CN101281300A - 眼镜型瞌睡防止系统及瞌睡防止方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种眼镜型瞌睡防止系统以及利用该系统防瞌睡的方法。所述系统与眼镜巧妙整合，并藉由使用者的脑电波及眼动波来分辨使用者是否即将或已经进入睡眠状态，并以无线方式传送到远程进行适当的分析与响应。在使用者即将或已经进入睡眠状态时通过眼镜镜架上的刺激装置让使用者警醒。该系统反应及时、准确，携带和使用都很方便，能够有效地防止瞌睡，避免意外情况发生。

Description

眼镜型瞌睡防止系统及瞌睡防止方法

技术领域

本发明涉及一种防瞌睡装置和一种防止瞌睡的方法，特别涉及一种眼镜型瞌睡防止系统和利用该系统防止瞌睡的方法。

背景技术

长时间驾驶或者从事危险工作的人员如果打瞌睡，极易造成意外。而生活中，这种意外并不少见。如何防止这些人员打瞌睡，已成为研究者长期以来的重要课题。

2004年2月25日公开的中国实用新型专利第03214581.0号揭露了一种防瞌睡眼镜。该防瞌睡眼镜中设有红外线接收装置，通过探测驾驶员的眼睛睁开或闭合的状态来判断驾驶员是否打瞌睡。该技术还需要将报警器置于驾驶台上来实现警示作用。该技术可以较好地解决打瞌睡的问题，但其装置复杂(例如，所用眼镜需要特别设计、报警器与眼镜分离使用等)，且判断驾驶员是否打瞌睡的方法不够迅速、及时，故不能有效地实现发明创造的目的。

为此，本发明的发明人基于长期努力，开发出一种有效防止瞌睡的眼镜型瞌睡防止系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用方便而且无痛苦的瞌睡防止系统。

本发明的另一目的在于提供一种利用该瞌睡防止系统防止瞌睡的方法。

为实现上述目的，本发明提供的瞌睡防止系统与眼镜整合在一起，其通过同时测量脑电波及眼动波两种生理信号，并以无线方式传送到远程的分析系统，这些信号经放大与滤波后，可以成为后续数字信号处理的信息来源，分析系统进行适当的分析后并作出合适的响应。整套系统与眼镜适当地整合，让使用者能够如戴眼镜的便利使用这套瞌睡防止系统。

具体地，本发明设计的一种与眼镜镜架结合的瞌睡防止系统包括四个电极，分别为参考电极、脑电波输入电极、眼动波输入电极及刺激电极；眼镜；和分析及反馈系统。其藉由使用者的脑电波及眼动波等来分辨使用者是否即将或已经进入睡眠状态，并以无线方式传送到分析及反馈系统进行适当的分析与响应。在使用者即将或已经进入睡眠状态时透过眼镜镜架上的刺激装置发出微弱电流或藉由蜂鸣器发出警示声音让使用者苏醒，以进行停车或其它反应，或是由分析及反馈系统传送信息给警方或相关单位。

使用者只需佩戴所述眼镜型瞌睡防止器即可，其生理信号可无线传输到分析系统，故不但使用相当方便，还可以实时监测驾驶员或危险工作人员是否即将进入睡眠状态，并予以实时的警告。驾驶员或危险工作人员不需要配戴笨重或者使用不便的仪器，也不用接上任何导线，只要戴上一组外型与普通眼镜类似的瞌睡防止器即可。未来若应用于需要在工作中随时保持警觉的使用者时，也无需特殊的限制。同时这个眼镜型瞌睡防止器无创伤性，使用者不需承受痛苦即可得知部分身体状态。本品可进一步推广至一般个人，配合个人化的生理监测仪，即可在家中自行使用，不需特别的训练。眼镜的设计已非常多样化，搭配现有各种款式眼镜设计，将可提高应用性(如太阳眼镜等)。当侦测到使用者即将进入睡眠狀态时，传感器可传出信号至接收器，所有输入电极的信号都可无线传输至接收器，而该接收器可以连接至任何一台计算机或可携式计算机系统(手机、PDA等或专属的计算机系统)，进行实时分析及必要的刺激，将刺激信号传送回瞌睡防止器上的刺激装置，刺激装置会发出刺激催醒或警告使用者以进行停车或其它反应，或是将信息传输给警方或相关单位。由于利用使用者的生理信号作为判断使用者是否瞌睡的依据，且通过计算机系统计算判断，故判断准确、及时，能够有效地防止瞌睡，避免意外情况发生。

附图说明

图1是本发明的眼镜型瞌睡防止系统的结构示意图；

图2为本发明的眼镜型瞌睡防止系统的一个实施例中内部无线生理信号收集示意图；

图3是本发明系统的工作流程示意图；

图4为利用本发明系统收集到的脑电波和眼动波经频谱分析得到的图谱。

具体实施方式

如图1所示，本发明的眼镜型瞌睡防止系统10包括：带有放大器及接收器40的眼镜20；与眼镜20整合在一起的四个电极；和分析及反馈系统90。所述四个电极分别为共享的参考电极50、脑电波输入电极60、眼动波输入电极70和刺激电极80。在眼镜20的两端分别设置有电池30和放大器及接收器40本体，所有的电极、放大器与电池跟眼镜镜架巧妙地整合在一起。

位于镜架末端的电极60可以收集脑电波信号，并将信号传递至放大器，藉由无线传输的方法将脑电波的信号传送至远程的接收端连接分析及反馈系统90(例如，计算机)进行信号判读。若发现使用者即将进入睡眠状态，信号再传回传感器，并产生刺激信号经由鼻梁上的刺激电极80予以刺激促使使用者清醒。靠近鼻梁的输入电极70可有效收集眼动波的变化状况，然后将信号传递至放大器，藉由无线传输的方法将眼动波的信号传送至远程的分析及反馈系统90(例如，计算机)进行信号判读。若发现使用者即将进入睡眠状态，则可经由鼻梁上的刺激电极予以刺激使其清醒。如图4所示，0-40秒时为清醒状态；在约42秒时进入安静休息状态；在约53秒时眼睛闭上，此时脑电波功率密度有明显变动，且明显出现α波，并于图中所示处给予刺激，使用者转醒后所有参数恢复到清醒时一样的状态(图中EOGP代表眼动波功率；EOGPSD代表眼动波功率密度；EOG代表眼动波；EEGP代表脑电波总功率；EEGPSD代表脑电波功率密度；EEG代表脑电波)。

如图3所示，其描述了本发明眼镜型瞌睡防止系统的工作流程。其包括以下步骤：首先，通过眼镜上的电极探测到脑电波和眼动波(步骤302)；其次，以频谱分析方法分析脑电波及眼动波的总功率(分别标记为EEGP、EOGP)(步骤304)；其中对于脑电波信号，特别分析α波功率(8～13赫兹)。判断脑电波总功率和眼动波功率的大小(步骤306)；当脑电波总功率(EEGP)或眼动波功率(EOGP)信号很强时，表示有很强的移动造成的噪声或是很强的眼球运动，这代表使用者是清醒的。当脑电波总功率(EEGP)且眼动波功率(EOGp)信号降低时，表示使用者已开始嗜睡，这时判断α波信号是否上升(步骤308)；若α波信号上升，表示使用者的眼睛闭上，此时瞌睡防止器即可发出适当的警示，催醒使用者(步骤310)(例如，发出刺激电流)；如α波信号未上升，则发出警告(步骤312)(例如，使设置在镜架上的蜂鸣器发出报警声音)。

本发明的瞌睡防止系统就如同使用一般眼镜一样，同时跨于鼻梁上与耳后。在眼镜的两端分别为电池与放大器及发报器本体。所有输入电极的信号都可无线传输至接收器，而该接收器可以连接至任何一台计算机，或是任何的可携式计算机系统(手机、PDA或专属的计算机系统)。而这些计算机系统可进一步将收集到的生理信号通过网路(有线或无线)传送至其它的计算机，进行实时分析。若实时分析结果显示使用者即将进入失神或瞌睡状态，则系统会回传信息经由刺激电极产生电流刺激使用者，以起到警醒作用。

Claims (9)

1.一种眼镜型瞌睡防止系统，其包括：

眼镜；

设置于所述眼镜镜架末端的参考电极；

设置于所述眼镜镜架另一末端的脑电波输入电极；

设置于所述眼镜相对鼻梁处的眼动波输入电极；

设置于所述眼镜镜架上任意不同位置的刺激装置、电池和放大器及接收器；以及，

与该眼镜实现无线传输的分析及反馈系统。

2.如权利要求1所述的眼镜型瞌睡防止系统，其特征在于所述刺激装置为刺激电极或蜂鸣器。

3.如权利要求1所述的眼镜型瞌睡防止系统，其特征在于所述眼镜为太阳镜。

4.如权利要求1所述的眼镜型瞌睡防止系统，其特征在于所述分析及反馈系统为可携式计算机系统。

5.如权利要求4所述的眼镜型瞌睡防止系统，其特征在于所述可携式计算机系统为手机、PDA或专属的计算机系统。

6.一种防止瞌睡的方法，其包含提供一个如权利要求1所述的同时能感测与计算脑电波及眼动波的眼镜型瞌睡防止系统，当脑电波与眼动波都降低且α波增加时，所述分析及反馈系统会使刺激装置催醒使用者；或当脑电波与眼动波都降低但α波并未增加时，所述分析及反馈系统会使刺激装置所述分析及反馈系统会使刺激装置催醒使用者。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述脑电波输入电极和眼动波输入电极收集到的信号是通过无线传输的方式将信号传送到所述分析及反馈系统的。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述分析及反馈系统为带有接收器的计算机或可携式计算机系统。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述可携式计算机系统为手机、PDA或专属的计算机系统。

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