CN109745001A - 非接触式睡眠监测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种非接触式睡眠监测方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：控制第一阵列式光发射器发射第一群光束；获取光传感器响应于第一群光束的反射光而输出的第一数据；根据第一数据确定人体上的至少一个预设目标对应的空间位置；控制第二阵列式光发射器向至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束；获取光传感器响应于第二群光束的反射光而输出的监测数据；根据监测数据确定人体的睡眠参数。本申请实施例以非接触的方式监测人睡眠过程中的睡眠参数，在用户正常睡眠状态下进行睡眠监测，与接触式监测方法相比，舒适度更高，提高了用户体验，可利用现有的设备实现，大大降低了监测设备的成本，便于家庭日常使用。

Description

非接触式睡眠监测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及睡眠监测技术领域，具体而言，本申请涉及一种非接触式睡眠监测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

人体睡眠过程是受大脑功能多个区域相互作用与调节而呈现的脑区神经元睡眠的生理状态，是正常人体机能休息和恢复的重要阶段，人生有三分之一的时间是在睡眠中度过的，睡眠质量对人体健康至关重要。

目前睡眠监测的主要方法是采用多导睡眠图和微动灵敏床垫。多导睡眠图通过在人体上粘贴电极来测量人体睡眠过程中的相关参数。微动灵敏床垫通过压力传感器将微压力转化为电信号，可以监测呼吸，脉搏和体动等参数，实现了无负荷或低负荷睡眠监测。但是现有的睡眠障碍监测技术基本都是接触式的，它们需要在医院进行，同时需要专业的技术人员操作。这给患者带来很大的心理压力，也可能引起错误的测量结果，监测设备的价格也比较昂贵。

发明内容

本申请提供了一种非接触式睡眠监测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决接触式睡眠监测方法操作复杂、价格昂贵的问题。本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种非接触式睡眠监测方法，该方法包括：

向第一阵列式光发射器发送第一控制指令，以控制所述第一阵列式光发射器发射第一群光束；

获取所述光传感器响应于所述第一群光束的反射光而输出的第一数据；

根据所述第一数据确定人体上的至少一个预设目标对应的空间位置；

向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制所述第二阵列式光发射器向所述至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束；

获取光传感器响应于所述第二群光束的反射光而输出的监测数据；

根据所述监测数据确定所述人体的睡眠参数。

第二方面，本申请提供了一种非接触式睡眠监测装置，该装置包括：

第一控制模块，用于向第一阵列式光发射器发送第一控制指令，以控制所述第一阵列式光发射器发射第一群光束；

第一监测模块，用于获取所述光传感器响应于所述第一群光束的反射光而输出的第一数据；

目标确定模块，用于根据所述第一数据确定人体上的至少一个预设目标对应的空间位置；

第二控制模块，用于向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制所述第二阵列式光发射器向所述至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束；

第二监测模块，用于获取光传感器响应于所述第二群光束的反射光而输出的监测数据；

数据处理模块，用于根据所述监测数据确定所述人体的睡眠参数。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，该电子设备包括：一个或多个处理器；

存储器；

一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个应用程序配置用于：执行本申请第二方面所示的非接触式睡眠监测方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请第二方面所示的非接触式睡眠监测方法。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：首先通过第一阵列式光发射器检测预设目标具体的空间位置，然后通过第二阵列式光发射器主动向预设目标发射用于第二群光束，利用光传感器接收人体反射回的光，并根据光传感器输出的监测数据确定人体的睡眠参数，以非接触的方式监测人睡眠过程中的睡眠参数，在用户正常睡眠状态下进行睡眠监测，与接触式监测方法相比，舒适度更高，提高了用户体验。此外，该方法中使用到的第一阵列式光发射器、第二阵列式光发射器和光传感器的价格较为低廉，例如，目前市场上的智能设备大多都已配备红外发射器和接收器，因此，本实施例的方法可利用现有的设备实现，大大降低了监测设备的成本，便于家庭日常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种非接触式睡眠监测方法的流程示意图；

图2为用于睡眠监测的电子设备的安装位置的示意图。

图3为人体睡眠阶段与时间的对应关系图。

图4为本申请实施例提供的一种非接触式睡眠监测装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种非接触式睡眠监测电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

实施例一

本申请实施例提供了一种非接触式睡眠监测方法，如图1所示，该方法包括：步骤S101、步骤S102、步骤S103、步骤S104、步骤S105以及步骤S106。

步骤S101、向第一阵列式光发射器发送第一控制指令，以控制第一阵列式光发射器发射第一群光束。

为保证使用过程中的安全性，本实施例中的第一阵列式光发射器采用红外光波段的光发射器，即第一群光束为红外光，并且控制第一阵列式光发射器的发射功率处于人体安全范围内。由于借助的是不可见的红外光线，因此，能够保证监测过程中不影响用户的正常休息，且即使在黑暗中也能进行人体的监测。

第一阵列式光发射器可以是LED(发光二极管)、LD(Laser Diode，激光二极管)、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)等任意一种类型的光发射器组成的阵列式光发射器。因此，第一阵列式光发射器发射的是由多束光组成的第一群光束。由于第一阵列式光发射器主要用于检测预设目标，因此，第一阵列式光发射器的照射范围需要足够大，以便第一群光束能够照射到人体的全身。

其中，第一控制指令至少包括以下一种或多种控制第二阵列式光发射器的控制指令：开启第一阵列式光发射器的指令、调节第一阵列式光发射器发射功率的指令、以及调节第一群光束照射方向的指令等。

步骤S102、获取光传感器响应于第一群光束的反射光而输出的第一数据。

其中，第一数据是能够反映相对于光传感器来说人体所处的空间位置的数据。

当光传感器是红外摄像头时，输出的第一数据为具有人体的深度信息的红外图像。当光传感器为距离传感器时，输出的第一数据为人体对应的深度数据。

步骤S103、根据第一数据确定人体上的至少一个预设目标对应的空间位置。

其中，预设目标可以是人体的全身，也可以是人体的某个部位，如人眼、面部、胸部等。

预设目标可以是一个，也可以是多个。当存在多个预设目标时，需要按顺序向第二阵列式光发射器发送不同的第二控制指令，以控制第二群光束照射到不同的预设目标，实现对不同预设目标的监测。根据不同部位的反射光可以获取到不同的睡眠参数，为后续分析用户的睡眠质量提供更多可靠的依据。

例如，当第一数据为红外图像时，对红外图像进行处理，以识别红外图像中的预设目标，提取预设目标在红外图像中的坐标位置，根据预设目标在红外图像中的坐标位置确定预设目标相对于光传感器的方位，根据预设目标相对于光传感器的方位即可确定第一阵列式光发射器的发射光方向。其中，识别红外图像中的预设目标的方法可采用现有的图像识别方法实现，例如，模板匹配法、光流跟踪法等，在此不在赘述。

例如，当第一数据为人体的深度数据时，根据人体的深度数据可以绘制出人体的三维轮廓，通过该三维轮廓可分辨出人体的各个部位，即可确定预设目标的空间位置。

步骤S104、向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制第二阵列式光发射器向至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束。

同样，为保证使用过程中的安全性，本实施例中的第二阵列式光发射器采用红外光波段的光发射器，即第二群光束为红外光，并且控制第二阵列式光发射器的发射功率处于人体安全范围内。由于借助的是不可见的红外光线，因此，能够保证监测过程中不影响用户的正常休息，且即使在黑暗中也能进行人体的监测。

第二阵列式光发射器可以是LED(发光二极管)、LD(Laser Diode，激光二极管)等任意一种类型的光发射器组成的阵列式光发射器。因此，第二阵列式光发射器发射的是由多束光组成的第二群光束，例如，第二群光束可包含3万到30万束光。

为实现提高睡眠监测的精准度，本实施中的第二阵列式光发射器是由多个VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)组成的结构光发射器(Dot Projector)。VCSEL有别于LED和LD等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，一个芯片上可集成数十到几万个VCSEL。使用时，结构光发射器发射由几万个红外光点组成的结构光照射到人体，因此，能够监测到人体表面局部微小的变化，如眼球的转动、胸部随呼吸的起伏等。

其中，第二控制指令至少包括以下一种或多种控制第二阵列式光发射器的控制指令：开启第二阵列式光发射器的指令、调节第二阵列式光发射器发射功率的指令、以及调节第二群光束照射方向的指令等。

步骤S105、获取光传感器响应于第二群光束的反射光而输出的监测数据。

其中，光传感器可以是红外摄像头、距离传感器等。监测数据是能够反映相对于光传感器来说人体所处的空间位置的数据。

红外摄像头能够检测到人体反射的红外光点，根据接收到的各个红外光点的光强，绘制出具有深度信息的红外图像。红外光在空气中飞行的距离越远，其遇到障碍物后反射光的光强越弱，因此，反射回的红外光点的光强越弱，则表明该红外光点对应的障碍物离红外摄像头越远，根据反射回的红外光点的光强即可得到具有深度信息的红外图像，红外图像通过各个像素点的灰度值表示各点处的光强。

距离传感器一种是利用flying time(飞行时间)的原理来以检测物体距离的传感器。距离传感器在第二阵列式光发射器发射第二群光束时开始计时，在接收到人体反射的红外光点后，记录接收到该红外光点的时刻，以此得到该红外光点对应的飞行时间，根据飞行时间计算反射该红外光点的人体部位与距离传感器的距离，通过上述方法可计算出第二群光束照射到的人体部位与距离传感器之间的距离，即得到人体的深度数据。后续根据人体的深度数据可确定人体的轮廓。

步骤S106、根据监测数据确定人体的睡眠参数。

其中，睡眠参数包括以下至少一种：REM(Rapid Eyes Movement，快速眼球运动)、睡眠姿势、睡眠位置等。

由于监测数据包含了人体各个部位对应的深度信息，根据深度信息即可确定人体的轮廓，以得到睡眠姿势。根据监测数据可确定相对于光传感器人体在空间中的位置信息，根据该位置信息即可确定人体的睡眠位置。不停运动的眼球会使得不同时刻人眼位置处的监测数据发射变化，根据变化的幅度即可确定是否处于REM阶段，同时根据变化持续的时间，确定REM持续的时间。

将包含第一阵列式光发射器、第二阵列式光发射器和光传感器的电子设备固定在能够照射到人体的位置，如图2所示，电子设备20可以是具有激光雷达的手机，激光雷达即可实现上述第一阵列式光发射器、第二阵列式光发射器和光传感器的功能，为了监测人脸区域，电子设备20在人睡觉前固定在床边支架上，调整手机的激光雷达监测角度，使其聚焦在枕头和人脸可能出现的区域，同时，由于监测过程较为耗电，电子设备20应连上外接电源，以获取充足的电能。实际应用中，电子设备20可以被调整成任意角度，电子设备20也可以设置在床的旁边，以便使得监测区域可以覆盖整个身体。固定好电子设备后启动监测功能，电子设备内部的处理器向第一阵列式光发射器发送第一控制指令，以控制第一阵列式光发射器发射第一群光束，通过分析光传感器输出的第一数据确定如人脸、人眼等预设目标的空间位置，即通过第一阵列式光发射器和光传感器实现对人体部位的定位和追踪。然后，电子设备内部的处理器向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制第二阵列式光发射器向人体发射第二群光束。光传感器接收到人体反射光后输出监测数据。处理器获取光传感器输出的监测数据，根据监测数据确定人体的睡眠参数。这些睡眠参数能反应人的睡眠质量，根据监测到的睡眠参数可以判断人的睡眠质量，并给出能够改善睡眠质量的建议。

人在睡觉时并不是一动不动的，一旦人体发生移动后，无法保证第二阵列式光发射器发射的结构光照射到预设目标。因此，本实施例的非接触式睡眠监测方法，先通过第一阵列式光发射器和光传感器实现对人体的定位和追踪，再控制第二阵列式光发射器向预设目标所在的空间位置发射结构光，即使监测过程中人体发生了移动，也能立即获取到预设目标最新的空间位置，以调整第二阵列式光发射器的照射方向，实现向预设目标定点发送结构光。然后，通过第二阵列式光发射器主动向预设目标发射用于第二群光束，并根据光传感器输出的监测数据确定人体的睡眠参数，以非接触的方式监测人睡眠过程中的睡眠参数，在用户正常睡眠状态下进行睡眠监测，与接触式监测方法相比，舒适度更高，提高了用户体验。此外，该方法中使用到的第一阵列式光发射器、第二阵列式光发射器和光传感器的价格较为低廉，例如，目前市场上的智能设备大多都已配备红外发射器和接收器，因此，本实施例的方法可利用现有的设备实现，大大降低了监测设备的成本，便于家庭日常使用。

实施例二

本申请实施例提供了另一种可能的实现方式，在实施例一的基础上，还包括实施例二所示的方法。

进一步地，本实施例的方法还包括：若有多个预设目标，则步骤S104具体包括：按预设策略向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制第二阵列式光发射器按预设策略依次向多个预设目标对应的空间位置发射第二群光束。

其中，预设策略是指监测各个预设目标的顺序和时长，即向多个预设目标发射第二群光束的顺序二和时长等。例如，三个预设目标A、B、C，预设策略是：先监测A一分钟，再监测B半小时，再监测C十分钟。可设置循环执行上述预设策略，以循环监测多个预设目标。

进一步地，若预设目标包括人眼，则预设策略包括：定期控制第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束。例如，每隔十分钟监测一下人眼区域。

相应地，本实施例的方法还包括以下步骤：获取人眼对应的监测数据；根据人眼对应的监测数据确定人体对应的睡眠阶段；若人体对应的睡眠阶段为快速眼球运动REM阶段，则持续控制第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束，直至人体进入非快速眼球运动NREM阶段。

其中，REM阶段是一个睡眠过程中的一个特殊阶段，眼球在REM阶段时会呈现不由自主的快速移动，REM阶段是全部睡眠阶段中最浅的。由于REM阶段在生理学上面与其他的睡眠阶段极为不同，因此除了REM阶段以外的睡眠阶段被称为NON-REM(NREM)阶段。如图3所示，横轴为时间(Time)，对应的单位为小时，纵轴为睡眠阶段，其中，Awake为清醒阶段，Stage1为REM，而NREM分为Stage2、Stage3和Stage4，由浅至深，Stage4是熟睡期，在熟睡期后会继续往低阶段过渡，直到再次进入REM阶段，REM阶段和NREM阶段交替产生，REM阶段持续的时间随着两者的交替逐渐增加，直到人最终醒来。

当REM发生时，眼球会快速运动，导致距离传感器输出的人眼部位的深度数据会快速变化，或深度数据表现为噪音增加。因此，若距离传感器输出的人眼部位的深度数据的变化速率超过预设变化速率，则可确定人体对应的睡眠阶段为快速眼球运动REM阶段。

当REM发生时，眼球会快速运动，导致红外摄像头输出的红外图像中人眼部位的图像变得模糊。因此，若红外摄像头输出的红外图像中人眼部位的图像变得模糊，则可确定人体对应的睡眠阶段为快速眼球运动REM阶段。

由于REM阶段会在整个睡眠过程中间隔出现，且需要精确地记录每个REM阶段对应的时刻以及持续的时长，因此，需要实时监测人眼部位。本实施例中，定期控制第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束，获取光传感器输出的人眼对应的监测数据，根据人眼对应的监测数据确定人体对应的睡眠阶段，若人体对应的睡眠阶段为REM阶段，则停止监测其他预设目标，持续控制第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束，直至人体进入非快速眼球运动NREM阶段，记录REM阶段的开始时刻、结束时刻以及持续时长；若人体对应的睡眠阶段为NREM阶段，则继续监测其他预设目标。通过上述方法，将REM监测的优先级设为最高，通过定期监测人眼是否处于REM阶段，实现对人眼部位的准实时监测。

进一步地，本实施例的方法还包括以下步骤：调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。

例如，根据预设目标调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。比如，针对人眼区域，由于人眼运动速度较快，为了获取更精准的监测数据，可设定较小的时间间隔，如，每隔0.1秒发射一次；针对面部、胸部等区域，可设定中等的时间间隔，如，每隔1秒发射一次；而人在睡眠过程中不会经常变换姿势，因此，针对全身来说，可设定较长的时间间隔，如，每隔10分钟发射一次。

又如，根据预设目标当前的状态，调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。以人眼区域为例：获取人眼对应的监测数据，根据人眼对应的监测数据确定眼球转动是否转动；若眼球转动，则减小第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔；若眼球停止转动，则增加第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。当眼球开始转动时，即可能开始进入REM阶段，通过减少发射第二群光束的时间间隔，增加对眼球的监测次数，从而更精准地监测眼球转动的时间。当眼球转动停止时，则进入非REM阶段，不需要获取大量的眼球运动的数据，因此，增加激光束发光的时间间隔，以降低电子设备的能耗。

针对其他预设目标，也可是设置类似的调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔的方式，在此不再赘述。

通过自动调节第二阵列式光发射器的发射第二群光束的时间间隔，在保证监测精度的同时，尽可能地降低电子设备的能耗。

在上述任一方法实施例的基础上，本实施例中，通过以下方法确定监测数据：通过结构光换算确定表示被照射的预设目标的表面轮廓的监测数据。即，第二阵列式光发射器发送包含特定光信息的第二群光束到预设目标的表面，光传感器接收预设目标表面的反射光，根据由于预设目标造成的第二群光束与反射光之间的变化来计算物体的位置和深度等信息，以此得到表示预设目标的表面轮廓的监测数据，进而复原预设目标在三维空间中的空间位置。

在上述任一方法实施例的基础上，本实施例中，通过以下方法确定监测数据：根据第二群光束的反射光中的各个光束的飞行时间确定飞行距离，根据飞行距离确定表示被照射的预设目标的表面轮廓的监测数据。即，根据第二群光束中的各个光束的飞行时间，确定各个光束照射的预设目标表面的各个点的深度信息，进而得到表示预设目标的表面轮廓的监测数据，以复原预设目标在三维空间中的空间位置。

在上述任一方法实施例的基础上，本实施例的方法还包括以下步骤：接收用户输入的监测目标操作指令；根据监测目标操作指令对预设目标进行相关操作。

其中，相关操作包括：增加预设目标和/或删除预设目标。即，用户可根据监测的需求，自由增加或删除监测的人体部位。可预先设置好可监测的多个人体部位，并通过监测设备的用户界面显示可供用户选择人体部位的菜单，用户通过点击菜单中的人体部位确定预设目标。

在上述任一方法实施例的基础上，步骤S106具体包括：根据与预设目标对应的计算策略以及监测数据，确定人体对应的睡眠参数。

针对人体不同部位采用不同的计算策略计算监测数据，以得到睡眠参数。

例如，由于监测数据包含了人体各个部位对应的深度信息，根据深度信息即可确定人体的轮廓，根据人体的轮廓即可确定人体的睡眠姿势，如左侧卧、右侧卧、仰卧、俯卧以及胎儿式等。

又如，根据监测数据可确定相对于光传感器，人体在空间中的位置信息，根据该位置信息即可确定人体的睡眠位置。当监测数据为红外图像时，对红外图像进行处理，以识别红外图像中的人体，提取人体在红外图像中的坐标位置，根据人体在红外图像中的坐标位置确定人体相对于光传感器的方位，根据该坐标位置处的像素点的灰度值确定与光传感器间的距离，通过人体相对于光传感器的方位和距离，即可确定人体的在空间中的位置信息。当监测数据为距离传感器输出的深度数据时，根据深度信息即可确定人体的轮廓，以识别人体在空间中的位置信息。

再如，通过深度数据或红外图像等监测数据检测眼球是否处于快速运动状态，确定进入REM阶段后，记录REM阶段的开始时刻，并不断监测眼球运动状态，当检测到REM结束时，记录REM阶段的结束时刻，根据REM阶段的开始时刻和结束时刻计算REM阶段的持续时长。通过监测人眼部位，获取到睡眠过程中所有REM阶段的开始时刻、结束时刻以及持续时长，得到睡眠阶段时间表。

在上述任一方法实施例的基础上，本实施例的方法还包括以下步骤：根据睡眠参数确定人体的睡眠质量。具体包括：将监测数据与标准数据比对，根据比对结果确定人体的睡眠质量。

例如，将睡眠阶段时间表与标准的睡眠阶段时间表进行比较，判断用户进入REM阶段的次数、每个REM阶段的持续时长、相邻REM阶段间的时间间隔等是否达标，根据各项指数的达标情况得到对睡眠质量的打分。

在上述任一方法实施例的基础上，本实施例的方法还包括以下步骤：将睡眠参数和/或睡眠质量发送给关联终端。

可通过无线或有线通讯模块将睡眠参数和/或睡眠质量给所需地点或相关人员，例如：健康数据中心、医生、护士、家庭成员、父母等。

在上述任一方法实施例的基础上，本实施例的方法还包括：监测人眼是否处于睁开状态；若检测到人眼处于睁开状态，则向第二阵列式光发射器发送关闭指令，以关闭第二阵列式光发射器，或，向第二阵列式光发射器发送运动指令，以使得第二阵列式光发射器的照射区域离开人眼所在的区域。通过上述方法，可避免光直接照射人眼。

其中，监测人眼是否处于睁开状态包括：获取人眼部位对应的监测数据，根据一段时间内的监测数据确定眼睑是否有张开闭合的运动状态，若有，则证明人眼处于睁开状态。

实施例三

基于与实施例一提供的非接触式睡眠监测方法相同的发明构思，本申请实施例提供了一种非接触式睡眠监测装置，如图4所示，该非接触式睡眠监测装置40可以包括：第一控制模块401、第一监测模块402、目标确定模块403、第二控制模块404、第二监测模块405以及数据处理模块406。

第一控制模块401用于向第一阵列式光发射器发送第一控制指令，以控制第一阵列式光发射器发射第一群光束。

第一监测模块402用于获取光传感器响应于第一群光束的反射光而输出的第一数据。

目标确定模块403用于根据第一数据确定人体上的至少一个预设目标对应的空间位置。

第二控制模块404用于向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制第二阵列式光发射器向至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束。

第二监测模块405用于获取光传感器响应于第二群光束的反射光而输出的监测数据。

数据处理模块406用于根据监测数据确定人体的睡眠参数。

本实施例的非接触式睡眠监测装置，先通过第一阵列式光发射器和光传感器实现对人体的定位和追踪，再控制第二阵列式光发射器向预设目标所在的空间位置发射结构光，即使监测过程中人体发生了移动，也能立即获取到预设目标最新的空间位置，以调整第二阵列式光发射器的照射方向，实现向预设目标定点发送结构光。然后，通过第二阵列式光发射器主动向预设目标发射用于第二群光束，利用光传感器接收人体反射回的光，并根据光传感器输出的监测数据确定人体的睡眠参数，以非接触的方式监测人睡眠过程中的睡眠参数，在用户正常睡眠状态下进行睡眠监测，与接触式监测方法相比，舒适度更高，提高了用户体验。此外，使用到的第二阵列式光发射器和光传感器的价格较为低廉，例如，目前市场上的智能设备大多都已配备红外发射器和接收器，因此，本实施例的装置可利用现有的设备实现，大大降低了监测设备的成本，便于家庭日常使用。

实施例四

基于与实施例一、二相同的发明构思，本申请实施例提供了另一种可能的实现方式，在实施例三的基础上，还包括实施例四所示的模块。

进一步地，第二控制模块具体用于若有多个预设目标，则按预设策略向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制第二阵列式光发射器按预设策略依次向多个预设目标对应的空间位置发射第二群光束。

其中，预设策略是指监测各个预设目标的顺序和时长，即向多个预设目标发射第二群光束的顺序二和时长等。例如，三个预设目标A、B、C，预设策略是：先监测A一分钟，再监测B半小时，再监测C十分钟。可设置循环执行上述预设策略，以循环监测多个预设目标。

进一步地，第二控制模块具体用于若预设目标包括人眼，则定期控制第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束。

相应地，本实施例的装置还包括REM检测模块，用于获取人眼对应的监测数据，根据人眼对应的监测数据确定人体对应的睡眠阶段，若人体对应的睡眠阶段为快速眼球运动REM阶段，则持续控制第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束，直至人体进入非快速眼球运动NREM阶段。

进一步地，本实施例的装置还包括第二时间间隔调节模块，用于调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。

例如，第二时间间隔调节模块具体用于：根据预设目标调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。比如，针对人眼区域，由于人眼运动速度较快，为了获取更精准的监测数据，可设定较小的时间间隔，如，每隔0.1秒发射一次；针对面部、胸部等区域，可设定中等的时间间隔，如，每隔1秒发射一次；而人在睡眠过程中不会经常变换姿势，因此，针对全身来说，可设定较长的时间间隔，如，每隔10分钟发射一次。

又如，第二时间间隔调节模块具体用于：根据预设目标当前的状态，调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。以人眼区域为例：获取人眼对应的监测数据，根据人眼对应的监测数据确定眼球转动是否转动；若眼球转动，则减小第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔；若眼球停止转动，则增加第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。当眼球开始转动时，即可能开始进入REM阶段，通过减少发射第二群光束的时间间隔，增加对眼球的监测次数，从而更精准地监测眼球转动的时间。当眼球转动停止时，则进入非REM阶段，不需要获取大量的眼球运动的数据，因此，增加激光束发光的时间间隔，以降低电子设备的能耗。

针对其他预设目标，也可是设置类似的调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔的方式，在此不再赘述。

通过自动调节第二阵列式光发射器的发射第二群光束的时间间隔，在保证监测精度的同时，尽可能地降低电子设备的能耗。

在上述任一装置实施例的基础上，本实施例中，通过以下方法确定监测数据：通过结构光换算确定表示被照射的预设目标的表面轮廓的监测数据。即，第二阵列式光发射器发送包含特定光信息的第二群光束到预设目标的表面，光传感器接收预设目标表面的反射光，根据由于预设目标造成的第二群光束与反射光之间的变化来计算物体的位置和深度等信息，以此得到表示预设目标的表面轮廓的监测数据，进而复原预设目标在三维空间中的空间位置。

在上述任一装置实施例的基础上，本实施例中，通过以下方法确定监测数据：根据第二群光束的反射光中的各个光束的飞行时间确定飞行距离，根据飞行距离确定表示被照射的预设目标的表面轮廓的监测数据。即，根据第二群光束中的各个光束的飞行时间，确定各个光束照射的预设目标表面的各个点的深度信息，进而得到表示预设目标的表面轮廓的监测数据，以复原预设目标在三维空间中的空间位置。

在上述任一装置实施例的基础上，本实施例的装置还包括监测目标设定模块，用于接收用户输入的监测目标操作指令；根据监测目标操作指令对预设目标进行相关操作。

其中，相关操作包括：增加预设目标和/或删除预设目标。即，用户可根据监测的需求，自由增加或删除监测的人体部位。

在上述任一装置实施例的基础上，数据处理模块具体用于根据与预设目标对应的计算策略以及监测数据，确定人体对应的睡眠参数。

在上述任一装置实施例的基础上，本实施例的装置还包括睡眠质量确定模块，用于根据睡眠参数确定人体的睡眠质量。

进一步地，睡眠质量确定模块具体用于将监测数据与标准数据比对，根据比对结果确定人体的睡眠参数。

在上述任一装置实施例的基础上，本实施例的装置还包括通讯模块，用于将睡眠参数和/或睡眠质量发送给关联终端。

可通过无线或有线通讯模块将睡眠参数和/或睡眠质量给所需地点或相关人员，例如：健康数据中心、医生、护士、家庭成员、父母等。

在上述任一装置实施例的基础上，本实施例的装置还包括安全检测模块，用于监测人眼是否处于睁开状态；若检测到人眼处于睁开状态，则向第二阵列式光发射器发送关闭指令，以关闭第二阵列式光发射器，或，向第二阵列式光发射器发送运动指令，以使得第二阵列式光发射器的照射区域离开人眼所在的区域。通过安全检测模块，避免光直接照射人眼。

实施例五

本申请实施例提供了一种电子设备，如图5所示，图5所示的电子设备500包括：处理器501和存储器502。其中，处理器501和存储器502相连，如通过总线503相连。

其中，处理器501应用于本申请实施例中，用于实现图4所示的：第一控制401、第一监测模块402、目标确定模块403、第二控制模块404、第二监测模块405以及数据处理模块406的功能。

处理器501可以是CPU，通用处理器，DSP，ASIC，FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器501也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

总线503可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线503可以是PCI总线或EISA总线等。总线503可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器502可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

可选地，存储器502用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器501来控制执行。处理器501用于执行存储器502中存储的应用程序代码，以实现图4所示实施例提供的非接触式睡眠监测装置的动作。

与现有技术相比，本申请实施例提供的电子设备，先通过第一阵列式光发射器和光传感器实现对人体的定位和追踪，再控制第二阵列式光发射器向预设目标所在的空间位置发射结构光，即使监测过程中人体发生了移动，也能立即获取到预设目标最新的空间位置，以调整第二阵列式光发射器的照射方向，实现向预设目标定点发送结构光。然后，通过第二阵列式光发射器主动向预设目标发射用于第二群光束，通过第二阵列式光发射器主动发射用于检测人体位置的光，利用光传感器接收人体反射回的光，并根据光传感器输出的监测数据确定人体的睡眠参数，以非接触的方式监测人睡眠过程中的睡眠参数，在用户正常睡眠状态下进行睡眠监测，与接触式监测方法相比，舒适度更高，提高了用户体验。此外，使用到的第二阵列式光发射器和光传感器的价格较为低廉，例如，目前市场上的智能设备大多都已配备红外发射器和接收器，因此，本实施例的电子设备可利用现有的设备实现，大大降低了监测设备的成本，便于家庭日常使用。

可选地，处理器501用于执行存储器502中存储的应用程序代码，以实现实施例四提供的非接触式睡眠监测装置的动作，在此不再赘述。

可选地，本实施例的电子设备还可以包括以下至少一种器件：如实施例一、二中所述的第一阵列式光发射器、第二阵列式光发射器和光传感器。

例如，本实施例的电子设备可以是集成了激光雷达的智能手机，激光雷达即包含第一阵列式光发射器、第二阵列式光发射器和光传感器。因此，只需要在智能手机中下载实现实施例一、二所示方法对应的应用程序，通过智能手机中的处理器执行该应用程序，以实现非接触式的睡眠监测。使用过程中，为保证对智能手机的持续供电，可外接电源。

当然，对于不具备激光雷达的电子设备，可为其配备适配器，该适配器包括第一阵列式光发射器、第二阵列式光发射器和光传感器，还包括用于为适配器内部的器件供电的电源模块。使用时，仅需将电子设备与适配器连接，电子设备中装载有实现实施例一、二所示方法对应的应用程序，通过电子设备中的处理器执行该应用程序，以控制适配器按实施例一、二中所示的功能运作，实现非接触式的睡眠监测。

可选地，本实施例的电子设备还包括以下至少一种传感器：激光雷达、红外相机、可见光相机以及距离传感器。

其中，距离传感器包括以下至少一种：雷达、超声、激光雷达、红外相机、光扫描器、可见光相机以及红外相机。

通过激光雷达、红外相机、可见光相机以及距离传感器等实现对预设目标的追踪、定位以及采集监测数据等。

实施例六

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一所示的非接触式睡眠监测方法。

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，与现有技术相比，先通过第一阵列式光发射器和光传感器实现对人体的定位和追踪，再控制第二阵列式光发射器向预设目标所在的空间位置发射结构光，即使监测过程中人体发生了移动，也能立即获取到预设目标最新的空间位置，以调整第二阵列式光发射器的照射方向，实现向预设目标定点发送结构光；然后，通过第二阵列式光发射器主动向预设目标发射用于第二群光束，利用光传感器接收人体反射回的光，并根据光传感器输出的监测数据确定人体的睡眠参数，以非接触的方式监测人睡眠过程中的睡眠参数，在用户正常睡眠状态下进行睡眠监测，与接触式监测方法相比，舒适度更高，提高了用户体验。此外，配套使用的第二阵列式光发射器和光传感器的价格较为低廉，例如，目前市场上的智能设备大多都已配备红外发射器和接收器，因此，本实施例的装置可利用现有的设备实现，大大降低了监测设备的成本，便于家庭日常使用。

可选地，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例二所示的非接触式睡眠监测方法，在此不再赘述。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种非接触式睡眠监测方法，其特征在于，包括：

向第一阵列式光发射器发送第一控制指令，以控制所述第一阵列式光发射器发射第一群光束；

获取所述光传感器响应于所述第一群光束的反射光而输出的第一数据；

根据所述第一数据确定人体上的至少一个预设目标对应的空间位置；

向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制所述第二阵列式光发射器向所述至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束；

获取光传感器响应于所述第二群光束的反射光而输出的监测数据；

根据所述监测数据确定所述人体的睡眠参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若有多个预设目标，则所述向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制所述第二阵列式光发射器向所述至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束，包括：

按预设策略向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制所述第二阵列式光发射器按所述预设策略依次向多个预设目标对应的空间位置发射第二群光束。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述预设目标包括人眼，则所述预设策略包括：定期控制所述第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束；

所述方法还包括：

获取人眼对应的监测数据；

根据所述人眼对应的监测数据确定所述人体对应的睡眠阶段；

若所述人体对应的睡眠阶段为快速眼球运动REM阶段，则持续控制所述第二阵列式光发射器向人眼对应的空间位置发射第二群光束，直至所述人体进入非快速眼球运动NREM阶段。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：调节第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取人眼对应的监测数据，根据所述人眼对应的监测数据确定眼球转动是否转动；

若眼球转动，则减小所述第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔；

若眼球停止转动，则增加所述第二阵列式光发射器发射第二群光束的时间间隔。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下任一方法确定所述监测数据：

通过结构光换算确定表示被照射的预设目标的表面轮廓的监测数据，其中，所述第二群光束为结构光；

或，

根据所述第二群光束的反射光中的各个光束的飞行时间确定飞行距离，根据所述飞行距离确定表示被照射的预设目标的表面轮廓的监测数据。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收用户输入的监测目标操作指令；

根据所述监测目标操作指令对所述预设目标进行相关操作，其中，所述相关操作包括：增加预设目标和/或删除预设目标。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述监测数据确定所述人体的睡眠参数，包括：

根据与所述预设目标对应的计算策略以及监测数据，确定所述人体对应的睡眠参数。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述睡眠参数确定所述人体的睡眠质量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述睡眠参数和/或所述睡眠质量发送给关联终端。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若检测到人眼处于睁开状态，则向所述第二阵列式光发射器发送关闭指令，以关闭所述第二阵列式光发射器；或，

向所述第二阵列式光发射器发送运动指令，以使得所述第二阵列式光发射器的照射区域离开所述人眼所在的区域。

12.一种非接触式睡眠监测装置，其特征在于，所述装置包括：

第一控制模块，用于向第一阵列式光发射器发送第一控制指令，以控制所述第一阵列式光发射器发射第一群光束；

第一监测模块，用于获取所述光传感器响应于所述第一群光束的反射光而输出的第一数据；

目标确定模块，用于根据所述第一数据确定人体上的至少一个预设目标对应的空间位置；

第二控制模块，用于向第二阵列式光发射器发送第二控制指令，以控制所述第二阵列式光发射器向所述至少一个预设目标对应的空间位置发射第二群光束；

第二监测模块，用于获取光传感器响应于所述第二群光束的反射光而输出的监测数据；

数据处理模块，用于根据所述监测数据确定所述人体的睡眠参数。

13.一种电子设备，其特征在于，其包括：

一个或多个处理器；

存储器；

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于：执行根据权利要求1至11中任一项所述的非接触式睡眠监测方法。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，还包括以下至少一种传感器：激光雷达、红外相机、可见光相机以及距离传感器；

所述距离传感器包括以下至少一种：雷达、超声、激光雷达、红外相机、光扫描器、可见光相机以及红外相机。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述权利要求1至11中任一项所述的非接触式睡眠监测方法。