CN107656638B - 疲劳度检测延迟补偿测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种疲劳度检测延迟补偿测试系统，其包括：PDA终端，其向用户提供疲劳度测试；延迟测试APP，其安装于PDA终端，延迟测试APP将PDA终端屏幕的触摸信号转化成屏幕的光强变化；压力传感器，其将触摸信号转化成压力信号；光敏传感器，其采集光强变化信号；Arduino测试平台，其接收压力信号并将其转化为相机开始信号，接收光强变化信号转化为相机停止信号；相机触发检测器，其接收相机开始信号和停止信号后触发相机，并且将相机采集信息给Arduino测试平台。本发明还提供了一种疲劳度检测延迟补偿测试方法。本发明可实现多个PDA终端之间，以及PDA终端与电脑终端的响应速度标定，有效排除系统误差。

Description

疲劳度检测延迟补偿测试系统及方法
技术领域
本发明及一种疲劳度检测领域。更具体地说，本发明涉及一种疲劳度检测延迟补偿测试系统及方法。
背景技术
疲劳是由于人们长时间工作而导致工作能力暂时下降的规律性生理现象，主要表现为身体和精神的疲惫，注意力和工作效率的下降。在驾驶员驾驶、飞行员高空工作、外科医生手术、夜间作业等对注意力和反应力要求较高的行业中，疲劳工作容易出现重大事故而造成严重后果。所以，对人体进行疲劳检测是非常有必要的。传统疲劳检测仪存在体积大、测试模式单一、测试速度慢、无法满足快速检测和单兵/团体检测的需求等问题。
目前，适合现场应用的单兵手持触屏式疲劳度检测仪在国外已广泛应用，但也存在测试模式单一、不支持离线测试等问题，此外，由于硬件特性以及操作系统运行机制的限制，触摸屏存在50-200ms左右的触摸延迟，并且多个PDA终端之间的触摸延迟时间也有偏差，这将导致PDA终端的疲劳度测试结果的不准确，并且PDA终端的疲劳度测试结果与疲劳度实验分析系统(工作站)之间实验测试结果也会不相符，导致系统误差的存在。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种疲劳度检测延迟补偿测试系统，其通过获得在屏幕响应时间期间内的相机的多个触发成像，能够精确测量PDA终端屏幕触摸的延迟反应时间。
本发明还有一个目的是通过疲劳度检测延迟补偿测试方法，其能够实现对PDA屏幕触摸延迟时间的检测和补偿，显著提高疲劳度检测系统的准确性。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种疲劳度检测延迟补偿测试系统，其包括：
若干个PDA终端，其被配置为分别向用户提供疲劳度测试平台；
延迟测试APP，其安装于所述PDA终端，所述延迟测试APP响应PDA终端的触摸信号，并将所述触摸信号转化成PDA终端屏幕显示的光强变化；
压力传感器，其被配置为所述触摸信号转化成压力信号；
光敏传感器，其被配置为采集所述光强变化信号；
Arduino测试平台，其接收所述压力信号并将其转化为相机开始信号，并且所述Arduino测试平台接收所述光强变化信号并将其转化为相机停止信号；
相机触发检测器，其接收所述相机开始信号和相机停止信号后触发相机，并且所述相机触发检测器还将相机开始采集时间、相机结束采集时间以及在采集时间段内获得的图像传输给所述Arduino测试平台。
Arduino测试平台通过开始采集与停止采集的时间，期间获得的图像帧数，并配合高速相机的采样率，因而可以准确推算出压力触发信号与光敏触发信号之间的时间差。此时间差值就代表了Android系统处理屏幕触摸到屏幕响应之间的延迟时间。
优选的是，其中，所述相机的拍摄帧率高于240fps，通过提高相机的帧率，可实现测量毫秒级延迟的测定，进而能够测量应用的最小响应时间(MART)—亦即可以预计到的手机触屏的最快响应。
优选的是，其中，所述光强变化为屏幕最高亮度和最低亮度之间的切换，提高光敏传感器检测的准确性。
优选的是，其中，所述光敏传感器选自光敏二极管或者光敏电阻。
优选的是，其中，所述压力传感器设于手套的指尖端，受试者佩戴该手套，使用设有压力传感器的指尖端触摸屏幕。
优选的是，其中，所述压力传感器与所述PDA终端屏幕的触屏笔相连，当触屏笔触摸屏幕时，压力传感器采集到触摸信号。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种疲劳度检测延迟补偿测试方法，其包括如下步骤：
步骤1：在PDA终端安装并运行延迟测试APP，并且将光敏传感器置于PDA屏幕上方；
步骤2：给予所述PDA终端屏幕一触摸信号，所述延迟测试APP将所述触摸信号转化为PDA终端屏幕显示的光强变化；
步骤3：压力传感器采集所述触摸信号，并将所述触摸信号转化为压力信号；光敏传感器采集所述光强变化信号；
步骤4：Arduino测试平台将所述压力信号转化为相机开始信号，同时将所述光强变化转化为相机停止信号；
步骤5：相机触发检测器接收所述相机开始信号和相机停止信号后，分别触发相机开始图像采集和结束图像采集；
步骤6：相机触发检测器将相机开始采集时间、相机结束采集时间以及在采集时间段内获得的图像传输给所述Arduino测试平台进行处理，相机开始采集时间和结束采集时间之间的差值就代表了PDA终端屏幕的触摸响应的延迟时间，再配合在此期间内相机采集的图像的帧数以及相机的拍摄帧率，可进一步提高屏幕响应延迟时间的准确性。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明可实现对PDA手持终端屏幕响应延迟的校正，实现多个PDA手持终端之间，以及与电脑终端的响应速度标定的一致性和准确性，有效排除系统误差；
(2)本发明主要用于疲劳度的检测，通过疲劳量表、PVT实验等评估特殊工种等的中枢疲劳程度，评价用于相关作业疲劳卫生防护措施的应用效果，进一步提升人机一体化睡眠觉醒与认知功能的实时监控与评估技术水平。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实例中疲劳度检测延迟补偿测试系统的架构示意图；
图2为本发明另一实例中触摸屏延迟测试装置的架构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1示出了疲劳度检测系统的一种实现方式，在这种技术方案中，疲劳度检测系统主要包括多台PDA终端及实验分析系统(简称工作站)，PDA终端提供PVT测试等功能，用于检测受试员的反应力，实验分析系统除了具备数据存储、数据分析及测试结果的打印输出功能，还可以提供PVT测试等功能。
但由于硬件特性以及操作系统运行机制的限制，触摸屏存在50-200ms左右的触摸延迟，这导致多个PDA终端之间的测试结果，以及PDA终端与实验分析系统(工作站)之间实验测试结果均存在一定的偏差，从而影响了本疲劳度检测系统的准确性和可参考性。
图2示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括一种疲劳度检测延迟补偿测试系统，其包括：
若干个PDA终端，其被配置为分别向用户提供疲劳度测试平台；
延迟测试APP，其安装于所述PDA终端，所述延迟测试APP响应PDA终端的触摸信号，并将所述触摸信号转化成PDA终端屏幕显示的光强变化；
压力传感器，其被配置为所述触摸信号转化成压力信号；
光敏传感器，其被配置为采集所述光强变化信号；
Arduino测试平台，其接收所述压力信号并将其转化为相机开始信号，并且所述Arduino测试平台接收所述光强变化信号并将其转化为相机停止信号；
相机触发检测器，其接收所述相机开始信号和相机停止信号后触发相机，并且所述相机触发检测器还将相机开始采集时间、相机结束采集时间以及在采集时间段内获得的图像传输给所述Arduino测试平台。
在该技术方案中，安装于PDA终端的APP尽可能快地响应触摸，使屏幕显示的光强发生变化。系统通过捕获压力传感器与光敏传感器之间产生的响应信号，并利用高速相机对响应信号进行对应的成像触发，通过快速获得多个触摸屏响应时间样本重复测量，提高测量的重复精度。本系统可以测量出以毫秒(ms)为单位的最小响应时间和平均响应时间得分。
在另一实例中，所述相机的拍摄帧率高于240fps，通过提高相机帧率，可以进一步精确测量毫秒级的延迟，进而测量得到应用的最小响应时间(MART)—亦即可以预计到的手机触屏的最快响应。
在另一实例中，所述光强变化为屏幕最高亮度和最低亮度之间的切换，，比如使手机屏幕从全黑闪烁到全白，或者反之从全白闪烁到全黑状态，从而提高光敏传感器检测的准确性。
在另一实例中，所述光敏传感器选自光敏二极管或者光敏电阻。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求实施光敏传感器的不同态样。
在另一实例中，所述压力传感器设于手套的指尖端，受试者佩戴该手套，使用设有压力传感器的指尖端触摸屏幕。
在另一实例中，所述压力传感器与所述PDA终端屏幕的触屏笔相连，当触屏笔触摸屏幕时，压力传感器采集到触摸信号。
在另一实例中，作为疲劳度检测延迟补偿测试方法的一种实现形式，其包括如下步骤：
步骤1：在PDA终端安装并运行延迟测试APP，并且将光敏传感器置于PDA屏幕上方；
步骤2：给予所述PDA终端屏幕一触摸信号，所述延迟测试APP将所述触摸信号转化为PDA终端屏幕显示的光强变化；
步骤3：压力传感器采集所述触摸信号，并将所述触摸信号转化为压力信号；光敏传感器采集所述光强变化信号；
步骤4：Arduino测试平台将所述压力信号转化为相机开始信号，同时将所述光强变化转化为相机停止信号；
步骤5：相机触发检测器接收所述相机开始信号和相机停止信号后，分别触发相机开始图像采集和结束图像采集；
步骤6：相机触发检测器将相机开始采集时间、相机结束采集时间以及在采集时间段内获得的图像传输给所述Arduino测试平台进行处理，得到PDA终端屏幕延迟时间。其中，相机开始采集时间和结束采集时间之间的差值就代表了PDA终端屏幕的触摸响应的延迟时间，再配合在此期间内相机采集的图像的帧数以及相机的拍摄帧率，可进一步提高屏幕响应延迟时间的准确性。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的疲劳度检测延迟补偿测试系统及方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种疲劳度检测延迟补偿测试系统，其特征在于，包括：
若干个PDA终端，其被配置为分别向用户提供疲劳度测试平台；
延迟测试APP，其安装于所述PDA终端，所述延迟测试APP响应PDA终端的触摸信号，并将所述触摸信号转化成PDA终端屏幕显示的光强变化；
压力传感器，其被配置为将所述触摸信号转化成压力信号；
光敏传感器，其被配置为采集所述光强变化的信号；
Arduino测试平台，其接收所述压力信号并将其转化为相机开始信号，并且所述Arduino测试平台接收所述光强变化信号并将其转化为相机停止信号；
相机触发检测器，其接收所述相机开始信号和所述相机停止信号后，分别触发相机开始图像采集和结束图像采集，并且所述相机触发检测器还将相机开始采集时间、相机结束采集时间以及在采集时间段内获得的图像传输给所述Arduino测试平台；
其中，所述相机的拍摄帧率高于240fps；
其中，所述压力传感器被设于手套的指尖端，或所述压力传感器与所述PDA终端屏幕的触屏笔相连。
2.如权利要求1所述的疲劳度检测延迟补偿测试系统，其特征在于，所述光强变化为屏幕最高亮度和最低亮度之间的切换。
3.如权利要求1所述的疲劳度检测延迟补偿测试系统，其特征在于，所述光敏传感器选自光敏二极管或者光敏电阻。
4.一种应用如权利要求1～3中任一项所述的疲劳度检测延迟补偿测试系统进行补偿的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在PDA终端安装并运行延迟测试APP，并且将光敏传感器置于PDA屏幕上方；
步骤2：给予所述PDA终端屏幕一触摸信号，所述延迟测试APP将所述触摸信号转化为PDA终端屏幕显示的光强变化；
步骤3：压力传感器采集所述触摸信号，并将所述触摸信号转化为压力信号；光敏传感器采集所述光强变化信号；
步骤4：Arduino测试平台将所述压力信号转化为相机开始信号，同时将所述光强变化转化为相机停止信号；
步骤5：相机触发检测器接收所述相机开始信号和相机停止信号后，分别触发相机开始图像采集和结束图像采集；
步骤6：相机触发检测器将相机开始采集时间、相机结束采集时间以及在采集时间段内获得的图像传输给所述Arduino测试平台进行处理，得到PDA终端屏幕延迟时间。
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