Časově-frekvenční analýza tepové frekvence pro sledování zátěže pilotů

Abstract

V dnešní době se klade velký důraz na zdravotní a psychický stav pilotů. To je především způsobeno tím, že nesou veškerou zodpovědnost za bezpečný průběh letu. Je tedy třeba se zaměřit na sledování stresu a zátěže u pilotů a na to, do jaké míry je stres a zátěž dokážou ovlivnit během vykonávání své práce. Diplomová práce se proto zaměřuje na studium a hodnocení psychofyziologické kondice jedince. Měření je prováděno pomocí snímání biometrických signálu, přesněji na základě měření srdeční tepové frekvence. Prvním úkolem je naměření biologických dat subjektů při průchodu tzv. bludištěm na PC, ve kterém je zabudován stresor. Na základě takto naměřených biologických signálů je vybrána vhodná metoda pro zpracování dat v časově-frekvenční oblasti. Jedná se o krátkodobou Fourierovu transformaci. Z měřených dat je jasné, že použitý stresor nebyl dostačující k tomu, aby u měřených subjektů vyvolal zřetelné navýšení srdeční frekvence. Použití krátkodobé Fourierovy analýzy se i přes negativní výsledky ukázalo jako velmi věrohodné pro hodnocení biometrických signálů. Výsledek práce by mohl sloužit k lepšímu porozumění významnosti zátěže při vykonávání práce pilota, a také jako podklad pro další práce.

Nowadays, great emphasis is placed on the health and mental state of pilots. This is mainly due to the fact that they are responsible for the safe conduct of the flight. It is therefore necessary to focus on monitoring the stress and workload on pilots and the extent to which they are able to influence the stress and workload during the performance of their work. Therefore, this thesis focuses on the study and assessment of the psychophysiological fitness of the individual. The measurements are made by means of biometric signal sensing, more precisely by measuring the heart rate. The first task is to measure the subjects' biological data while passing through a so-called maze on a PC in which a stressor is embedded. Based on the biological signals measured in this way, a suitable method for processing the data in the time-frequency domain is selected. This is the short-term Fourier transform. It is clear from the measured data that the stressor used was not sufficient to induce a clear increase in heart rate in the measured subjects. Despite the negative results, the use of short-term Fourier analysis proved to be very plausible for the evaluation of biometric signals. The results of this work could serve to better understand the significance of workload in the performance of a pilot's job, and also as a basis for further work.