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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:

 姚庆    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 中文    

学科代码:

 080714T    

学科专业:

 电子信息科学与技术    

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    

校区:

 北京校区培养    

学院:

 信息科学与技术学院    

第一导师姓名:

 郭俊奇    

第一导师单位:

 北京师范大学 信息科学与技术学院    

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。
参考文献总数:

 25    

馆藏号:

 本080714T/19010    

开放日期:

 2020-07-09    

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