中文题名: | 基于穿戴设备生理信号采集和分析的学习者认知负荷检测 |
姓名: | |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | 中文 |
学科代码: | 080714T |
学科专业: | |
学生类型: | 学士 |
学位: | 理学学士 |
学位年度: | 2019 |
学校: | 北京师范大学 |
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第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
提交日期: | 2019-06-22 |
答辩日期: | 2019-05-15 |
中文关键词: | 可穿戴设备 ; Arduino ; 认知负荷 ; 心电信号 ; 特征提取分类XGBoost |
中文摘要: |
认知负荷可以用来判断学习者的学习状态,对提高学习效率和教学效果有重要意义。任务绩效测量和量表测量等传统认知负荷测量方法,受主观因素影响较大,不能很好的反映学习者的认知负荷。生理测量能去除主观因素影响,但多导仪的生理测量受采集设备体积限制不便于应用到教学场景。同时随物联网和智慧教育的发展 ,智能可穿戴设备已从概念转化为产品进入我们的生活,能对人体的生理数据进行基础监控、评估人体健康状况。基于以上问题和契机,本文采用可穿戴设备采集ECG信号,用生理信号对个体认知负荷进行评估。本文工作概括如下:
1. 硬件电路和实验范式设计:搭建基于可穿戴设备心电传感器的采集电路,设计不同认知负荷实验范式,使用便携方式采集10名健康被试的原始ECG信号。
2. 数据预处理和HRV特征提取:采用小波原理和中值滤波法对心电数据降噪,提取出HRV,再提取HRV的时域(AVNN, SDNN, rMSSD, pNN50%)特征、频域(LF, HF, LF/HF)特征。
3. 认知负荷分类预测模型:采用传统分类算法和XGBoost分类算法对以上特征进行分类,XGboost算法达到92.03%的认知负荷分类准确率。
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参考文献总数: | 25 |
馆藏号: | 本080714T/19010 |
开放日期: | 2020-07-09 |