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Fatigue and drowsiness are responsible for a significant percentage of road traffic accidents. There are several approaches to monitor the driver's drowsiness, ranging from the driver's steering behavior to the analysis of the driver, e.g. eye tracking, blinking, yawning, or electrocardiogram (ECG). This paper describes the development of a low-cost ECG sensor to derive heart rate variability (HRV) data for drowsiness detection. The work includes hardware and software design. The hardware was implemented on a printed circuit board (PCB) designed so that the board can be used as an extension shield for an Arduino. The PCB contains a double, inverted ECG channel including low-pass filtering and provides two analog outputs to the Arduino, which combines them and performs the analog-to-digital conversion. The digital ECG signal is transferred to an NVidia embedded PC where the processing takes place, including QRS-complex, heart rate, and HRV detection as well as visualization features. The resulting compact sensor provides good results in the extraction of the main ECG parameters. The sensor is being used in a larger frame, where facial-recognition-based drowsiness detection is combined with ECG-based detection to improve the recognition rate under unfavorable light or occlusion conditions.
Das Knie ist das am häufigsten von Verletzungen betroffene Gelenk beim Skifahren. Durch die Messung bestimmter Einflussfaktoren, wie Kniewinkel und Muskelaktivität, kann eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit einer drohenden Verletzung getroffen werden. Diese Daten können als Basis genutzt werden, um eine entsprechende Reaktion des Bindungssystems des Skis hervorzurufen. Durch die automatische Auslösung der Skibindung bei der Überschreitung der Grenzwerte wird das Knie entlastet, um möglichen Verletzungen vorzubeugen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts der TU München wurde von einem Team der TU München und der Hochschule Reutlingen eine Skiunterhose entwickelt, mit der in Echtzeit der Kniewinkel erfasst und drahtlos an eine Auswerteeinheit gesendet werden kann.