CN105336104A - 具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置、及预防疲劳驾驶方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置、及预防疲劳驾驶方法，所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，包括穿戴装置本体；设置在穿戴装置本体内用于监测穿戴者睡眠状态数据，并产生发送提醒信号给中央处理器的睡眠监测模块；设置在穿戴装置本体内与睡眠监测模块连接的用于接收提醒信号，控制产生感应脉冲电流的中央处理器；设置在穿戴装置本体表面上与中央处理器连接的用于释放感应脉冲电流的放电电极；及设置在穿戴装置本体内与中央处理器连接用于供电的电池。本发明通过在穿戴装置本体内中内置的睡眠监测模块，监测穿戴者是否有睡眠意识，并控制产生感应脉冲电流，电击刺激穿戴者，从而大大提高预防疲劳驾驶的效率。

Description

具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置、及预防疲劳驾驶方法

技术领域

本发明涉及智能穿戴装置领域，尤其涉及一种具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置、及预防疲劳驾驶方法。

背景技术

在高速公路等单调的道路上开车时，驾驶员容易感觉到睡意，经常会出现打瞌睡的现象，而大多数夜间事故都是由于驾驶员疲劳驾驶，打瞌睡导致的车辆失控而引发一系列事故。现市面上的产品都是检测到司机在打瞌睡时发出警报或音乐提醒司机，但在实际操作中，司机由于疲劳驾驶而引起的困意使得这些警报声已经不足以在第一时刻叫醒司机，因此，现有技术并不能有效预防疲劳驾驶。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置、及预防疲劳驾驶方法，从而解决现有技术中不能有效预防疲劳驾驶的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，

包括穿戴装置本体；

设置在穿戴装置本体内与穿戴者皮肤接触的用于监测穿戴者睡眠状态数据，并根据所述睡眠状态数据判断穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生提醒信号，同时发送所述提醒信号给中央处理器的睡眠监测模块；

设置在穿戴装置本体内与所述睡眠监测模块连接的用于接收所述提醒信号，根据所述提醒信号控制产生刺激穿戴者的感应脉冲电流来唤醒穿戴者的所述中央处理器；

设置在穿戴装置本体表面上与所述中央处理器连接的用于释放所述感应脉冲电流刺激唤醒穿戴者的多个放电电极；

及设置在穿戴装置本体内与所述中央处理器连接用于供电的电池。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置为智能手环。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述睡眠监测模块包括用于监测穿戴者的手腕活动状态数据的手腕活动状态监测模块和用于监测穿戴者的心率、脉搏数据的心率脉搏监测模块。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述睡眠监测模块还包括用于监测穿戴者穿戴部位体温数据的体温监测模块。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述睡眠监测模块还包括用于根据所述睡眠状态数据判断穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生提醒信号，并发送所述提醒信号给所述中央处理器的睡眠数据分析判断模块。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述手腕活动状态监测模块包括用于监测穿戴者的手腕活动状态并生成手腕活动状态数据的三轴加速传感器模块。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述心率脉搏监测模块包括用于监测穿戴者的心率、脉搏并生成心率数据的心率脉搏监测传感器。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述睡眠数据分析判断模块包括：

与所述三轴加速传感器模块连接的用于分析判断手腕活动状态数据是否低于预定手腕活动状态阈值，并发送第一提醒信号的活动数据分析判断模块；

及与所述心率脉搏监测传感器连接的用于分析判断所述心率数据是否低于预定心率阈值，并发送第二提醒信号的心率数据分析判断模块；

判断单元，用于当同时接收到所述第一提醒信号和第二提醒信号时，则判定穿戴者具有睡眠意识，并产生所述提醒信号发给所述中央处理器。

所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，所述中央处理器包括与所述电池连接的用于将直流电转变成脉冲电的振荡电路，与所述振荡电路连接的用于将脉冲电流整流的脉冲变压器，与所述脉冲变压器连接的用于充电储存电能的储能电容，以及与所述储能电容连接的用于产生所述感应脉冲电流的高压线圈。

一种基于以上任一项所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的预防疲劳驾驶方法，包括：

A、预先设置穿戴者的所述预定手腕活动状态阈值和所述预定心率阈值；

B、通过所述具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的睡眠监测模块监测穿戴者睡眠状态数据，通过所述三轴加速传感器模块监测穿戴者的手腕活动状态并生成手腕活动状态数据，通过所述活动数据分析判断模块判断手腕活动状态数据是否低于所述预定手腕活动状态阈值，当是，发送所述第一提醒信号给所述中央处理器；

C、通过所述心率脉搏监测传感器监测穿戴者的心率、脉搏并生成心率数据，通过所述心率数据分析判断模块判断所述心率数据是否低于所述预定心率阈值，当是，发送第二提醒信号给所述中央处理器；

D、当所述中央处理器同时接收到所述第一提醒信号和第二提醒信号时，则判定穿戴者具有睡眠意识，控制所述放电电极释放所述感应脉冲电流刺激唤醒穿戴者；

所述步骤D还包括：

D1、当所述活动数据分析判断模块判断手腕活动状态数据高于预定手腕活动状态阈值，停止发送所述第一提醒信号给所述中央处理器；

D2、当所述心率数据分析判断模块判断所述睡眠状态数据高于预定心率阈值，停止发送所述第二提醒信号给所述中央处理器；

D3、当所述中央处理器停止接收到所述第一提醒信号和所述第二提醒信号时，所述中央处理器停止控制所述放电电极释放所述感应脉冲电流电。

本发明所提供的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置、及预防疲劳驾驶方法，通过在穿戴装置本体内中内置的睡眠监测模块，监测穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生并发送提醒信号到中央处理器，中央处理器接收提醒信号控制产生感应脉冲电流，并通过放电电极对穿戴者进行无伤害的电击刺激，达到让其迅速清醒的效果，从而大大提高预防疲劳驾驶的效率。

附图说明

图1是本发明具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的较佳实施例的立体结构示意图。

图2是本发明具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的较佳实施例的内部结构示意图。

图3是本发明具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的较佳实施例的睡眠监测模块结构示意图。

图4是本发明具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的较佳实施例的功能原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的较佳实施例，如图1、图2所示，包括穿戴装置本体10；设置在穿戴装置本体10内与穿戴者皮肤接触的用于监测穿戴者睡眠状态数据，并根据所述睡眠状态数据判断穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生提醒信号，同时发送所述提醒信号给中央处理器30的睡眠监测模块20；设置在穿戴装置本体10内与所述睡眠监测模块20连接的用于接收所述提醒信号，根据所述提醒信号控制产生刺激穿戴者的感应脉冲电流来唤醒穿戴者的所述中央处理器30；设置在穿戴装置本体10表面上与所述中央处理器30连接的用于释放所述感应脉冲电流刺激唤醒穿戴者的4个放电电极40；及设置在穿戴装置本体10内与所述中央处理器30连接用于供电的电池50。

优选的，如图1所示，所述具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置为智能手环，方便穿戴，便于使用。

如图3所示，所述睡眠监测模块20包括用于监测穿戴者的手腕活动状态数据的手腕活动状态监测模块22和用于监测穿戴者的心率、脉搏数据的心率脉搏监测模块23。在其他实施例中，所述睡眠监测模块20还包括用于监测穿戴者穿戴部位体温数据的体温监测模块。

进一步的，本发明实施例中，所述睡眠状态数据包括所述手腕活动状态数据和所述心率、脉搏数据。在其他实施例中，所述睡眠状态数据还包括所述体温数据。

如图3所示，所述睡眠监测模块20还包括用于根据所述睡眠状态数据判断穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生提醒信号，并发送所述提醒信号给所述中央处理器的睡眠数据分析判断模块24。

较佳的，所述手腕活动状态监测模块22包括用于监测穿戴者的手腕活动状态并生成手腕活动状态数据的三轴加速传感器模块221；所述心率脉搏监测模块23包括用于监测穿戴者的心率、脉搏并生成心率数据的心率脉搏监测传感器231。

如图3所示，所述睡眠数据分析判断模块24包括与所述三轴加速传感器模块221连接的用于分析判断手腕活动状态数据是否低于预定手腕活动状态阈值，并发送第一提醒信号的活动数据分析判断模块241；及与所述心率脉搏监测传感器231连接的用于分析判断所述心率数据是否低于预定心率阈值，并发送第二提醒信号的心率数据分析判断模块242；判断单元243，用于当同时接收到所述第一提醒信号和第二提醒信号时，则判定穿戴者具有睡眠意识，并产生所述提醒信号发给所述中央处理器30。

进一步的，所述中央处理器30包括与所述电池50连接的用于将直流电转变成脉冲电的振荡电路，与所述振荡电路连接的用于将脉冲电流整流的脉冲变压器，与所述脉冲变压器连接的用于充电储存电能的储能电容，以及与所述储能电容连接的用于产生所述感应脉冲电流的高压线圈。

本发明实施例基于以上所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的预防疲劳驾驶方法，包括：

S10、预先设置穿戴者的所述预定手腕活动状态阈值和所述预定心率阈值。

S20、通过所述具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的睡眠监测模块监测穿戴者睡眠状态数据，通过所述三轴加速传感器模块监测穿戴者的手腕活动状态并生成手腕活动状态数据，通过所述活动数据分析判断模块判断手腕活动状态数据是否低于所述预定手腕活动状态阈值，当是，发送所述第一提醒信号给所述中央处理器。

S30、通过所述心率脉搏监测传感器监测穿戴者的心率、脉搏并生成心率数据，通过所述心率数据分析判断模块判断所述心率数据是否低于所述预定心率阈值，当是，发送第二提醒信号给所述中央处理器。

本发明实施例以智能手环为例进行说明，当智能手环的穿戴者（驾驶员）驾驶车辆出现打盹等现象时，手部运动会明显降低，甚至基本上不产生运动量，手部运动频率会明显变缓，运动量改变的时间变得更长；同样，心率也会随着驾驶员的清醒程度而发生相应的改变，当驾驶员出现疲劳困顿的时候，心率会下降。

因此，对驾驶员的手部运动和心率进行监测可以判断驾驶员是否出现睡眠状况，但是单一的判断条件出现误判的概率较大，同时结合手部运动状态和心率进行判断可以大大降低误判的概率。

当驾驶员清醒时，因为驾驶需要，手部要不断的掌控调整方向盘，因此手部运动较频繁，通常情况下，2-4秒都会调整一下，以使车辆保持良好的行驶状态，因此，例如，可以预先设置穿戴者的手腕活动状态阈值为1次/3s（即每3秒手腕活动一次），当然根据不同人的驾驶习惯也可设置其他合适的手腕活动状态阈值。

人在睡眠状态时，心率会下降，一般情况下人睡眠时的心率为50-70次/min（即每分钟心跳50-70次），因此可以预先设置穿戴者预定心率阈值为70次/min，当然由于性别和身体状况等原因不同人的睡眠时的心率会有所差别，具体的预定心率阈值可以根据不同情况进行不同的预先设置。

内置于在手环中的睡眠监测模块（手腕动作状态监测器）会监测驾驶员的睡眠状态数据，所述三轴加速传感器模块会对微小动作和进行监测，然后所述活动数据分析判断模块对监测数据进行分析，分析驾驶员是否处于清醒状态或打盹状态，即通过所述三轴加速传感器模块监测穿戴者的手腕活动状态并生成手腕活动状态数据，通过所述活动数据分析判断模块判断手腕活动状态数据是否低于所述预定手腕活动状态阈值，当是，发送所述第一提醒信号给所述中央处理器。

心率会随着驾驶员的清醒程度而发生相应的改变，当驾驶员出现疲劳困顿的时候，心率会下降，所述心率脉搏监测传感器会对驾驶员的脉搏进行监测，所述心率数据分析判断模块同时分析驾驶员心率的数据，判断驾驶员是否进入睡眠状态，即是通过所述心率脉搏监测传感器监测穿戴者的心率、脉搏并生成心率数据，通过所述心率数据分析判断模块判断所述心率数据是否低于所述预定心率阈值，当是，发送第二提醒信号给所述中央处理器。

S40、当所述中央处理器同时接收到所述第一提醒信号和第二提醒信号时，则判定穿戴者具有睡眠意识，控制所述放电电极释放所述感应脉冲电流刺激唤醒穿戴者。

当所述中央处理器接收所述第一提醒信号和所述第二提醒信号，由于中央处理器是由振荡电路，脉冲变压器，储能电容和电压感应线圈组成，当收到所述第一提醒信号和所述第二提醒信号之后，电池输出电流，通过振荡电路把直流电变成脉冲电，再通过脉冲变压器整流后给储能电容充电，电容存储到一定容量后通过高压线圈产生感应脉冲电流，感应脉冲电流通过放电电极释放出来，从而刺激唤醒驾驶员（穿戴者），感应脉冲电流电流控制较低，例如一般控制在50mA左右，这个电流只能使人感觉到微微发麻，没有安全隐患，但足以使人清醒。

当然，当手腕活动状态数据高于预定手腕活动状态阈值，且睡眠状态数据高于预定心率阈值时，则停止电击刺激，即是以上所述步骤S40具体还包括：

S41、当所述活动数据分析判断模块判断手腕活动状态数据高于预定手腕活动状态阈值，停止发送所述第一提醒信号给所述中央处理器；

S42、当所述心率数据分析判断模块判断所述睡眠状态数据高于预定心率阈值，停止发送所述第二提醒信号给所述中央处理器；

S43、当所述中央处理器停止接收到所述第一提醒信号和所述第二提醒信号时，判定穿戴者无睡眠意识，所述中央处理器停止控制所述放电电极释放所述感应脉冲电流电。

本发明还提供了基于以上所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的预防疲劳驾驶方法的具体应用实施例，如图4所示，睡眠监测模块由手腕活动状态监测模块与心率脉搏监测模块组成，当低于预定阈值时，发送提醒信号到中央处理器，形成脉冲电流，形成电击效果，达到刺激驾驶员的作用。

本发明具体应用实施例的具体步骤包括：

S100：通过内置于手环中的手腕活动状态监测模块对驾驶员的微小动作进行监测，并对监测数据进行分析，当判断结果低于预定手腕活动状态阈值时，发送第一提醒信号给中央处理器；

S200：通过心率脉搏监测模块对驾驶员的心率和脉搏进行监测，同时分析驾驶员心率的数据，当判断心率检测结果低于预定心率阈值时，则发送第二提醒信号给中央处理器；

S300：通过中央处理器接收所述第一提醒信号和所述第二提醒信号，并控制产生的50mA感应脉冲电流；

S400：通过放电电极释放感应脉冲电流，刺激驾驶员清醒，此时，驾驶员的手腕活动状态和心率的数值均到达预定的阈值之上，停止发送信号，停止电击刺激。

本发明所提供的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置、及预防疲劳驾驶方法，通过在穿戴装置本体内中内置的睡眠监测模块，监测穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生并发送提醒信号到中央处理器，中央处理器接收提醒信号控制产生感应脉冲电流，并通过放电电极对穿戴者进行无伤害的电击刺激，达到让其迅速清醒的效果，从而大大提高预防疲劳驾驶的效率。

Claims (10)

1.一种具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，

包括穿戴装置本体；

设置在穿戴装置本体内与穿戴者皮肤接触的用于监测穿戴者睡眠状态数据，并根据所述睡眠状态数据判断穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生提醒信号，同时发送所述提醒信号给中央处理器的睡眠监测模块；

设置在穿戴装置本体内与所述睡眠监测模块连接的用于接收所述提醒信号，根据所述提醒信号控制产生刺激穿戴者的感应脉冲电流来唤醒穿戴者的所述中央处理器；

设置在穿戴装置本体表面上与所述中央处理器连接的用于释放所述感应脉冲电流刺激唤醒穿戴者的多个放电电极；

及设置在穿戴装置本体内与所述中央处理器连接用于供电的电池。

2.根据权利要求1所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置为智能手环。

3.根据权利要求1所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述睡眠监测模块包括用于监测穿戴者的手腕活动状态数据的手腕活动状态监测模块和用于监测穿戴者的心率、脉搏数据的心率脉搏监测模块。

4.根据权利要求1所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述睡眠监测模块还包括用于监测穿戴者穿戴部位体温数据的体温监测模块。

5.根据权利要求1所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述睡眠监测模块还包括用于根据所述睡眠状态数据判断穿戴者是否有睡眠意识，当有睡眠意识时产生提醒信号，并发送所述提醒信号给所述中央处理器的睡眠数据分析判断模块。

6.根据权利要求3所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述手腕活动状态监测模块包括用于监测穿戴者的手腕活动状态并生成手腕活动状态数据的三轴加速传感器模块。

7.根据权利要求3所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述心率脉搏监测模块包括用于监测穿戴者的心率、脉搏并生成心率数据的心率脉搏监测传感器。

8.根据权利要求5所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述睡眠数据分析判断模块包括：

与所述三轴加速传感器模块连接的用于分析判断手腕活动状态数据是否低于预定手腕活动状态阈值，并发送第一提醒信号的活动数据分析判断模块；

及与所述心率脉搏监测传感器连接的用于分析判断所述心率数据是否低于预定心率阈值，并发送第二提醒信号的心率数据分析判断模块；

判断单元，用于当同时接收到所述第一提醒信号和第二提醒信号时，则判定穿戴者具有睡眠意识，并产生所述提醒信号发给所述中央处理器。

9.根据权利要求1所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置，其特征在于，所述中央处理器包括与所述电池连接的用于将直流电转变成脉冲电的振荡电路，

与所述振荡电路连接的用于将脉冲电流整流的脉冲变压器，

与所述脉冲变压器连接的用于充电储存电能的储能电容，

以及与所述储能电容连接的用于产生所述感应脉冲电流的高压线圈。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的预防疲劳驾驶方法，其特征在于，包括：

A、预先设置穿戴者的所述预定手腕活动状态阈值和所述预定心率阈值；

B、通过所述具有预防疲劳驾驶功能的穿戴装置的睡眠监测模块监测穿戴者睡眠状态数据，通过所述三轴加速传感器模块监测穿戴者的手腕活动状态并生成手腕活动状态数据，通过所述活动数据分析判断模块判断手腕活动状态数据是否低于所述预定手腕活动状态阈值，当是，发送所述第一提醒信号给所述中央处理器；

C、通过所述心率脉搏监测传感器监测穿戴者的心率、脉搏并生成心率数据，通过所述心率数据分析判断模块判断所述心率数据是否低于所述预定心率阈值，当是，发送第二提醒信号给所述中央处理器；

D、当所述中央处理器同时接收到所述第一提醒信号和第二提醒信号时，则判定穿戴者具有睡眠意识，控制所述放电电极释放所述感应脉冲电流刺激唤醒穿戴者；

所述步骤D还包括：

D1、当所述活动数据分析判断模块判断手腕活动状态数据高于预定手腕活动状态阈值，停止发送所述第一提醒信号给所述中央处理器；

D2、当所述心率数据分析判断模块判断所述睡眠状态数据高于预定心率阈值，停止发送所述第二提醒信号给所述中央处理器；

D3、当所述中央处理器停止接收到所述第一提醒信号和所述第二提醒信号时，所述中央处理器停止控制所述放电电极释放所述感应脉冲电流电。