專利名稱：疲勞報警設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種報警設備，特別是涉及一種將測量眼動的PERCL0S，即將眼瞼閉合時間占一段時間的百分比作為生理疲勞的測量指標而設計的疲勞報警設備，適用于作為疲勞駕駛、疲勞操作等的報警設備。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，對駕駛人疲勞狀態(tài)的檢測方法可大致分為基于駕駛人生理信號、基于駕駛人生理反應特征、基于駕駛人操作行為和基于車輛狀態(tài)信息的檢測方法等等。其中，基于駕駛人生理信號的檢測方法對疲勞判斷的準確性較高，但生理信號需要采用接觸式測量，且對個人依賴程度較大，在實際用于駕駛人疲勞監(jiān)測時有很多的局限性，因此主要應用在實驗階段，作為實驗的對照參數(shù)?；隈{駛人的生理反應特征的檢測方法是指利用駕駛人的眼動特性、頭部運動特性等推斷駕駛人的疲勞狀態(tài)。其中，駕駛人眼球的運動和眨眼信息被認為是反映疲勞的重要特征，眨眼幅度、眨眼頻率和平均閉合時間都可直接用于檢測疲勞。目前基于眼動機理研究駕駛疲勞的算法有很多種，廣泛采用的算法包括PERCL0S，即將眼瞼閉合時間占一段時間的百分比作為生理疲勞的測量指標?；隈{駛人生理反應特征的檢測方法一般采用非接觸式測量，對疲勞狀態(tài)的識別精度和實用性上都較好。__ Attention Technologies白勺 Driver Fatigue Monitor (DD850) Ifc 是一款基于駕駛人生理反應特征的駕駛人疲勞監(jiān)測預警產(chǎn)品。該產(chǎn)品通過紅外攝像頭采集駕駛人眼部信息，采用PERCL0S作為疲勞報警指標，可直接安裝在儀表盤上。另外國內(nèi)遠驅(qū)科技開發(fā)的疲勞駕駛預警系統(tǒng)也使用類似原理。但是這類報警產(chǎn)品的缺點是圖像識別復雜度高，設備價格高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種體積小、結構簡單輕便、成本低且報警準確度較高的疲勞報警設備。本發(fā)明的技術方案如下一種疲勞報警設備，包括疲勞狀態(tài)檢測裝置、與所述疲勞狀態(tài)檢測裝置連接的控制裝置、與所述控制裝置連接的報警裝置以及電源；所述疲勞狀態(tài)檢測裝置包括眼鏡式電容傳感器以及用于測量所述眼鏡式電容傳感器的電容變化值的電容測量裝置；所述眼鏡式電容傳感器的一極為安裝在眼鏡架上作為鏡片的導電玻璃，并以人的眼睛為另一極，所述電容測量裝置與所述導電玻璃連接；當人的眼瞼閉合時，所述眼鏡式電容傳感器的極間電容發(fā)生微小變化，所述電容測量裝置檢測出這一電容增量并轉(zhuǎn)換成與該電容增量成單值函數(shù)關系的電壓、電流或者頻率后輸入所述控制裝置，所述控制裝置對輸入的電壓、電流或者頻率變化曲線進行分析以模擬單位時間的眼瞼閉合時間，并在眼瞼閉合時間占一段時間的百分比大于閥值時驅(qū)動所述報警裝置報警。所述眼鏡式電容傳感器、電容測量裝置、控制裝置和報警裝置安裝在眼鏡架上?；蛘撸鲭娙轀y量裝置、控制裝置和報警裝置安裝在一外掛設備上。所述電源可以采用可充電鋰電池或鈕扣電池，或者采用外接電源。所述報警裝置采用蜂鳴器、發(fā)光警報器、電警報器、或者上述一種或多種警報裝置。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明的疲勞報警設備具有以下有益效果體積小、結構簡單輕便、攜帶方便且成本低，另外，由于采用了 PERCL0S作為疲勞報警指標，其報警的準確度較高，不會因經(jīng)常誤報而造成對警報的不敏感反應。


圖1為本發(fā)明的疲勞報警設備的原理方框圖。圖2為本發(fā)明的疲勞報警設備實施例一的示意圖。圖3為本發(fā)明的疲勞報警設備實施例二的示意圖。圖4為所述控制裝置的軟件流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖來說明本發(fā)明的實施例。如圖1至圖3所示，本發(fā)明的疲勞報警設備的原理，是通過測量眼動的PERCL0S，即將眼瞼閉合時間占一段時間的百分比作為生理疲勞的測量指標，主要由單向連接的疲勞狀態(tài)檢測裝置1、控制裝置2、報警裝置3和電源4組成。本發(fā)明的特別之處在于所述疲勞狀態(tài)檢測裝置1包括眼鏡式電容傳感器11以及用于測量所述眼鏡式電容傳感器11的電容變化值的電容測量裝置12。所述眼鏡式電容傳感器11就是一個電容，該電容的一極為安裝在眼鏡架5上作為鏡片的導電玻璃111，并以人的眼睛為另一極接地，所述電容測量裝置12 與所述導電玻璃111連接，當人的眼瞼閉合時，極間電容將會發(fā)生變化。由于眼鏡式電容傳感器11中的電容值以及電容變化值都十分微小，必須借助于所述電容測量裝置12檢測出這一微小電容增量，并將其轉(zhuǎn)換成與該電容增量成單值函數(shù)關系的電壓、電流或者頻率。常用的電容測量裝置有調(diào)頻電路、運算放大器式電路、二極管雙T型交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路等，本發(fā)明的實施例中采用運算放大器式電路。所述控制裝置2用于檢測眼瞼閉合導致的電容測量裝置的電壓、電流或者頻率的變化曲線，以模擬單位時間的眼瞼閉合時間。當PERCL0S值大于閾值時，該控制裝置2驅(qū)動報警裝置3報警。所述控制裝置2可采用單片機，如Microchip的PIC10F220等來實現(xiàn)。所述報警裝置3可采用聲、光、電等警報器或者同時采用上述多種警報器。上述電容測量裝置12、控制裝置2和報警裝置3均為成熟的現(xiàn)有技術，此處不再詳述。所述電源4可采用可充電鋰電池或鈕扣電池等，也可以采用外接電源，如通過汽車USB接口供電。本發(fā)明的疲勞報警設備可采用如下實施例實施例一、單眼鏡式如圖2所示，所述眼鏡式電容傳感器11、電容測量裝置12、控制裝置2、報警裝置3和電源4均安裝在眼鏡架5上。所述電容測量裝置12采用運算放大器式電路，所述報警裝置3采用蜂鳴器，所述電源4采用鈕扣電池。實施例二、眼鏡+外掛式如圖3所示，僅眼鏡式電容傳感器11作為鏡片安裝在眼鏡架5上，而電容測量裝置12、控制裝置2、報警裝置3和電源4等都安裝在外掛設備6上， 并通過導線7與眼鏡式電容傳感器11連接。所述電源4可用電池或汽車USB接口供電。所述控制裝置2的軟件流程如圖4所示，當人的眼瞼閉合時，所述眼鏡式電容傳感器11的極間電容發(fā)生微小變化，所述電容測量裝置12檢測出這一微小的電容增量并轉(zhuǎn)換成與該電容增量成單值函數(shù)關系的電壓、電流或者頻率后輸入所述控制裝置2，所述控制裝置2對輸入的電壓、電流或者頻率變化曲線進行分析以模擬單位時間的眼瞼閉合時間，并在PERCL0S值(即眼瞼閉合時間占一段時間的百分比)大于設定的閥值時驅(qū)動所述報警裝置3發(fā)出聲、光、電等警示信息以喚醒處于疲勞狀態(tài)的駕駛人或者操作者。
權利要求
1.一種疲勞報警設備，包括疲勞狀態(tài)檢測裝置(1)、與所述疲勞狀態(tài)檢測裝置(1)連接的控制裝置(2)、與所述控制裝置(2)連接的報警裝置(3)以及電源(4)；其特征在于所述疲勞狀態(tài)檢測裝置(1)包括眼鏡式電容傳感器(11)以及用于測量所述眼鏡式電容傳感器(11)的電容變化值的電容測量裝置(12)；所述眼鏡式電容傳感器(11)的一極為安裝在眼鏡架(5)上作為鏡片的導電玻璃(111)，并以人的眼睛為另一極，所述電容測量裝置(12)與所述導電玻璃(111)連接；當人的眼瞼閉合時，所述眼鏡式電容傳感器(11)的極間電容發(fā)生微小變化，所述電容測量裝置(12)檢測出這一電容增量并轉(zhuǎn)換成與該電容增量成單值函數(shù)關系的電壓、電流或者頻率后輸入所述控制裝置(2)，所述控制裝置(2)對輸入的電壓、電流或者頻率變化曲線進行分析以模擬單位時間的眼瞼閉合時間，并在眼瞼閉合時間占一段時間的百分比大于閥值時驅(qū)動所述報警裝置(3)報警。
2.根據(jù)權利要求1所述的疲勞報警設備，其特征在于所述眼鏡式電容傳感器(11)、電容測量裝置(12)、控制裝置(2)和報警裝置(3)安裝在眼鏡架(5)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的疲勞報警設備，其特征在于所述電容測量裝置(12)、控制裝置(2)和報警裝置(3)安裝在一外掛設備(6)上。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的疲勞報警設備，其特征在于所述電源(4)采用可充電鋰電池或鈕扣電池。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的疲勞報警設備，其特征在于所述電源(4)采用外接電源。
6.根據(jù)權利要求1、2或3所述的疲勞報警設備，其特征在于所述報警裝置(3)采用蜂鳴器、發(fā)光警報器、電警報器、或者上述一種或多種警報裝置。
全文摘要
一種疲勞報警設備，包括眼鏡式電容傳感器(11)、電容測量裝置(12)、控制裝置(2)、報警裝置(3)以及電源(4)；所述眼鏡式電容傳感器(11)的一極為安裝在眼鏡架(5)上作為鏡片的導電玻璃(111)，并以人的眼睛為另一極，當人的眼瞼閉合時，所述電容測量裝置(12)檢測出眼鏡式電容傳感器(11)的電容增量并轉(zhuǎn)換成電壓、電流或者頻率后輸入控制裝置(2)，所述控制裝置(2)對輸入信號的變化曲線進行分析以模擬單位時間的眼瞼閉合時間，并在眼瞼閉合時間占一段時間的百分比大于閥值時驅(qū)動所述報警裝置(3)報警。本發(fā)明的疲勞報警設備結構簡單輕便、成本低且報警準確度較高，尤其適合作為疲勞駕駛的報警設備。
文檔編號G08B21/06GK102402837SQ20101028754
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權日2010年9月16日
發(fā)明者王浩 申請人:王浩