[發(fā)明專利]一種基于無線傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)者疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710017376.7
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN107015497A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國金;黃錦標(biāo);張靈聰;周璐;許陵
• 申請（專利權(quán)）人: 閩南師范大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 連耀忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種基于無線傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)者疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有技術(shù)以學(xué)習(xí)者為中心的疲勞學(xué)習(xí)的儀器主要分為以下兩種：采用攝像頭(或其他儀器)來采集學(xué)習(xí)者的面部圖像信息(主要是眼睛)，再經(jīng)過計算機處理得到眼睛眨動的次數(shù)，以此來判斷學(xué)習(xí)者的疲勞狀況。這類檢測儀器在檢測手段和數(shù)據(jù)處理上存在如下不足之處：

1、人的頭部定位問題：一般需要兩臺以上的攝像頭和一臺高性能的計算機(由計算機控制一臺跟蹤頭部定位，另一臺捕捉面部的圖像)，才能完成面部圖像信息的采集，使得操作復(fù)雜，學(xué)習(xí)者不易完成，很難實時獲取眼睛眨動的信息。

2、信息處理與傳輸存在的問題：

前端處理，即在客戶端將信息處理成數(shù)字信號，這樣便于傳輸，但面部圖像信息量大，處理速度比較慢，很難實時完成。

后端處理，即在客戶端上將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h端的數(shù)據(jù)處理終端，這種方法雖然可以避免客戶端的信息處理，但對網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無線傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)者疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)及方法，通過將無線光電鼠標(biāo)裝置制作成眼鏡附加裝置安裝在眼鏡架上，不僅解決了定位和佩戴問題，而且能夠準(zhǔn)確獲取學(xué)習(xí)者的眼瞼眨動次數(shù)并實時傳輸給外部終端設(shè)備和遠端監(jiān)控服務(wù)器進行分析處理，最終判斷出學(xué)習(xí)者的疲勞學(xué)習(xí)狀態(tài)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于無線傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)者疲勞狀態(tài)檢測系統(tǒng)，包括一眼鏡，還包括安裝在所述眼鏡上的無線光電鼠標(biāo)裝置、具有無線通信功能的外部終端設(shè)備和遠端監(jiān)控服務(wù)器；所述無線光電鼠標(biāo)裝置與所述外部終端設(shè)備相連，所述外部終端設(shè)備與所述遠端監(jiān)控服務(wù)器相連；所述無線光電鼠標(biāo)裝置包括眼瞼眨動信息采集模塊和無線通信模塊；所述眼瞼眨動信息采集模塊用于通過光學(xué)引擎實時采集學(xué)習(xí)者的眼瞼眨動信息，并將所述眼瞼眨動信息發(fā)送給所述無線通信模塊；所述無線通信模塊用于將所述眼瞼眨動信息傳輸給所述外部終端設(shè)備，并接收所述外部終端設(shè)備發(fā)送的語音提醒信息；所述外部終端設(shè)備用于根據(jù)接收到的眼瞼眨動信息分析出睜眼、閉眼和眨眼的次數(shù)，并將睜眼、閉眼和眨眼的次數(shù)發(fā)送給所述遠端監(jiān)控服務(wù)器；所述遠端監(jiān)控服務(wù)器用于根據(jù)接收到的睜眼、閉眼和眨眼次數(shù)分析出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)；其中，所述無線通信模塊包括型號為nRF24LE1的無線收發(fā)芯片，所述無線收發(fā)芯片通過射頻天線發(fā)送采集的眼瞼眨動信息給外部終端設(shè)備。

所述眼鏡包括兩眼鏡框和位于兩眼鏡框的相對外端的兩眼鏡腿；所述無線光電鼠標(biāo)裝置通過一支架與任一所述眼鏡框相連接，通過另一支架與任一所述眼鏡腿相連接。

所述無線光電鼠標(biāo)裝置還安裝有供電模塊，用于為所述眼瞼眨動信息采集模塊和無線通信模塊供電；所述供電模塊包括可充電電池、電池充電控制電路、USB充電接口和電源開關(guān)；所述USB充電接口與所述電池充電控制電路的輸入相連接，所述電池充電控制電路的輸出通過所述電源開關(guān)接至可充電電池的正極，所述穩(wěn)壓電路的輸入通過所述電源開關(guān)接至可充電電池的正極，穩(wěn)壓電路的輸出構(gòu)成供電端用于控制為所述眼瞼眨動信息采集模塊和無線通信模塊供電。

所述眼瞼眨動信息采集模塊包括型號為PAW3205的光學(xué)引擎芯片、發(fā)光二極管和光電采集口；所述光學(xué)引擎芯片與所述發(fā)光二級管相連接，所述發(fā)光二級管發(fā)出的光線照射在所述光電采集口表面用于采集眼瞼眨動信息；所述光學(xué)引擎芯片通過所述無線通信模塊發(fā)射采集的眼瞼眨動信息。

所述無線通信模塊包括型號為nRF24LE1的無線收發(fā)芯片，所述無線收發(fā)芯片通過射頻模塊發(fā)送采集的眼瞼眨動信息給外部終端設(shè)備。

一種基于無線傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)者疲勞狀態(tài)檢測方法，包括如下步驟：

眼瞼眨動信息采集模塊通過光學(xué)引擎實時采集學(xué)習(xí)者的眼瞼眨動信息，并將所述眼瞼眨動信息發(fā)送給無線通信模塊；

無線通信模塊將所述眼瞼眨動信息傳輸給具有無線通信功能的外部終端設(shè)備；

外部終端設(shè)備根據(jù)接收到的眼瞼眨動信息分析出睜眼、閉眼和眨眼的次數(shù)，并將睜眼、閉眼和眨眼的次數(shù)發(fā)送給遠端監(jiān)控服務(wù)器；

遠端監(jiān)控服務(wù)器根據(jù)接收到的睜眼、閉眼和眨眼次數(shù)分析出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

所述外部終端設(shè)備根據(jù)接收到的眼瞼眨動信息分析出睜眼、閉眼和眨眼的次數(shù)的方法為：