[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(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710017376.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN107015497A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國金;黃錦標(biāo);張靈聰;周璐;許陵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 閩南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): 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(cè)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(cè)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(jì)算機(jī)處理得到眼睛眨動(dòng)的次數(shù)，以此來判斷學(xué)習(xí)者的疲勞狀況。這類檢測(cè)儀器在檢測(cè)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(tái)以上的攝像頭和一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)(由計(jì)算機(jī)控制一臺(tái)跟蹤頭部定位，另一臺(tái)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(shí)時(shí)獲取眼睛眨動(dòng)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(hào)，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(shí)時(shí)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(yuǎn)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(duì)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(cè)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(dòng)次數(shù)并實(shí)時(shí)傳輸給外部終端設(shè)備和遠(yuǎn)端監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)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(cè)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(yuǎn)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(yuǎn)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(dòng)信息采集模塊和無線通信模塊；所述眼瞼眨動(dòng)信息采集模塊用于通過光學(xué)引擎實(shí)時(shí)采集學(xué)習(xí)者的眼瞼眨動(dòng)信息，并將所述眼瞼眨動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(yuǎn)端監(jiān)控服務(wù)器；所述遠(yuǎn)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(hào)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)信息采集模塊和無線通信模塊供電。

所述眼瞼眨動(dòng)信息采集模塊包括型號(hào)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(jí)管相連接，所述發(fā)光二級(jí)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(dòng)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(dòng)信息。

所述無線通信模塊包括型號(hào)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(dòng)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(cè)方法，包括如下步驟：

眼瞼眨動(dòng)信息采集模塊通過光學(xué)引擎實(shí)時(shí)采集學(xué)習(xí)者的眼瞼眨動(dòng)信息，并將所述眼瞼眨動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(yuǎn)端監(jiān)控服務(wù)器；

遠(yuǎn)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(dòng)信息分析出睜眼、閉眼和眨眼的次數(shù)的方法為：