)值共 同作為當(dāng)年基準(zhǔn)值，重復(fù)d、e、f和g，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，并以校準(zhǔn)時(shí)間作為初次使用時(shí) 間。
[0072]本發(fā)明的工作過程如下：
[0073] 在駕駛員駕駛的過程中，通過安裝在方向盤的溫度傳感器和壓力傳感器實(shí)時(shí)讀取 駕駛員的指尖溫度X和檢測(cè)指尖所在手掌把持方向盤的握力c，此處系統(tǒng)雖然可以兩側(cè)測(cè) 量，只需讀取一側(cè)的指尖溫度和把持方向盤的握力，讀取側(cè)可以根據(jù)駕駛員操作習(xí)慣由駕 駛員設(shè)定;運(yùn)算模塊2根據(jù)駕駛員的指尖溫度X和手握方向盤的力量c，計(jì)算出駕駛員的血糖 濃度值y;邏輯判斷模塊3判斷y是否在步驟(1)的血糖濃度范圍內(nèi)，如果y高于血糖濃度預(yù)警 范圍的上限值，則發(fā)出第一控制信息，讓輸出模塊4發(fā)出給駕駛員注射胰島素的信號(hào)；如果y 低于血糖濃度預(yù)警范圍的下限值，則發(fā)出第二控制信息，則讓輸出模塊4發(fā)出給駕駛員進(jìn)補(bǔ) 葡萄糖的信號(hào);如果剛好位于血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則無(wú)控制信號(hào)輸出。如此使駕駛員體內(nèi) 的葡萄糖濃度始終處于血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，使其血糖正常，直至駕駛結(jié)束。
[0074] 此系統(tǒng)已對(duì)26名在指定路段進(jìn)行駕駛的駕駛員測(cè)試，對(duì)于每位駕駛員每隔5分鐘 測(cè)量一次中指指尖的毛細(xì)血管血糖濃度和中指指尖溫度以及把持方向盤的握力c，然后利 用該系統(tǒng)計(jì)算的指尖血糖濃度進(jìn)行對(duì)比，秩和檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，毛細(xì)血管血糖濃度與 利用基因編程方法取得的血糖濃度無(wú)顯著差異(P>〇.05)，因此使用該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)駕駛員駕駛 過程中的血糖濃度可以認(rèn)同于利用指尖測(cè)量毛細(xì)血管血糖濃度。
[0075] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以組合、變更或改型均為本發(fā)明 的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施 例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種輔助糖尿病人駕駛的控制方法，其特征在于:包括W下步驟： (1) 讀取血糖濃度預(yù)警范圍； (2) 實(shí)時(shí)同時(shí)讀取駕駛員的指尖溫度X和測(cè)量指尖所在手掌把持方向盤的握力C; (3) 將步驟(2)中駕駛員把持方向盤的握力C和指尖溫度X代入由基因編程方法確立的 數(shù)學(xué)模型中，計(jì)算出駕駛員的血糖濃度值y ; (4) 判斷y是否在步驟（1)的血糖濃度范圍內(nèi)，如果y在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則無(wú)控制 信號(hào)輸出；如果y不在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則輸出控制信號(hào)； (5) 重復(fù)執(zhí)行步驟(2)~(4)，直至駕駛結(jié)束，并記錄該駕駛員的初次使用時(shí)間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助糖尿病人駕駛的控制方法，其特征在于:數(shù)學(xué)模型的確立 步驟： a、 生成染色體:染色體由頭部和尾部組成，頭部的各基因位隨機(jī)寫入運(yùn)算符，尾部的各 基因位隨機(jī)寫入代表駕駛員把持方向盤握力的C或者代表指尖溫度的X構(gòu)成終結(jié)符;改變基 因位的內(nèi)容生成不同的染色體，當(dāng)染色體的數(shù)量達(dá)到N時(shí)，終止生成操作，將生成的染色體 作為初始種群； b、 構(gòu)建染色體的表達(dá)式樹:初始種群中各染色體由其頭部的運(yùn)算符和尾部的終結(jié)符按 基因位構(gòu)成表達(dá)式樹； C、進(jìn)行Μ次W上檢測(cè)駕駛員的毛細(xì)血管血糖濃度yo,每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度X和把持方 向盤的握力C，形成當(dāng)年基準(zhǔn)； d、 將每次檢測(cè)的X和C代入步驟(b)中一染色體對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，計(jì)算血糖濃度值y，然后 計(jì)算該染色體的適應(yīng)度值：巧中 ? II ~表示無(wú)窮范數(shù) yi表示利用第i次檢測(cè)的X和C計(jì)算的血糖濃度 yoi表示第i次測(cè)量的毛細(xì)血管血糖濃度值 e、 重復(fù)步驟d，直至計(jì)算完步驟a初始種群中各染色體的適應(yīng)度值，選最小的適應(yīng)度值 對(duì)應(yīng)的染色體作為當(dāng)代最優(yōu)染色體； f、 對(duì)步驟a初始種群中的各染色體進(jìn)行選擇、交叉和變異操作產(chǎn)生新的染色體種群，重 復(fù)步驟d和e，并與上一代最優(yōu)染色體的適應(yīng)度值比較，如果大于，則保留上代最優(yōu)染色體和 其最小適應(yīng)度值;如果小于，則由當(dāng)代最優(yōu)染色體作為最優(yōu)染色體，并記錄其適應(yīng)度值； g、 重復(fù)步驟f，直至進(jìn)化代數(shù)達(dá)到Z次，由最優(yōu)染色體的表達(dá)式作為該駕駛員的數(shù)學(xué)模 型。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助糖尿病人駕駛的控制方法，其特征在于:步驟a中20《N《 200，步驟C中30，步驟g中Z > 60。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的輔助糖尿病人駕駛的控制方法，其特征在于：當(dāng)同一 駕駛員再次駕駛時(shí)，計(jì)算此次與初次使用之間的時(shí)間t，若年時(shí)，對(duì)該駕駛員檢測(cè)L次毛 細(xì)血管血糖濃度，每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度和手把持方向盤的握力，與上一年的基準(zhǔn)值共同 作為當(dāng)年基準(zhǔn)值，重復(fù)d、e、f和g，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)時(shí)間作為初次使用時(shí)間。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輔助糖尿病人駕駛的控制方法，其特征在于:3。6. -種輔助糖尿病人駕駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括 輸入模塊:輸入血糖濃度預(yù)警范圍、駕駛員的指尖溫度X和駕駛員測(cè)量指尖所在手掌把 持方向盤的握力C; 運(yùn)算模塊:讀取輸入模塊中的把持方向盤握力C和指尖溫度X，代入由基因編程方法確 立的數(shù)學(xué)模型中，計(jì)算出駕駛員的血糖濃度值y; 邏輯判斷模塊:接收運(yùn)算模塊的計(jì)算結(jié)果，判斷血糖濃度值y是否在血糖濃度預(yù)警范圍 內(nèi)；如果不在血糖濃度預(yù)警范圍內(nèi)，則發(fā)出控制信息； 輸出模塊:接收邏輯判斷模塊的控制信息，對(duì)外圍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輔助糖尿病人駕駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:運(yùn)算模塊中數(shù)學(xué) 模型的確立步驟： a、 生成染色體:染色體由頭部和尾部組成，頭部的各基因位隨機(jī)寫入運(yùn)算符，尾部的各 基因位隨機(jī)寫入代表駕駛員把持方向盤握力的C或者代表指尖溫度的X構(gòu)成終結(jié)符;改變基 因位的內(nèi)容生成不同的染色體，當(dāng)染色體的數(shù)量達(dá)到N時(shí)，終止生成操作，將生成的染色體 作為初始種群； b、 構(gòu)建染色體的表達(dá)式樹:初始種群中各染色體由其頭部的運(yùn)算符和尾部的終結(jié)符按 基因位構(gòu)成表達(dá)式樹； C、進(jìn)行Μ次W上檢測(cè)駕駛員的毛細(xì)血管血糖濃度yo,每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度X和把持方 向盤的握力C，形成當(dāng)年基準(zhǔn)； d、 將每次檢測(cè)的X和C代入步驟(b)中一染色體對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，計(jì)算血糖濃度值y，然后 計(jì)算該染色體的適應(yīng)度值：其中 II · 11~表示無(wú)窮范數(shù) yi表示利用第i次檢測(cè)的X和C計(jì)算的血糖濃度 yoi表示第i次測(cè)量的毛細(xì)血管血糖濃度值 e、 重復(fù)步驟d，直至計(jì)算完步驟a初始種群中各染色體的適應(yīng)度值，選最小的適應(yīng)度值 對(duì)應(yīng)的染色體作為當(dāng)代最優(yōu)染色體； f、 對(duì)步驟a初始種群中的各染色體進(jìn)行選擇、交叉和變異操作產(chǎn)生新的染色體種群，重 復(fù)步驟d和e，并與上一代最優(yōu)染色體的適應(yīng)度值比較，如果大于，則保留上代最優(yōu)染色體和 其最小適應(yīng)度值;如果小于，則由當(dāng)代最優(yōu)染色體作為最優(yōu)染色體，并記錄其適應(yīng)度值； g、 重復(fù)步驟f，直至進(jìn)化代數(shù)達(dá)到Z次，由最優(yōu)染色體的表達(dá)式作為該駕駛員的數(shù)學(xué)模 型。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的輔助糖尿病人駕駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:步驟a中20《N《 200,步驟C中1>30,步驟g中Z>60。9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8任一所述的輔助糖尿病人駕駛的控制系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)同一 駕駛員再次駕駛時(shí)，計(jì)算此次與初次使用之間的時(shí)間t，若年時(shí)，對(duì)該駕駛員檢測(cè)L次毛 細(xì)血管血糖濃度，每次同時(shí)檢測(cè)指尖溫度和手把持方向盤的握力，與上一年的基準(zhǔn)值共同 作為當(dāng)年基準(zhǔn)值，重復(fù)d、e、f和g，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)時(shí)間作為初次使用時(shí)間。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的輔助糖尿病人駕駛的控制系統(tǒng)，其特征在于:L>3。
【文檔編號(hào)】A61B5/01GK106073723SQ201610438695
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】孫亮, 王曉原, 高松, 孔棟, 王戰(zhàn)古
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)