CN202776331U - 蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，该眼镜装有：传感器组和蓝牙发射模块，传感器组包括鼻梁肌电传感器，用于检测驾驶员的眼睛眨动次数；以及，头部脑电传感器，用于检测驾驶员的脑电波频率；其中，鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器的输出分别接至蓝牙发射模块的输入，由蓝牙发射模块将传感器组所检测到的数据对外输出。本实用新型不但解决了定位和佩戴的问题，而且采用鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器采集生理信号，具有数据量小、直接、全面、不需要复杂加工处理、不会曝光个人隐私等特点，能够准确检测驾驶员的疲劳驾驶生理信号，帮助有关管理部门准确和及时判断驾驶员的疲劳驾驶程度，为减少交通事故发挥巨大作用。

Description

蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜

技术领域

本实用新型涉及一种眼镜，特别是涉及一种蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜。

背景技术

目前，现有技术用于预防驾驶员疲劳驾驶的仪器主要分为以下两大类：

一类是以汽车生产商为代表的以车为中心的疲劳驾驶检测仪器，它是通过检测汽车的行驶状况，例如：是否走“蛇形”路线、是否忽快忽慢等，来间接判断驾驶员的疲劳状况。显然，这种驾驶员疲劳驾驶检测仪器及其判断方法存在很多不确定性，准确度比较低。

另一类是以驾驶员为中心的疲劳驾驶检测仪器，主要包括以下两种：一种是采用摄像头（或其他仪器）来采集驾驶员的面部图像信息（主要是眼睛），再经过计算机处理得到眼睛眨动的次数，以此来判断驾驶员的疲劳状况；另一种基本上是采用医学上的方法检测脑电波，来判断驾驶员的疲劳状况。然而，这类检测仪器在检测手段和数据处理上也存在如下不足之处：

1、人的头部定位问题：在运动的车里一般需要两台以上的摄像头和一台高性能的计算机，才能完成面部图像信息的采集，使得操作复杂，驾驶员不易完成，此外，价格也较高。因此，目前看到的都是单摄像头，而单摄像头实际上完成头部定位是比较困难的。

2、面部图像信息的采集问题：要求使用者不能佩戴太阳镜，这是因为太阳镜（特别是驾驶员配带的偏振镜）能滤掉大部分的红外线、紫外线和反射掉可见光。此外，采用面部图像信息采集生理信号，还存在数据量大、处理复杂等不足之处。因此，面部图像信息的采集在实际应用中受到很大限制。

3.个人隐私问题：采用摄像头对驾驶员进行面目图像信息采集，很可能造成驾驶员的某些隐私遭到曝光。

4、检测脑电波问题：驾驶员头上需要佩戴类似游泳帽的紧固头套，头套内部有许多电极，而人长期佩戴非常不舒服，且数据处理也非常复杂，很难在普通车上使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其在现有眼镜的基础上增加采集和传输驾驶员的疲劳驾驶生理信号的功能，不但解决了定位和佩戴问题，而且能够准确获取驾驶员的疲劳驾驶数据，帮助有关管理部门准确判断驾驶员的疲劳驾驶程度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，该眼镜装有：

传感器组，用于实时采集驾驶员的生理数据，该传感器组包括鼻梁肌电传感器，用于检测驾驶员的眼睛眨动次数；头部脑电传感器，用于检测驾驶员的脑电波频率；

蓝牙发射模块，用于对外传输数据；

其中，鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器的输出分别接至蓝牙发射模块的输入，由蓝牙发射模块将鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器所检测到的数据对外输出。

所述传感器组还包括耳部压力信号传感器，用于检测驾驶员打哈欠的次数；该耳部压力信号传感器的输出接至所述蓝牙发射模块的输入，由所述蓝牙发射模块将该耳部压力信号传感器所检测到的数据对外输出。

所述眼镜包括两眼镜片、位于两眼镜片的相对内端的两鼻托和位于两眼镜片的相对外端的两眼镜腿；所述鼻梁肌电传感器为一对，具有两个电极，该一对鼻梁肌电传感器的两个电极分别安装于两鼻托，所述头部脑电传感器采用连接带连接于两眼镜腿之间，所述蓝牙发射模块安装于其中一眼镜腿。

所述眼镜包括两眼镜片、位于两眼镜片的相对内端的两鼻托和位于两眼镜片的相对外端的两眼镜腿；所述鼻梁肌电传感器为一对，具有两个电极，该一对鼻梁肌电传感器的两个电极分别安装于两鼻托，所述头部脑电传感器采用连接带连接于两眼镜腿之间，所述蓝牙发射模块安装于其中一眼镜腿；所述耳部压力信号传感器为一对，该两个耳部压力信号传感器分别安装于两眼镜腿的后端。

所述眼镜还装有供电模块，用于为所述传感器组和所述蓝牙发射模块供电。

所述供电模块包括可充电池、电池充电控制电路、稳压电路和USB接口；USB接口与电池充电控制电路的输入相连接，电池充电控制电路的输出接至可充电池的正极，稳压电路的输入接至可充电池的正极，稳压电路的输出构成供电端，用于为所述传感器组和所述蓝牙发射模块供电。

所述蓝牙发射模块的主控制芯片的型号为BC358239A，该主控制芯片通过蓝牙天线对外无线发射所接收的数据或通过该主控制芯片的USB引脚连接数据线对外传输所接收的数据。

所述连接带的一端连接于其中一眼镜腿的后端，所述连接带的另一端连接于另一眼镜腿的后端，所述头部脑电传感器连接于所述连接带上。

所述连接带为具有弹性的松紧带。

所述眼镜为有框式眼镜。

本实用新型的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，驾驶员使用时，如同佩戴太阳镜或近似眼镜一样方便。佩戴后，驾驶员只需通过连接带将头部脑电传感器拉至其脑中心线处（以驾驶员佩戴舒适，并能检测到脑电波频率为准），即可利用头部脑电传感器对其脑电波频率进行检测，利用一对鼻梁肌电传感器对其眼睛眨动次数进行检测，以及利用两耳部压力信号传感器对其打哈欠的次数进行检测。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，

1、由于直接在现有技术的眼镜上安装鼻梁肌电传感器、头部脑电传感器等，使得本实用新型不但可以利用眼镜方便佩戴的特点解决疲劳驾驶生理信号采集仪器（即鼻梁肌电传感器、头部脑电传感器等）的定位和佩戴问题，而且可以利用鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器检测驾驶员的疲劳驾驶生理信号，其与面部图像/图片信息采集和传统检测脑电波的方式相比，具有数据量小、直接、全面、不需要复杂加工处理即可进行传输，完全可以满足2G/3G网络GPRS数据或音频通道的传送要求，不会曝光个人隐私等特点，可以帮助有关管理部门准确和及时判断驾驶员的疲劳驾驶程度，为减少交通事故发挥巨大作用；

2、由于眼镜还装有耳部压力信号传感器，使得本实用新型可以以耳部压力信号传感器作为辅助的生理信号采集仪器，结合鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器所检测的数据，帮助有关管理部门准确分析和掌握驾驶员的疲劳驾驶信息，从而帮助有关管理部门更快、更准确、更及时地对驾驶员进行驾驶引导，从而进一步减少交通事故的发生；

3、其采用蓝牙发射模块对上述鼻梁肌电传感器、头部脑电传感器等所检测的数据进行发射，具有免于连接数据线、操作方便等特点。

4、由于其蓝牙发射模块的主控制芯片采用BC358239A芯片，使得本实用新型具有蓝牙、USB双模传输的功能，即，本实用新型可以通过蓝牙天线对外无线发射数据，也可以通过BC358239A芯片的USB引脚连接数据线对外传输数据，因此，本实用新型为用户提供了两种数据传输方式，使用户可以根据自身需要选择合适的数据传输方式。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的蓝牙发射模块和供电模块的电路示意图（具有两个数据输入端）；

图3是本实用新型的蓝牙发射模块和供电模块的另一电路示意图（具有四个数据输入端）。

具体实施方式

实施例，请参见图1所示，本实用新型的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，该眼镜装有：

传感器组，用于实时采集驾驶员的生理数据，该传感器组包括一对鼻梁肌电传感器5，用于检测驾驶员的眼睛眨动次数；以及一个头部脑电传感器6，用于检测驾驶员的脑电波频率；

一个蓝牙发射模块8，用于对外传输数据；

一个供电模块7；

其中，一对鼻梁肌电传感器5和头部脑电传感器6的输出分别接至蓝牙发射模块8的输入，供电模块7为鼻梁肌电传感器5、头部脑电传感器6及蓝牙发射模块8供电。

作为一种优选，上述传感器组还包括一对耳部压力信号传感器10，用于检测驾驶员打哈欠的次数；该一对耳部压力信号传感器10的输出分别接至上述蓝牙发射模块8的输入，该一对耳部压力信号传感器10由上述供电模块7进行供电。

具体，上述眼镜包括两个眼镜片1、两个鼻托2、两根眼镜腿3和镜框4，这里，镜框4可以是半框式，也可以是全框式，两个眼镜片分别镶嵌于镜框的左右两侧，两个鼻托2分别安装于对应两个眼镜片1的相对内端的镜框4上，两根眼镜腿3分别连接于对应两个眼镜片1的相对外端的镜框4上。上述一对鼻梁肌电传感器5具有两个电极，该两个电极分别安装于两鼻托2，头部脑电传感器6采用连接带9连接于两眼镜腿3之间，两个耳部压力信号传感器10分别安装于两眼镜腿的后端，蓝牙发射模块8安装于其中一眼镜腿的前端，供电模块7安装于另一眼镜腿的前端（当然，该蓝牙发射模块8和供电模块7也可以安装在同一根眼镜腿上）。上述各个传感器与蓝牙发射模块8及供电模块7之间的电气连线，以及蓝牙发射模块8与供电模块7之间的电气连线暗装于眼镜的镜框4内、镜腿3内和连接带9内。

具体，上述连接带9的一端连接于其中一眼镜腿的后端，连接带9的另一端连接于另一眼镜腿的后端，上述头部脑电传感器6连接于连接带9的中段。上述连接带9为具有弹性的松紧带，当然，上述连接带9也可以是可调节长度而不具有弹性的带体，其可通过调节其一端或两端与眼镜腿的配合程度，或者通过增加调节扣来改变其长度。如此，方便该连接带9与任意一个驾驶员的头部大小相匹配。

作为一种优选，请参见图1所示，上述供电模块7包括可充电池71、电池充电控制电路（内置于眼镜腿内）、稳压电路（内置于眼镜腿内）和USB接口72。请参见图2所示，USB接口J3即图1中的USB接口72，可充电池CON1即图1中的可充电池71；电池充电控制电路由芯片型号为VA7205DF的芯片U2及其外围电路组成，稳压电路由芯片型号为RT913-18CB的芯片U3及其外围电路组成；蓝牙发射模块包括芯片型号为BC358239A的主控制芯片U1、蓝牙天线T1及其外围电路组成；可充电池CON1通过电池充电控制电路及USB接口J3进行充电，该可充电池CON1的正极输出VBATT经稳压电路稳压处理后输出稳压后的供电电源，由稳压电路的对外供电端IV8输出，用于为蓝牙发射模块以及上述传感器组的各个传感器进行供电。上述鼻梁肌电传感器5和头部脑电传感器6的输出分别从蓝牙发射模块的数据输入端IN1端和IN2端输入到主控制芯片U1的MIC引脚，经主控制芯片U1处理后从蓝牙发射模块的蓝牙天线T1无线发射出去，或者使主控制芯片U1的USB引脚（即图中主控制芯片U2的L8、L9脚）连接数据线后，从主控制芯片U1的USB引脚向外传输。当该主控制芯片U1的L8、L9脚连接数据线后，该蓝牙发射模块9由蓝牙无线发射模式转换为USB传输模式。图2中蓝牙发射模块的两个数据输入端分别采用双端平衡输入，其抗干扰性较好。通过对该蓝牙发射模块的数据输入端进行适当修改，可使其两个数据输入端扩展成两个以上的数据输入端，以使该蓝牙发射模块具有连接耳部压力信号传感器输出端的数据输入端。如图3所示，在图3中蓝牙发射模块具有四个数据输入端：IN1端、IN2端、IN3端、IN4端，该四个数据输入端采用单端不平衡输入。这里，也可以使该蓝牙发射模块具有三个数据输入端，即，使该蓝牙发射模块的其中一个数据输入端采用双端平衡输入，使该蓝牙发射模块的其余两个数据输入端采用单端不平衡输入。

本实用新型的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，需要充电时，使其USB接口72连接USB数据线即可对其供电模块的可充电池71进行充电。使用本实用新型时，驾驶员如同佩戴太阳镜或近似眼镜一样方便，既不会有采用面部图像信息采集所存在的驾驶员头部定位困难的问题，也不会有用医用检测脑电波时，驾驶员头上需要佩戴类似游泳帽的紧固头套导致人长期佩戴不舒服的问题。佩戴后，驾驶员只需通过连接带9将头部脑电传感器6拉至其脑中心线处即可。在检测过程中，一对鼻梁肌电传感器5对驾驶员眼睛的眨动次数进行时时检测，头部脑电传感器6对驾驶员的脑电波频率进行时时检测，耳部压力信号传感器10对驾驶员打哈欠的次数进行时时检测，且各个传感器分别将检测的结果时时输出给蓝牙发射模块8，由蓝牙发射模块8经过处理后通过其蓝牙天线T1无线发射至有关管理部门的管理系统，或者使主控制芯片U1的USB引脚连接数据线后，将蓝牙发射模式转换为USB传输模式，从主控制芯片U1的USB引脚向外传输给有关管理部门的管理系统，帮助有关管理部门准确和及时地判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态。当驾驶员的眼睛眨动次数等于或大于22.6次/40秒，且驾驶员的脑电波频率低于8Hz时，可以判断驾驶员已经进入疲劳驾驶状态。有关管理部门根据检测和分析的数据，可以对进入疲劳驾驶状态的驾驶员采用语音提醒等方式对驾驶员进行提醒干预，或者对车辆进行远程干预控制，以此大大减少交通事故的发生。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：该眼镜装有：

传感器组，用于实时采集驾驶员的生理数据，该传感器组包括鼻梁肌电传感器，用于检测驾驶员的眼睛眨动次数；头部脑电传感器，用于检测驾驶员的脑电波频率；

蓝牙发射模块，用于对外传输数据；

其中，鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器的输出分别接至蓝牙发射模块的输入，由蓝牙发射模块将鼻梁肌电传感器和头部脑电传感器所检测到的数据对外输出。

2.根据权利要求1所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述传感器组还包括耳部压力信号传感器，用于检测驾驶员打哈欠的次数；该耳部压力信号传感器的输出接至所述蓝牙发射模块的输入，由所述蓝牙发射模块将该耳部压力信号传感器所检测到的数据对外输出。

3.根据权利要求1所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述眼镜包括两眼镜片、位于两眼镜片的相对内端的两鼻托和位于两眼镜片的相对外端的两眼镜腿；所述鼻梁肌电传感器为一对，具有两个电极，该一对鼻梁肌电传感器的两个电极分别安装于两鼻托，所述头部脑电传感器采用连接带连接于两眼镜腿之间，所述蓝牙发射模块安装于其中一眼镜腿。

4.根据权利要求2所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述眼镜包括两眼镜片、位于两眼镜片的相对内端的两鼻托和位于两眼镜片的相对外端的两眼镜腿；所述鼻梁肌电传感器为一对，具有两个电极，该一对鼻梁肌电传感器的两个电极分别安装于两鼻托，所述头部脑电传感器采用连接带连接于两眼镜腿之间，所述蓝牙发射模块安装于其中一眼镜腿；所述耳部压力信号传感器为一对，该两个耳部压力信号传感器分别安装于两眼镜腿的后端。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述眼镜还装有供电模块，用于为所述传感器组和所述蓝牙发射模块供电。

6.根据权利要求5所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述供电模块包括可充电池、电池充电控制电路、稳压电路和USB接口；USB接口与电池充电控制电路的输入相连接，电池充电控制电路的输出接至可充电池的正极，稳压电路的输入接至可充电池的正极，稳压电路的输出构成供电端，用于为所述传感器组和所述蓝牙发射模块供电。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述蓝牙发射模块的主控制芯片的型号为BC358239A，该主控制芯片通过蓝牙天线对外无线发射所接收的数据或通过该主控制芯片的USB引脚连接数据线对外传输所接收的数据。

8.根据权利要求3或4所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述连接带的一端连接于其中一眼镜腿的后端，所述连接带的另一端连接于另一眼镜腿的后端，所述头部脑电传感器连接于所述连接带上。

9.根据权利要求7所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述连接带为具有弹性的松紧带。

10.根据权利要求1所述的蓝牙传输的疲劳驾驶生理信号采集眼镜，其特征在于：所述眼镜为有框式眼镜。

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