I.DRIVE : elaborazione e analisi di segnali fisiologici per la valutazione dello stress alla guida

The subject of this thesis pertains the stress detection of a car driver and how the on-driving happenings and the driver's interactions with the environment modifies his stress level. Specifically, the driver's physiological signals have been analyzed to discover a correlation between them and the stress related to the driving conditions. The logical steps followed in the thesis firstly take into account a deep overview related to the stress physiology. Then, state-of-the-art signal processing algorithms have been presented and, when needed, modified to extract features linked to stress detection. Corrupting motion artifacts introduced during the driving have been treated by the means of a statistical approach. Finally, signals acquired during urban driving sessions have been analyzed to lead to the following results: first, we have managed to set a difference between the emotional state of the driver during the active parts of the session and the ones in which no specific tasks were involved. Second, we have achieved a basic qualitative correlation between on-driving stressful events and the values of the physiological signal features. Results showed the chance to face the stress detection topic by the means of a quantitative approach, and to accurately validate the connections between the driving activity and more refined stress states.

La tesi tratta il riconoscimento dello stato emotivo di un autista e di come la sua interazione con l'ambiente stradale e con gli eventi che in esso si presentano possano modificarlo. Nello specifico è stata condotta un'analisi dei segnali fisiologici dell'autista ed è stata cercata una correlazione tra i suddetti e lo stato emotivo durante la guida: supposta l'attività alla guida come soggetta a maggiore stress, rispetto a momenti di inattività, si è ricercata una differenza tra le due condizioni che fosse riscontrabile nei segnali fisiologici. Il procedimento logico seguito nel corso della tesi ha previsto un'iniziale approfondimento conoscitivo delle dinamiche della fisiologica dello stress e di come quest'ultima generi reazioni in specifiche parti del corpo; successivamente sono stati studiati, e all'evenienza modificati, gli algoritmi di elaborazione dei segnali fisiologici acquisiti, con una particolare attenzione alle caratteristiche che meglio definiscono lo stato emotivo della persona. E' stato quindi trattato il tema degli artefatti da movimento, che, inevitabilmente, corrompono i segnali acquisiti durante la guida; le zone del segnale corrotte da questi artefatti sono state individuate attraverso un approccio statistico. Infine, sono stati acquisiti i segnali nel corso di sperimentazioni di guida su strada e, a seguito della loro elaborazione, sono state tratte alcune preliminari conclusioni. In prima analisi è stato possibile definire quali segnali e quali delle loro caratteristiche meglio riescono a discriminare lo stato emotivo di un autista, durante la guida e in momenti di inattività al volante. In secondo luogo è stata possibile osservare qualitativamente una correlazione tra eventi stressogeni avvenuti nel corso delle sperimentazioni e le modifiche nelle caratteristiche dei segnali stessi. I risultati ottenuti indicano la possibilità di affrontare il tema del riconoscimento dello stress sotto l'aspetto quantitativo e, con un protocollo ad hoc, permettere una maggiormente accurata valutazione dei legami che intercorrono tra la guida e stati emotivi più complessi.