[發明專利]基于數字化頭盔的疲勞監測及預警系統和方法

在審

• 申請號: 201510460210.3
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105167785A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 張貫京;陳興明;葛新科;張少鵬;方靜芳;克里斯基捏·普拉紐克;艾琳娜·古列莎;波達別特·伊萬;王海榮;何明生;李慧玲;高偉明;徐之艷;周亮;梁昊原
• 申請（專利權）人: 深圳市前海安測信息技術有限公司;深圳市易特科信息技術有限公司;深圳市貝沃德克生物技術研究院有限公司;深圳市前海頤老科技有限公司
• 主分類號: A61B5/16
• 分類號: A61B5/16;A61B3/14;A61B3/113;A61B5/0476;G08B21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于數字化頭盔的疲勞監測及預警方法，其特征在于，該方法包括步驟：

通過集成在數字化頭盔上的腦電采集器采集使用者的腦電波信號，并根據所述腦電波信號的節律性變化分析使用者的心理疲勞系數；

通過集成在數字化頭盔上的攝像頭攝取使用者的眼部圖像，并從眼部圖像中分析使用者的生理疲勞系數；

根據使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數計算使用者的疲勞度；

判斷所述疲勞度是否超過使用者正常情況下的預設值；

當所述疲勞度超過使用者正常情況下的預設值時，產生一條包含使用者疲勞度的報警信息，并將所述報警信息通過通訊網絡發送至監測中心平臺對使用者的疲勞情況進行預警。

2.如權利要求1所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警方法，其特征在于，該方法還包括步驟：

當所述疲勞度超過使用者正常情況下的預設值時，控制集成在數字化頭盔上的報警器產生警報聲。

3.如權利要求1或2所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警方法，其特征在于，所述的根據腦電波信號的節律性變化分析使用者的心理疲勞系數的步驟包括：

將所述腦電采集器采集的腦電波信號進行預處理剔出干擾信號；

利用小波包分解法提取腦電波的特征波段alpha波、delta波、theta波、beta波；

利用頻帶能量比例值法分析所述特征波段alpha波、delta波、theta波、beta波的節律性變化得到所述使用者的心理疲勞系數。

4.如權利要求1或2所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警方法，其特征在于，所述的從眼部圖像中分析使用者的生理疲勞系數的步驟包括：

從所述攝像頭攝取的眼部圖像中識別出所述使用者的眼部運動；

采用Perclos測量原理分析所述使用者的眼部運動得到使用者的生理疲勞系數。

5.如權利要求1或2所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警方法，其特征在于，所述的根據使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數計算使用者的疲勞度的步驟包括：

預先定義使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數的加權比例；

根據預定義的加權比例將使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數進行加權運算得到使用者的疲勞度。

6.一種基于數字化頭盔的疲勞監測及預警系統，其特征在于，該系統包括：

心理疲勞監測模塊，用于通過集成在數字化頭盔上的腦電采集器采集使用者的腦電波信號，并根據所述腦電波信號的節律性變化分析使用者的心理疲勞系數；

生理疲勞監測模塊，用于通過集成在數字化頭盔上的攝像頭攝取使用者的眼部圖像，并從所述眼部圖像中分析使用者的生理疲勞系數；

疲勞度計算模塊，用于根據使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數計算使用者的疲勞度，并判斷所述疲勞度是否超過使用者正常情況下的預設值；

報警模塊，用于當所述疲勞度超過使用者正常情況下的預設值時，產生一條包含使用者疲勞度的報警信息，并將所述報警信息通過通訊網絡發送至監測中心平臺對使用者的疲勞情況進行預警。

7.如權利要求6所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警系統，其特征在于，當所述疲勞度超過使用者正常情況下的預設值時，所述的報警模塊還用于控制集成在數字化頭盔上的報警器產生警報聲。

8.如權利要求6或7所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警方法，其特征在于，所述的心理疲勞監測模塊根據腦電波信號的節律性變化分析使用者的心理疲勞系數包括：

將所述腦電采集器采集的腦電波信號進行預處理剔出干擾信號；

利用小波包分解法提取腦電波的特征波段alpha波、delta波、theta波、beta波；

利用頻帶能量比例值法分析所述特征波段alpha波、delta波、theta波、beta波的節律性變化得到所述使用者的心理疲勞系數。

9.如權利要求6或7所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警系統，其特征在于，所述的生理疲勞監測模塊從眼部圖像中分析使用者的生理疲勞系數包括：

從所述攝像頭攝取的眼部圖像中識別出所述使用者的眼部運動；

采用Perclos測量原理分析所述使用者的眼部運動得到使用者的生理疲勞系數。

10.如權利要求6或7所述的基于數字化頭盔的疲勞監測及預警系統，其特征在于，所述的疲勞度計算模塊根據使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數計算使用者的疲勞度包括：

預先定義使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數的加權比例；

根據預定義的加權比例將使用者的心理疲勞系數和生理疲勞系數進行加權運算得到使用者的疲勞度。