CN117999225A - 用于生理数据的飞行中检测的系统和用于生理参数的飞行中监视的套件 - Google Patents

用于生理数据的飞行中检测的系统和用于生理参数的飞行中监视的套件 Download PDF

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CN117999225A CN202280064162.4A CN202280064162A CN117999225A CN 117999225 A CN117999225 A CN 117999225A CN 202280064162 A CN202280064162 A CN 202280064162A CN 117999225 A CN117999225 A CN 117999225A
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R·莎赫
M·厄勒
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Aircraft Cabin Modification Co ltd
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D11/00Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
    • B64D11/0015Arrangements for entertainment or communications, e.g. radio, television
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明涉及用于检测航空器中的机载人员的生理数据的系统(10),该系统包括至少一个航空器座椅(12)和/或至少一个航空器床(112)以及至少一个检测设备(26),该至少一个检测设备(26)包括分别集成在航空器座椅(12)和/或航空器床(112)中的至少一个电容式传感器(28)。电容式传感器(28)被配置为当人被布置在航空器座椅(12)或航空器床(112)的至少一部分上时感测人的至少一个生理值。电容式传感器(28)进一步被配置为基于感测的生理值生成至少一个生理信号。本发明还涉及用于在飞行中监视航空器中的机载人员的至少一个生理参数的套件,包括本文所述的系统和评价设备。

Description

用于生理数据的飞行中检测的系统和用于生理参数的飞行中 监视的套件
背景技术
当今,航空旅行非常普遍,世界上相对较大比例的人口经常将其用于私人和/或商业目的。一般地,可以在无动力航空器(诸如滑翔机或降落伞)和动力航空器(诸如螺旋桨航空器和/或喷气式航空器)中进行航空旅行。
特别是在动力飞机和/或直升机中,航空旅行被认为是用于私人和/或商业相关目的的相对快速和安全的旅行方式。此外,作为爱好,许多人在其业余时间驾驶航空器,或动力航空器和/或无动力航空器。
由于在许多航空器飞行期间覆盖的距离远,即长途飞行,因此机组人员(例如,飞行员和/或乘务员)和/或乘客在各自航空器上花费的飞行时间通常相对较长。
因此,在相应的航空器飞行期间为机组人员和乘客提供舒适、安全和/或有吸引力的环境,对航空器的运营商特别是运营商用和/或货运航空器的航空公司来说至关重要。
出于该原因,许多机上设施由各种航空器运营商特别是航空公司来提供。在许多情况下,多年来,设施的质量和数量有所提高。
航空器的运营商,例如航空公司,也提供安全措施,例如安全带,以帮助为航空器中的机组人员和乘客,特别是在飞行中,提供安全的环境。
发明内容
然而,基于现有技术,仍然需要改进在航空器中提供的飞行措施。
因此,本发明的目的是在航空器中提供增强的飞行环境。
该目的通过由根据本发明的第一方面的权利要求1的特征限定的用于检测航空器中的机载人员(a person in-flight)的生理数据的系统实现。
变更例和进一步的发展由从属权利要求的特征限定。
系统包括至少一个航空器座椅和/或至少一个航空器床。
航空器座椅,如果存在的话,可以包括就座部分,该就座部分被配置为供要检测其生理数据的人至少部分地坐在上面。航空器座椅还可包括靠背,该靠背被配置为供要检测其生理数据的人至少部分地靠在至少一个扶手和/或至少一个头枕上。
航空器座椅可以被配置为被固定地安装在航空器中。例如,航空器座椅可以被配置为例如借助安装螺栓直接或间接地被固定安装到航空器的地板上。可替代地或附加地,航空器座椅可以被配置为连接到至少一个相邻的航空器座椅和/或至少一个相邻的航空器座椅。
航空器床,如果存在的话,可以包括躺卧部分,该躺卧部分被配置为供要检测其生理数据的人至少部分地躺卧在上面,并且可选地还包括至少一个头枕。
航空器床可以被配置为被固定地安装在航空器中。例如,航空器床可以被配置为例如借助安装螺栓直接或间接地被固定安装到航空器的地板上。可替代地或附加地,航空器床可以被配置为连接到至少一个相邻的航空器床和/或至少一个相邻的航空器座椅。
系统还包括至少一个检测设备,该至少一个检测设备包括分别集成在航空器座椅和/或航空器床中的至少一个电容式传感器。该至少一个检测设备可以包括多个电容式传感器。换句话说,航空器座椅和/或航空器床可以各自包括布置在其一部分中或其一部分上的多个电容式传感器。
优选地,航空器座椅的就座部分和/或靠背和/或扶手和/或头枕各自包括电容式传感器。在航空器床的情况下,优选地,躺卧部分和/或头枕各自包括电容式传感器。
电容式传感器可以被布置在航空器座椅的外表面上,例如,被布置在就座部分和/或靠背和/或扶手和/或头枕的外表面上,或者被布置在航空器床的外表面上,例如,躺卧部分和/或头枕的外表面上。
附加地或可替代地,电容式传感器可以被布置在航空器座椅和/或航空器床内,例如,被布置在航空器座椅的就座部分和/或靠背和/或扶手和/或头枕的衬垫内和/或被布置在航空器床的躺卧部分和/或头枕的衬垫内。电容式传感器也可以被布置在航空器座椅和/或航空器床的外表面的下方,诸如座椅覆盖物或床覆盖物(例如,座椅和/或床装饰)的下方。
例如,如上所述,至少第一电容式传感器可以被布置在航空器座椅和/或航空器床的外表面上,并且,如上所述,至少第二电容式传感器可以集成在航空器座椅和/或航空器床的至少一个衬垫内和/或至少一个覆盖物下方。
一般地,电容式传感器可以被布置在航空器座椅和/或航空器床上或者航空器座椅和/或航空器床中,使得当人坐在航空器座椅上和/或躺卧在航空器床上时,电容式传感器被布置在人的身体附近。
航空器座椅和/或航空器床可以包括至少一个访问元件,该访问元件被配置为允许访问集成在航空器座椅和/或航空器床的至少一部分中的电容式传感器。
因此,为了例如在电容式传感器发生故障时为相应的电容式传感器提供服务和/或更换相应的电容式传感器,访问元件可以使得电容式传感器能够被访问。这可以有利于系统的维修工作,并由此降低成本。
访问元件可以是例如航空器座椅和/或航空器床的可移除部分,例如,可移除的座椅覆盖物和/或床覆盖物,诸如可移除的座椅装饰和/或床装饰,或者航空器座椅和/或航空器床的衬垫的可移除部分。
访问元件还可以是通常可移动元件,例如,可转动和/或可旋转和/或可滑动元件,诸如门、挡板或滑动元件,该可移动元件可以被配置为通过将可移动元件从其中可移动元件不允许访问相应电容式传感器的关闭位置移动到其中可移动元件允许访问相应电容式传感器的访问位置,以允许访问相应的电容式传感器。
现有的航空器座椅和/或航空器床可以用电容式传感器进行改装,以在实现本文所述的系统时节省成本。
电容式传感器被配置为当人被布置在航空器座椅和/或航空器床的至少一部分上时感测人的至少一个生理值。
电容式传感器可以被配置为以非接触方式感测人的生理值。换句话说,人的身体不必为了使电容式传感器能够感测人的生理值而与电容式传感器接触。
当人的身体接近电容式传感器时,例如,当人坐在航空器座椅上和/或躺卧在航空器床上时,人的身体会与由电容式传感器产生的静电场相互作用。对于例如用于电容输入设备即触摸屏中,和/或用于感测目的,诸如感测物体的存在,该概念通常是已知的。
当人的身体进入由电容式传感器产生的静电场并且/或者在其中移动时,电容式传感器的电容变化。电容的这种变化可以由电容式传感器测量。
因此,坐在航空器座椅中和/或躺卧在航空器床上时的人的身体的至少一部分的运动,诸如由但不限于人的呼吸和/或心跳和/或血压引起的运动,可以由电容式传感器检测。
附加地和/或可替代地,由坐在航空器座椅中和/或躺卧在航空器床上时的人的身体引起的其它效应,诸如人的身体的生物电效应,例如心电图,也可以与由电容式传感器产生的静电场相互作用,并且因此也可以被电容式传感器检测。
如上所述,电容式感测一般在本领域中已知的。
然而,航空器上的用于飞行中使用的电容式感测在现有技术中既不是已知的也没有被建议,更不用说当人被布置在航空器座椅和/或航空器床的至少一部分上时通过集成在航空器座椅或航空器床中的电容式传感器感测人的至少一个生理值了。
电容式传感器可以被配置为感测的生理值/生理数据包括但不限于:呼吸频率、心率、血压、窦性心律和至少一个生物电值,优选心电图。
系统可以被配置为例如借助内部或远程评价设备或其它处理部件,基于检测的生理数据确定一个或多个生理参数和/或生理状态的值。可以分别确定的生理参数和/或生理状态包括但不限于呼吸频率、心率、窦性心律、至少一个生物电值(优选心电图)、中毒(例如,血液酒精浓度)、清醒、焦虑水平、压力水平和呼吸不规则(例如,过度换气)。例如,系统可以被配置为访问优选地存储在内部和/或外部数据存储器中的多个预定指标,这些指标提供某些检测的生理数据与至少一个生理参数和/或生理状态的某个值或值的范围相关的指示。检测的生理数据可以与预定指标相比较,并且,如果检测的生理数据与一个或多个预定指标匹配或者相近,则对应于预定指标的至少一个生理参数和/或生理状态的值或值的范围可以被确定并且被提供给例如存储器和/或显示器。例如,可以以一个或多个查找表和/或算法的形式存储和访问预定指标。
此外,电容式传感器进一步被配置为基于感测的生理值产生至少一个生理信号。
系统还可以包括发送设备,该发送设备被配置为将生理信号发送到例如作为机载娱乐系统的一部分的设备(例如,已集成于航空器中的设备)或者单独的接收设备,诸如用户的可穿戴设备,诸如智能手表和/或智能眼镜,和/或诸如平板机/或智能电话的移动设备。换句话说,接收设备可以由航空器的运营商(例如,相应的航空公司)提供,并且/或者接收设备也可以是属于用户的设备。
发送设备可以被配置为通过有线连接或无线地通信连接到接收设备。例如,发送设备可以被配置为经由蓝牙连接,优选蓝牙低能量(BLE)连接,通信地连接到接收设备。也可以使用其它类型的无线连接。发送设备也可以经由一根或多根线缆连接到接收设备。
在任何情况下,接收设备可以被配置为处理和/或评价生理信号并且/或者例如在接收设备的屏幕和/或与接收设备分离的屏幕上提供并且/或者存储与人相关的生理值和/或生理参数。
出于该目的,接收设备可以具有安装在其上面的用于处理和/或评价生理信号的处理软件。
因此,通过检测航空器中的机载人员的生理数据,尤其是通过包括分别集成在航空器座椅和/或航空器床中的至少一个电容式传感器的至少一个检测设备来检测,飞行中的航空器上的机上人员即机组人员和/或乘客的生理值可以被检测并且还可选地被监视。
如开头所述,由于在许多航空器飞行期间覆盖的距离长,因此机组人员(例如,飞行员和/或乘务员)和乘客在各自航空器中花费的飞行时间通常相对较长。
这会对人的身体和/或健康产生负面影响。例如,长时间保持在某个位置,诸如航空器座椅或航空器床上的就座和/或躺卧位置,会导致来自人体的负面的心血管和/或呼吸紊乱响应。特别地,在航空器中不能移动(例如,行走)或至少移动能力下降会导致负面影响,当在航空器中长时间停留时,特别是当处于就座和/或躺卧位置时,会发生该负面影响。
此外,在许多情况下,尤其是在商用航空器中,航空器中的就座条件,特别是在就座时为人提供的腿部空间,会对人的身体产生负面影响,例如对人的心血管和/或呼吸系统产生负面影响。
因此,检测航空器中的机载人员的生理数据,尤其是通过包括分别集成在航空器座椅和/或航空器床中的至少一个电容式传感器的至少一个检测设备来检测,可以允许检测并且还可选地监视飞行中的航空器中的人(诸如机组人员(例如,飞行员和/或乘务员)和/或乘客)的一般健康状态和/或一般生理状态,例如清醒、睡眠或无意识。
系统可以监视生理数据,并且还可选地向其生理数据正在被检测的人和/或向其它人和/或向另一设备提供警告。例如,可以检测乘客的生理数据,并且可以向乘客和/或机组人员(例如,乘务员)发送警告。
因此,通过检测航空器中的机载人员的生理数据,并且还可选地监视生理数据,飞行中的航空器中的人的严重或至少较差的健康状况可以例如由其生理数据正在被检测的人和/或由其它人(诸如机上医务人员和/或机组人员)照看。
此外,基于检测的生理数据,其生理数据正被检测的人和/或其它人可以识别出应采取措施,诸如通过锻炼、服用药物、改变他们的就坐和/或躺卧位置和/或寻求医疗护理,以应对恶化的健康状况和/或如果不采取这些措施可能恶化的健康状况。
因此,本文所述的用于检测航空器中的机载人员的生理数据的系统可以防止或至少降低可能发生的飞行中健康相关并发症的风险。
此外,检测航空器中的机载人员的生理数据,尤其是通过包括分别集成在航空器座椅和/或航空器床中的至少一个电容式传感器的至少一个检测设备来检测,可以向其生理数据正被检测的人和/或其它人给予关于该人的健康的一般状态和/或他们的一般生理状态(例如,清醒、睡眠或无意识)的一般反馈。
如今,人们通常对例如在日常基础上独立于医务人员(例如,医生)地监视自己的健康感兴趣。因此,例如,如本文所述,基于航空器在飞行中由系统检测的生理数据向乘客提供关于他们的一般健康的信息,会是乘客和/或机组人员所期望和/或喜欢的服务。
这可能对经常乘坐航空器旅行的人特别有用,例如,有助于评估乘坐航空器旅行对个人健康的影响。
特别地,航空器的运营商,例如航空公司,可以在航空器中例如以额外的成本,特别地向乘客,提供这种服务作为选项。
此外,系统可以允许优选定期地确定和/或评估基本上至少部分地对航空器的安全负责的人(诸如航空器的飞行员)的健康状态。
因此,这可以允许航空器的运营商,例如航空公司,向相关人员提供医疗护理,或者至少禁止该人员履行其职责,航空器的安全基本上至少部分地依赖于该职责。
此外,在飞行员和/或乘务员的检测的生理数据显示飞行员和/或乘务员的健康状况或一般生理状态较差并且/或者不适于当前情况(例如,飞行员和/或乘务员可能无意识、疲劳、睡眠和/或醉酒)的情况下,这可以指示给飞行员和/或乘务员和/或其它人,使得可以采取措施以确保航空器的安全。
例如,在航空器上的第二飞行员可以接管航空器的控制,或者地面人员可以远程接管航空器的控制。
系统还可以经由生理数据指示其生理数据正在被检测的人(例如,飞行员)的压力相关症状。
因此,为了在未来潜在地减少飞行员的压力相关症状,航空器的运营商,例如航空公司,在确定训练的类型和/或量时和/或在为飞行员创建可能适于改善对潜在压力导致飞行中状况的飞行员反应的新训练时,可以考虑表示压力相关症状的生理数据。
检测机组人员(例如,乘务员和/或飞行员)的生理数据可以允许更频繁地监视机组人员的一般健康和/或他们在飞行中的表现。这可能比由医务人员仅每年或半年对机组人员特别是飞行员进行医疗检查更有效和/或更高效。
检测的生理数据还可以用于一般地确定人是否坐在航空器座椅上和/或躺卧在航空器床上。当机组人员和/或乘客被推断为坐在他们各自的航空器座椅上或躺卧在他们各自的航空器床上时,例如,在起飞和/或着陆期间和/或当发生湍流时,这可能是有用的。
确定某人是坐在航空器座椅上还是躺卧在航空器床上也可以提供飞行员是否坐在他们各自的航空器座椅上的信息,以确保航空器的安全。
可替代地或附加地,系统可以被配置为基于检测的生理数据确定坐在航空器座椅上和/或躺卧在航空器床上的人的就座位置和/或躺卧位置。可选地,与确定的就座位置和/或躺卧位置相关的反馈信息可以由系统提供给用户。反馈信息可以包括用于向用户指示确定的就座位置和/或躺卧位置的信息和/或用于指示确定的就座位置和/或躺卧位置是否可能对用户的健康有害的信息。反馈信息还可以可选地提供用于假设更健康和/或危害更小的就座位置和/或躺卧位置的至少一个建议。这可以使系统能够防止或至少减少用户的健康相关并发症,这些并发症可能是由假设不适当的就座位置和/或躺卧位置引起的。
检测的生理数据还可以用于识别机上人或一组人对航空器安全的潜在威胁。例如,可以检测到可能正在计划袭击航空器的人或一组人,因为该人或该组人的生理值,特别是心跳和/或血压,在袭击之前往往变得异常,特别是升高。
因此,通过检测这种异常的特别是升高的生理值,可以检测到这样的人或一组人,使得可以及早识别对航空器的威胁,以潜在地防止袭击。
航空器上的一个人或所有人的检测的生理数据可以被存储在航空器的机载存储器和/或飞行记录器(黑匣子)中。这可以允许在稍后的时间,例如在飞行已结束之后,对存储的生理数据进行评估。
检测的生理数据也可以例如经由发送设备被发送到地面,例如被发送到地面监视站。这可以允许人们(例如地面人员)在地面上而不仅仅是在航空器中监视和/或评估生理数据。例如,当检测到航空器上的某人或多个人(特别是飞行员)的严重和/或异常生理数据时,这可以允许地面人员快速远程接管航空器的控制。
系统还可以包括用于向该系统提供电能的至少一个电源,例如,一个或多个电池。可替代地,系统可以连接到已经存在的航空器电气系统并且由其供电。
优选地,电容式传感器包括至少两个电极,优选扁平电极。
优选为扁平电极形式的至少两个电极可以有助于将电容式传感器集成在航空器座椅和/或航空器床中或其上面。特别地,与电容式传感器的其它配置相比,优选为扁平电极形式的至少两个电极可以是非侵入性的,或者仅是最小程度的侵入性的。
因此,当电容式传感器集成在航空器座椅或航空器床上或其中时,对于坐在航空器座椅中或躺卧在航空器床上的人的就座和/或躺卧舒适度分别不受损,或仅最低限度地受损。因此,尽管集成电容式传感器,但可以分别保持坐在或躺卧在航空器座椅或航空器床中的人的高水平舒适度。
至少两个电极可以集成在航空器座椅和/或航空器床的至少一个衬垫内和/或至少一个覆盖物下方。
出于该目的,航空器座椅和/或航空器床可以包括访问元件,该访问元件被配置为允许访问集成在航空器座椅和/或航空器床中的电容式传感器。
因此,为了例如在至少一个电极出现故障时服务电极和/或更换电极,访问元件可以使得至少两个电极能够被访问。这可以有利于系统的维修工作,并由此降低成本。
访问元件可以是例如航空器座椅和/或航空器床的可移除部分,例如,可移除的座椅或胎圈(bead)覆盖物,诸如可移除的座椅或胎圈装饰,或者航空器座椅和/或航空器床的衬垫的可移除部分。
访问元件还可以是通常可移动元件,例如可转动和/或可旋转和/或可滑动元件,诸如挡板或滑动元件,该可移动元件可以被配置为通过将可移动元件从其中可移动元件不允许访问相应电极的关闭位置移动到其中可移动元件允许访问各个电极的访问位置,以允许访问电极。
电极可以被布置在航空器座椅的外表面上,例如,被布置在就座部分和/或靠背和/或扶手和/或头枕的外表面上,或者被布置在航空器床的外表面上,例如,躺卧部分和/或头枕的外表面上。
附加地或者可替代地,电极可以被布置在航空器座椅和/或航空器床内,例如,被布置在航空器座椅的就座部分和/或靠背和/或扶手和/或头枕的衬垫内和/或被布置在航空器床的躺卧部分和/或头枕的衬垫内。电极也可以被布置在航空器座椅和/或航空器床的外表面下方,诸如座椅覆盖物或床覆盖物(例如,座椅和/或床装饰)的下方。
在系统包括至少一个航空器座椅的情况下,电容式传感器优选地被布置在航空器座椅的就座部分中或就座部分上和/或靠背中或靠背上。
这种布置可以允许电容式传感器位于其生理数据要被检测的人的身体附近,特别是躯干附近。这可以促进生理数据的检测和/或提供所述生理数据的更精确的检测,特别是关于与人的心血管和/或呼吸系统相关的生理数据。
优选地,检测设备包括至少一个发送设备,该至少一个发送设备被配置为优选地无线地连接到接收设备,优选地连接到移动和/或可穿戴设备,并且将生理数据发送到接收设备。
例如,发送设备可以被配置为经由蓝牙连接,优选蓝牙低能量(BLE)连接,通信地连接到接收设备。也可以使用其它类型的无线连接。发送设备也可以经由一根或多根线缆连接到接收设备。
发送设备可以集成在检测设备中和/或与系统的其它组件(诸如上面或下面描述的那些组件)集成,以与检测设备形成单个相干单元,即作为一个模块。可替代地,发送设备可以被配置为与检测设备或系统的任何其它组件分离的单元,例如,不固定地附接到检测设备或系统的任何其它组件的单元。
发送设备可以被配置为通信地连接到由航空器的运营商(例如,相应的航空公司)提供的接收设备。例如,接收设备可以是例如作为机载娱乐系统的一部分已经集成在航空器中的设备。
可替代地,或者附加地,接收设备可以是单独的接收设备,优选地,可以是用于从发送设备(诸如用户的智能电话)仅接收数据以外的其它功能的设备。
特别地,接收设备可以是属于用户的设备,诸如可穿戴设备,诸如智能手表和/或智能眼镜,和/或移动设备,诸如平板机和/或智能电话。
换句话说,接收设备可以由航空器的运营商(例如,相应的航空公司)提供,并且/或者接收设备也可以是属于用户的设备。
如开头所述,电容式传感器产生用于检测坐在航空器座椅上和/或躺卧在航空器床上的人的身体的生理数据的静电场。
如上所述,电容式感测通常在本领域中是已知的。
然而,航空器上的用于飞行中使用的电容式感测在现有技术中不是已知的也没有被建议,更不用说当人被布置在航空器座椅或航空器床的至少一部分上时通过集成在航空器座椅和/或航空器床中的电容式传感器感测人的至少一个生理值了。
因此,本文公开的系统可能面临现有技术中没有解决的挑战,特别是由于在现有技术中缺乏在飞行中的航空器上使用电容式感测。
设置在航空器中的各种设备可以例如在航空器的机舱和/或驾驶舱中产生电磁场,这可能对由电容式传感器产生的静电场造成干扰。例如,航空器的各种飞行控制系统可以产生这样的电磁场。
该干扰可能影响由电容式传感器产生的生理信号。
为了抵消这些影响,系统可以包括信号处理单元,该信号处理单元被配置为至少基于存在于系统环境中的一个或多个干扰信号,优选电磁干扰信号,处理和/或调整生理信号。
因此,为了提供更可靠和/或更准确的生理信号,信号处理单元可以被配置为使生理信号适应于航空器中的环境。
信号处理单元可以被布置在航空器座椅和/或航空器床内,例如,在航空器座椅的就座部分和/或靠背和/或扶手和/或头枕的衬垫内和/或在航空器床的躺卧部分和/或头枕的衬垫内,以提供信号处理单元的相对整洁和收起的布置。可替代地,信号处理单元可以被布置在其它地方,诸如航空器座椅和/或航空器床的下方。
信号处理单元可以与检测设备和/或与系统的其它组件(诸如上面或下面描述的那些组件)集成,以形成单个相干模块。可替代地,信号处理单元可以被配置为与检测设备或系统的任何其它组件分离的单元,例如,不固定地附接到检测设备或系统的任何其它组件的单元。
优选地,系统还包括放大单元,该放大单元被配置为放大由电容式传感器产生的生理信号并且将放大的生理信号提供给信号处理单元,使得信号处理单元可以处理和/或调整放大的生理信号。
特别地,通过在电容式传感器处,即在生理信号被提供给信号处理单元之前,放大由电容式传感器产生的生理信号,可以减少干扰信号(例如,电磁干扰信号)对生理信号的影响。
特别地,基于从人检测的生物电值的生理信号可能特别容易受到干扰信号(例如,电磁干扰信号)的干扰。
因此,通过在生理信号被提供给信号处理单元之前放大这种生理信号,可以减少干扰信号对生理信号的影响。
这可以允许检测其生理数据要被检测的人的生物电值,优选心电图,检测到医学质量或至少足以给出生物电值的状态的可靠指示(例如,好或差)的质量。
优选地,检测设备被配置为至少基于干扰信号对生理信号应用模拟和/或数字频率选择性滤波。
为了提供更可靠和/或更准确的生理信号,通过至少基于干扰信号经由模拟和/或数字频率选择性滤波特别地调节生理信号,生理信号可以特别地适应于航空器中的环境。
优选地,检测设备包括用于执行模拟频率选择性滤波的至少一个无源电子组件,优选地,至少一个电容器和/或至少一个线圈和/或至少一个电阻。
为了提供更可靠和/或更准确的生理信号,上述的无源电子组件可以提供用于特别地使生理信号适应于航空器中的环境的可靠和/或高效和/或有效的部件。
优选地,系统还包括用于执行模拟频率选择性滤波的至少一个运算放大器。
为了提供更可靠和/或更准确的生理信号,可替代地或附加地,以下设备和/或组件可以提供用于特别地使生理信号适应于航空器中的环境的可靠和/或高效和/或有效的部件。
优选地,检测设备包括用于执行数字频率选择性滤波的至少一个逻辑模块,优选地,至少一个专用集成电路(ASIC)和/或至少一个现场可编程门阵列(FPGA)。
优选地,信号处理单元被配置为至少关于干扰信号的至少一个脉冲宽度和/或至少一个频率来检测一个或多个干扰信号,并且从生理信号中过滤干扰信号和/或忽略干扰信号。
优选地,出于将频率选择性滤波应用于生理信号的目的,信号处理单元被配置为将至少一个傅立叶分析和/或至少一个自相关和/或至少一个自适应算法应用于生理信号。
优选地,检测设备被配置为调整(优选地平滑化)由航空器电气系统提供给检测设备的电源电压。
航空器(特别是商用客机和/或货机)的航空器电气系统通常产生为正弦并且因此不恒定的交变电流。
因此,调整(优选地平滑化)由航空器电气系统提供给检测设备的电源电压可以使得能够产生更可靠和/或更准确的生理信号。
优选地,检测设备被配置为优选地通过至少一个算法过滤和/或忽略由存在于系统环境中的运动引起的生理信号中的影响,校正由该运动(优选振动)引起的生理信号中的运动伪影。
飞行中的航空器中的环境经常受到具有各种原因的运动(诸如振动)的影响。例如,受航空器外部环境影响的湍流可能导致航空器内部的运动,例如,震颤。此外,航空器的发动机也可能导致航空器内部的运动。这样的运动可能导致生理信号中的运动伪影,这可能降低生理信号的准确性和/或有效性。
因此,通过过滤和/或忽略生理信号中的这些影响,从而校正由存在于系统环境中的运动(优选振动)引起的生理信号中的这种运动伪影,可以产生更可靠和/或更准确的生理信号。
优选地,系统还包括加速度计和/或陀螺仪,该加速度计和/或陀螺仪用于检测存在于系统环境中的运动,优选振动,以校正由运动引起的生理信号中的运动伪影。
加速度计和/或陀螺仪可以分别集成在航空器座椅和/或航空器床的一部分中。可替代地,加速度计和/或陀螺仪也可以被布置在航空器座椅和/或航空器床的外部,例如,在航空器座椅或航空器床下方。出于信息交换的目的,加速度计和/或陀螺仪可以与系统的另一组件(优选信号处理单元)优选无线地通信耦合,该另一组件然后可以基于由加速度计和/或陀螺仪提供的信息校正由运动检测设备检测的运动引起的生理信号中的运动伪影。
优选地,系统还包括屏蔽部件,该屏蔽部件被配置为主动地和/或被动地使系统的至少多个部分屏蔽存在于系统环境中的干扰信号,优选电磁干扰信号。
通过设置这样的屏蔽部件,例如,可以整体上减少或防止干扰信号对产生的生理信号的影响。此外,可以减少或者甚至防止本文所述的系统可能对其它系统(诸如航空器的飞行控制系统)产生的影响。例如,由本文所述的系统产生的生理信号和/或由电容式传感器产生的静电场可能对航空器的其它系统(诸如飞行控制系统)产生负面影响。
屏蔽部件可以包括对干扰信号(优选电磁信号)不可渗透或至少具有降低的渗透性的材料,以保护系统的至少一部分免受干扰信号的影响。
屏蔽部件可以是覆盖系统的组件中的至少一个(例如,放大单元、信号处理单元或线缆)的至少一部分的涂层。
可替代地,屏蔽部件可以是覆盖系统的至少一部分的外壳。
优选地,屏蔽部件包括优选地分别集成在航空器座椅或航空器床内的至少一层屏蔽材料,该一层屏蔽材料被布置在一个或多个干扰信号源和系统的至少一部分之间,以被动地使系统的至少一部分屏蔽干扰信号。
优选地,屏蔽部件包括至少一层屏蔽材料,该一层屏蔽材料被设置在系统的线缆中的至少一些的至少一部分周围,以被动地使系统的至少一部分屏蔽干扰信号。
优选地,系统被配置为检测人的至少一个生物电值。
优选地,系统被配置为检测与人的以下各项中的至少一个相关的生理数据:呼吸频率、心率、窦性心律和至少一个生物电值,优选心电图。
系统可以被配置为基于检测的生理数据,例如借助内部或远程评价设备或其它处理部件,确定一个或多个生理参数和/或生理状态。可以分别确定的生理参数和/或生理状态包括但不限于呼吸频率、心率、窦性心律、至少一个生物电值(优选心电图)、中毒(例如,血液酒精浓度)、清醒、焦虑水平、压力水平和呼吸不规则(例如,过度换气)。例如,系统可以被配置为访问优选地存储在内部和/或外部数据存储器中的多个预定指标,这些指标提供某些检测的生理数据与至少一个生理参数和/或生理状态的某个值或值的范围相关的指示。检测的生理数据可以与预定指标相比较,并且,如果检测的生理数据与一个或多个预定指标匹配或者相近,则对应于预定指标的至少一个生理参数和/或生理状态的值或值的范围可以被确定并且被提供给例如存储器和/或显示器。例如,可以以一个或多个查找表和/或算法的形式存储和访问预定指标。
优选地,电容式传感器的最大总重量为30g,优选25g,更优选20g。
通常希望限制航空器的机载重量,以例如降低运营成本,诸如燃料消耗。因此,通过将电容式传感器的最大重量限制在上述识别的值,由电容式传感器引起的附加机载重量可以保持在最小值。
通过根据本发明的第二方面的用于在飞行中监视航空器中的机载人员的至少一个生理参数的套件(kit),也解决了在开始时提出的目的。
套件包括用于检测航空器中的机载人员的生理数据的系统,该系统具有本文所述的特征和/或配置中的任一个。
套件还包括评价设备,该评价设备被配置为基于由电容式传感器产生的生理信号确定并且可选地显示人的生理参数。
优选地,评价设备是以下设备中的一个:用户的移动和/或可穿戴设备、膝上型计算机、PC、平板机和包括用于显示生理参数的至少一个显示器的机载娱乐系统。
上面关于根据本发明的第一方面的系统描述的特征、配置和/或优点也相应地适用于根据本发明第二方面的套件。
下列方面提供本发明的可替代性和/或进一步的特征:
1、一种用于检测航空器中的机载人员的生理数据的系统,包括:
—至少一个检测设备,包括至少一个非接触式传感器,该至少一个非接触式传感器优选是电容式传感器,其中非接触传感器被配置为分别附接和/或集成在航空器座椅和/或航空器床中,并且,其中非接触式传感器被配置为当人被布置在航空器座椅或航空器床的至少一部分上时感测人的至少一个生理值,并且,电容式传感器进一步被配置为基于感测的生理值产生至少一个生理信号。
2、根据方面1所述的系统,还包括至少一个航空器座椅和/或至少一个航空器床,其中,非接触式传感器附接和/或集成在航空器座椅和/或航空器床中。
3、根据方面1或2所述的系统,其中,电容式传感器包括至少两个电极,该至少两个电极优选是扁平电极,该至少两个电极集成在航空器座椅和/或航空器床的至少一个衬垫内和/或至少一个覆盖物的下方。
4、根据前述方面中的任一方面所述的系统,其中,在系统包括至少一个航空器座椅的情况下,电容式传感器被布置在航空器座椅的就座部分中或上和/或靠背中或上。
5、根据前述方面中的任一方面所述的系统,其中,检测设备包括至少一个发送设备,被配置为优选无线地连接到接收设备,优选连接到移动和/或可穿戴设备,并且将生理数据发送到接收设备。
6、根据前述方面中的任一方面所述的系统,还包括信号处理单元,被配置为至少基于存在于系统环境中的一个或多个干扰信号处理和/或调整生理信号,该一个或多个干扰信号优选是电磁干扰信号。
7、根据方面6所述的系统,还包括放大单元,该放大单元被配置为放大由电容式传感器产生的生理信号,并且将放大的生理信号提供给信号处理单元,使得信号处理单元可以处理和/或调整放大的生理信号。
8、根据方面6或7所述的系统,其中,检测设备被配置为至少基于干扰信号,将模拟和/或数字频率选择性滤波应用于生理信号。
9、根据方面8所述的系统,其中,检测设备包括用于执行模拟频率选择性滤波的至少一个无源电子组件,该至少一个无源电子组件优选是至少一个电容器和/或至少一个线圈和/或至少一个电阻。
10、根据方面8或9所述的系统,还包括用于执行模拟频率选择性滤波的至少一个运算放大器。
11、根据方面8~10中的任一方面所述的系统,其中,检测设备包括用于执行数字频率选择性滤波的至少一个逻辑模块,该至少一个逻辑模块优选是至少一个专用集成电路(ASIC)和/或至少一个现场可编程门阵列(FPGA)。
12、根据方面6~11中的任一方面所述的系统,其中,信号处理单元被配置为至少关于干扰信号的至少一个脉冲宽度和/或至少一个频率来检测一个或多个干扰信号,并且还可选地从生理信号中过滤干扰信号和/或忽略干扰信号。
13、根据方面6~12中的任一方面所述的系统,其中,出于将频率选择性滤波应用于生理信号的目的,信号处理单元被配置为将至少一个傅立叶分析和/或至少一个自相关和/或至少一个自适应算法应用于生理信号。
14、根据前述方面中的任一方面所述的系统,其中,检测设备被配置为调整电源电压,该调整优选为平滑化,该电源电压优选由航空器电气系统提供给检测设备。
15、根据前述方面中的任一方面所述的系统,其中,检测设备被配置为通过过滤和/或忽略由存在于系统环境中的运动引起的生理信号中的影响,校正由该运动引起的生理信号中的运动伪影,该运动优选是振动,该过滤和/或忽略优选通过至少一个算法。
16、根据方面15所述的系统,还包括至少一个运动检测设备,该至少一个运动检测设备优选是加速度计和/或陀螺仪,该至少一个运动检测设备用于检测存在于系统环境中的运动,以校正由运动引起的生理信号中的运动伪影,该运动优选是振动。
17、根据前述方面中的任一方面所述的系统,还包括屏蔽部件,该屏蔽部件被配置为主动地和/或被动地使系统的至少多个部分屏蔽存在于系统环境中的干扰信号,该干扰信号优选是电磁干扰信号。
18、根据方面17所述的系统,其中,屏蔽部件包括至少一层屏蔽材料,该至少一层屏蔽材料优选地分别集成在航空器座椅或航空器床内,该至少一层屏蔽材料被布置在一个或多个干扰信号源和系统的至少一部分之间,以被动地使系统的至少一部分屏蔽干扰信号。
19、根据方面17或18所述的系统,其中,屏蔽部件包括至少一层屏蔽材料,该至少一层屏蔽材料被设置在系统的线缆中的至少一些的至少一部分周围,以被动地使系统的至少一部分屏蔽干扰信号。
20、根据前述方面中的任一方面所述的系统,其中,系统被配置为检测人的至少一个生物电值。
21、根据前述方面中的任一方面所述的系统,其中,系统被配置为检测与人的以下各项中的至少一项相关的生理数据:呼吸频率、心率和窦性心律、至少一个生物电值,优选心电图。
22、根据前述方面中的任一方面所述的系统,其中,电容式传感器最大总重量为30g,优选为25g,更优选为20g。
23、一种用于在飞行中监视航空器中的机载人员的至少一个生理参数的套件,包括根据前述方面中的任一方面所述的系统和评价设备,该评价设备被配置为基于由电容式传感器产生的生理信号确定并且可选地显示人的生理参数。
24、根据方面23所述的套件,其中,评价设备是以下设备中的一个:用户的移动和/或可穿戴设备、膝上型计算机、PC、平板机和包括用于显示生理参数的至少一个显示器的机载娱乐系统。
附图说明
下面参照附图进一步阐明本发明的优选实施例。描述的实施例不限制本发明。
图1表示根据本发明的第一方面的系统和第二方面的套件(包括航空器座椅)的侧视图;
图2表示根据本发明的第一方面的系统和第二方面的套件(包括航空器床)的侧视图。
具体实施方式
图1和图2表示用于检测航空器中的机载人员的生理数据的系统10。在图1所示的实施例中,系统10包括安装在无动力航空器(诸如滑翔机)或动力航空器(诸如螺旋桨航空器或喷气式航空器)中的航空器座椅12。与图1相对,图2所示的系统10包括航空器床112,而不是图1所示的航空器座椅12。
除了图1中所示的系统10包括航空器座椅12而图2中所示的系统10包括航空器床112以外,图1和图2中所示的系统10可以是相同的。图1和图2所示的系统也可以以其它方式相互不同。例如,图1和图2中分别表示的系统10的组件不必相同。
另外,系统10可以同时包括航空器座椅12(例如,如图1所示)和航空器床112(例如,图2所示)。系统10还可以包括多个航空器座椅12和/或多个航空器床112。
航空器座椅12和/或航空器床112可以被布置在航空器中的任何位置,例如,作为乘客或乘务员的座椅或床在航空器的客舱中,或者作为航空器的飞行员的座椅或床位在航空器的驾驶舱中。
图1所示的航空器座椅12包括被配置为供人就座的就座部分14、靠背16、至少一个扶手18和头枕20。
此外,航空器座椅12经由安装元件24被固定地安装到航空器的地板22。
图2所示的航空器床112包括被配置为供人躺卧的躺卧部分114和头枕120。
系统10还包括检测设备26,该检测设备26包括电容式传感器28。图1和图2分别表示多个电容式传感器28。系统10可以具有任意数量的电容式传感器28。可替代地,系统10可以仅包括单个电容式传感器28。
多个电容式传感器28可以是单个检测设备26的一部分。可替代地,各电容式传感器28可以与其自身的检测设备26相关联。
如图1所示,就座部分14和靠背16分别设置有集成在其中的一个电容式传感器28。此外,扶手18和/或头枕20还可以设置有一个或多个电容式传感器28。
因此,就座部分14和/或扶手18和/或靠背16和/或头枕20可以各自设置有一个或多个电容式传感器28。
电容式传感器28可以被布置在航空器座椅12的外表面上,例如,被布置在就座部分14和/或扶手18和/或靠背16和/或头枕20的外表面上。
附加地或可替代地,电容式传感器可以被布置在航空器座椅12内,例如,被布置在就座部分14和/或扶手18和/或靠背16和/或头枕20的衬垫30内。电容式传感器28还可以被布置在航空器座椅12的外表面的下方,诸如图1中没有具体示出的座椅覆盖物(例如,座椅装饰)的下方。
在图2所示的航空器床112的情况下,如图2所示,躺卧部分114设置有集成在其中的两个电容式传感器28。此外,头枕120也可以设置有一个或多个电容式传感器28。
因此,躺卧部分114和/或头枕120可以各自设置有一个或多个电容式传感器28。
电容式传感器28可以被布置在航空器床112的外表面上,例如,被布置在躺卧部分114和/或头枕120的外表面上。
附加地或可替代地,电容式传感器可以被布置在航空器床112内,例如,被布置在躺卧部分114和/或头枕120的衬垫30内。电容式传感器28还可以被布置在航空器床112的外表面的下方,诸如图2中没有具体示出的座椅覆盖物(例如,座椅装饰)的下方。
电容式传感器28被配置为当人被布置在航空器座椅12的至少一部分上时,或者在航空器床112的情况下,当人被布置在航空器床112的至少一部分上时,感测人的至少一个生理值。电容式传感器28进一步被配置为基于感测的生理值产生至少一个生理信号。
可以检测/感测的生理数据/值可以包括但不限于呼吸频率、心率、窦性心律和至少一个生物电值,优选心电图。
系统10可以被配置为例如借助内部或远程评价设备或其它处理部件,基于检测的生理数据确定一个或多个生理参数和/或生理状态。可以分别确定的生理参数和/或生理状态包括但不限于呼吸频率、心率、窦性心律、至少一个生物电值(优选心电图)、中毒(例如,血液酒精浓度)、清醒、焦虑水平、压力水平和呼吸不规则(例如,过度换气)。例如,系统10可以被配置为访问优选地存储在内部和/或外部数据存储器中的多个预定指标,这些指标提供某些检测的生理数据与至少一个生理参数和/或生理状态的某个值或值的范围相关的指示。检测的生理数据可以与预定指标相比较,并且,如果检测的生理数据与一个或多个预定指标匹配或者相近,则对应于预定指标的至少一个生理参数和/或生理状态的值或值的范围可以被确定并且被提供给例如存储器和/或显示器。例如,可以以一个或多个查找表和/或算法的形式存储和访问预定指标。
电容式传感器28可以被配置为以非接触方式感测人的一个或多个生理值。换句话说,人的身体不必为了电容式传感器28感测人的生理值而接触电容式传感器28。相反,当人的身体接近电容式传感器28时,例如,当人至少部分地坐在航空器座椅12上或至少部分地躺卧在航空器床112上时,电容式传感器28可以感测一个或多个生理值。
因此,坐在航空器座椅12上或躺卧在航空器床112上时的人的运动,诸如由但不限于人的呼吸和/或心跳和/或血压引起的运动,可以由电容式传感器28检测。
附加地和/或可替代地,可能由坐在航空器座椅12上或躺卧在航空器床112上时的人的身体引起的其它效应,诸如人的身体的生物电效应(例如心电图),也可能与由电容式传感器28产生的静电场相互作用,并因此也可以由电容式传感器28检测。
如图1和图2所示,通过检测航空器中的机载人员的生理数据,特别是通过包括集成在航空器座椅12和/或航空器床112中的至少一个电容式传感器28的至少一个检测设备26来检测,飞行中的航空器上的人即机组人员和/或乘客的生理值可以被检测,并且也可选地被监视。
如开头所述,检测航空器中的机载人员的生理数据存在的许多益处。
例如,乘坐航空器长途旅行会对人的身体和/或健康产生负面影响。
因此,通过提供本文所述的用于检测航空器中的机载人员的生理数据的系统10,可以防止或至少降低可能发生的飞行中健康相关并发症的风险。
此外,系统10可以允许检测并且还可选地监视飞行中的航空器中的人(诸如机组人员(例如飞行员和/或乘务员)和/或乘客)的一般健康状态和/或一般生理状态,例如,清醒、睡眠或无意识。
此外,系统10对于经常乘坐航空器旅行的人可能特别有用,例如,有助于评估乘坐航空器旅行对人的身体和/或健康、特别是对人的心血管系统和/或呼吸系统的影响。
特别地,航空器的运营商,例如航空公司,可以在航空器中例如以额外的成本特别地向商业航班的乘客提供这种服务作为选项。
检测的生理数据还可以用于一般地确定某人是坐在航空器座椅12上还是躺卧在航空器床112上。当机组人员和/或乘客被假定为坐在他们各自的航空器座椅12上和/或躺卧在他们各自的航空器床112上时,例如在起飞和/或着陆期间和/或当发生湍流时,这可能是有用的。
确定某人是否坐在航空器座椅12中和/或躺卧在航空器床112上还可以提供飞行员是否坐在他们各自的航空器座椅12中或他们各自的床112上的信息,以确保航空器的安全和/或人的安全。
系统10可以包括用于存储航空器上的一个人或所有人的检测的生理数据的存储器。可替代地,生理数据可以被存储在单独的机载存储器和/或航空器的飞行记录器(黑匣子)中。这可以允许在稍后的时间,例如在飞行结束之后,对存储的生理数据进行评估。
优选地,电容式传感器28包括集成在航空器座椅12的至少一个衬垫30内和/或至少一个覆盖物的下方的至少两个电极,优选为扁平电极。
检测设备26包括至少一个发送设备32,该发送设备32被配置为优选地无线地连接到接收设备34,优选地连接到移动和/或可穿戴设备,并且将生理数据发送给接收设备34。
发送设备32可以被布置在航空器的任何位置,例如,航空器座椅12(参见图1)和/或航空器床112内、航空器座椅12和/或航空器床112的表面上(参见图1)或航空器座椅12和/或航空器床112的下方。
例如,发送设备32可以被配置为经由蓝牙连接,优选蓝牙低能量(BLE)连接,通信地连接到接收设备34。其它类型的无线连接也是可行的。发送设备32也可以经由一根或多根线缆连接到接收设备34。
例如,发送设备32可以被配置为通信地连接到由航空器的运营商(例如,相应的航空公司)提供的接收设备34。例如,这种接收设备34可以是例如如图1所示的那样附接到航空器座椅12的扶手18或者如图1所示的那样附接到位于航空器座椅12前方的航空器座椅12的背面的航空器的机载娱乐系统的一部分。
可替代地或附加地,同样如在图1中由图1左上角的接收设备34所示,接收设备34可以是单独的设备,例如,属于用户的设备,诸如可穿戴设备,诸如智能手表和/或智能眼镜,和/或移动设备,诸如平板机和/或电智能电话。
在任何情况下,接收设备34可以被配置为处理和/或评价生理信号和/或例如在接收设备34的集成屏幕和/或与接收设备34分离的屏幕上提供与坐在航空器座椅12上和/或躺卧在航空器床112上的人有关的生理参数。
出于该目的,接收设备34可以具有安装在其上面的用于处理和/或评价生理信号并且可选地还存储生理信号的处理软件。
检测的生理数据也可以例如经由发送设备32被发送到地面,例如发送到地面监视站。这可以允许人们(例如,地面人员)在地面上而不仅仅是在航空器中监视和/或评估生理数据。这可以允许地面人员例如当检测到飞行员的严重和/或异常生理数据时快速远程接管航空器的控制。
因此,接收设备34也可以被设置在地面上,例如在地面监视站中。至少第一接收设备34可以被设置在地面上,并且至少第二接收设备34可以被设置在航空器中。
航空器上的用于飞行中使用的电容式感测可能面临与航空器中的环境相关的各种挑战。
例如,设置在航空器中的各种设备可能例如在航空器的机舱和/或驾驶舱中产生电磁场,这可能引起对电容式传感器28产生的与静电场的干扰。
该干扰可能影响由电容式传感器28产生的生理信号。
为了抵消这些影响,系统10可以包括信号处理单元36,该信号处理单元26被配置为至少基于可能存在于航空器的环境中的一个或多个干扰信号,优选电磁干扰信号,处理和/或调整生理信号。
因此,为了提供更可靠和/或更准确的生理信号,信号处理单元36可以被配置为使生理信号适应于航空器中的环境。
信号处理单元36可以被布置在航空器中的任何位置,例如,在航空器座椅12和/或航空器床112内、在航空器座椅12和/或航空器床112的表面上或者在航空器座椅12和/或航空器床112的下方。信号处理单元36被示出为被布置在航空器座椅12和航空器床112的外部。然而,信号处理单元36的位置仅在图1和图2中被示意性地示出。如上所述,信号处理单元36可以被布置在航空器中的任何位置。
系统10还可以包括放大单元38,该放大单元38被配置为放大由电容式传感器28产生的生理信号并且将放大的生理信号提供给信号处理单元36,使得信号处理单元36可以处理和/或调整放大的生理信号。
特别地,通过在电容式传感器28处,即在生理信号被提供给信号处理单元之前,放大由电容式传感器28产生的生理信号,可以减少干扰信号(例如,电磁干扰信号)对生理信号的影响。
例如,基于从人检测的生物电值的生理信号可能特别容易受到干扰信号(例如,电磁干扰信号)的干扰。
因此,通过在生理信号被提供给信号处理单元36之前放大这种生理信号,可以减少干扰信号对生理信号的影响。
放大单元38可以被布置在航空器中的任何位置,例如,在航空器座椅12(参见图1)和/或航空器床112(参见图2)内、在航空器座椅12和/或航空器床112的表面上或者在航空器座椅12和/或航空器床112的下方。
在图1和图2中,放大单元38被示为分别被布置在航空器座椅12和航空器床112内。虽然这种布置可以提供放大单元38的相对整洁和收起的布置,但放大单元38的布置仅在图1和图2中被示意性地示出。如上所述,放大单元38可以被布置在航空器中的任何位置。
为了提供更可靠和/或更准确的生理信号,系统10可以包括如下所述的用于特别是关于航空器中的环境增强生理信号的质量的一个或多个部件。
例如,检测设备26可以被配置为至少基于干扰信号对生理信号应用模拟和/或数字频率选择性滤波。
此外,可以设置用于执行模拟频率选择性滤波的至少一个无源电子组件,优选至少一个电容器和/或至少一个线圈和/或至少一个电阻。
另外,系统10还可以包括用于执行模拟频率选择性滤波的至少一个运算放大器。
此外,可以设置用于执行数字频率选择性滤波的至少一个逻辑模块,优选至少一个专用集成电路(ASIC)和/或至少一个现场可编程门阵列(FPGA)。
优选地,信号处理单元36被配置为至少关于干扰信号的至少一个脉冲宽度和/或至少一个频率来检测一个或多个干扰信号,并且从生理信号过滤干扰信号和/或忽略干扰信号。
优选地,出于将频率选择性滤波应用于生理信号的目的,信号处理单元36被配置为将至少一个傅立叶分析和/或至少一个自相关和/或至少一个自适应算法应用于生理信号。
飞行中的航空器中的环境经常受到具有各种原因的运动(诸如振动)的影响。例如,受航空器外部环境影响的湍流可能导致航空器内部的运动,例如,震颤。此外,航空器的发动机也可能导致航空器内部的运动。这样的运动可能导致生理信号中的运动伪影。
因此,检测设备26可以被配置为优选地通过至少一个算法过滤和/或忽略由存在于系统环境中的运动引起的生理信号中的影响,校正由该运动(优选振动)引起的生理信号中的运动伪影。
通过过滤和/或忽略生理信号中的这些影响,从而校正由存在于系统环境中的运动(优选振动)引起的生理信号中的这种运动伪影,可以产生更可靠和/或更准确的生理信号。
系统10还可以包括用于检测在系统10的环境中存在的运动(优选振动)以校正由运动引起的生理信号中的运动伪影的至少一个运动检测设备40,诸如加速度计和/或陀螺仪。
如图1和图2所示,运动检测设备40可以分别集成在航空器座椅12和/或航空器床112的一部分中。可替代地,运动检测设备40也可以被布置在航空器座椅12和/或航空器床112的外部,例如,分别被布置在航空器座椅12和/或航空器床112的下方。
运动检测设备40可以优选无线地与系统10的另一组件(优选信号处理单元36)通信耦合,以交换信息。系统10的另一组件(优选信号处理单元36)然后可以基于由运动检测设备40提供的信息校正由运动检测设备40检测的运动引起的生理信号中的运动伪影。
系统还可以包括屏蔽部件42,该屏蔽部件42被配置为主动地和/或被动地使系统10的至少多个部分屏蔽存在于系统10的环境中的干扰信号,优选电磁干扰信号。屏蔽部件42在图1和图2中以粗线表示。
如图1所示,屏蔽部件42可以仅包围系统10的组件中的一个。在图1所示的实施例中,屏蔽部件42覆盖放大单元38。
屏蔽部件42还可以包围系统10的多个组件。在图1所示的实施例中,屏蔽部件42覆盖放大单元38和布置在航空器座椅12的就座部分14中的电容式传感器28。
屏蔽部件42可以覆盖系统10的所有组件,优选对干扰信号特别敏感的系统10的所有组件,使得所述干扰信号基本上不影响产生的生理信号,或者至少减小影响。
屏蔽部件42可以包括对干扰信号(优选电磁信号)不可渗透或者至少具有降低的渗透性的材料,以保护系统10的至少一部分免受干扰信号的影响。
例如,屏蔽部件42可以至少部分地包括片材金属、金属滤网和金属泡沫。屏蔽部件42可以至少部分地由铜、黄铜、镍、银、钢和锡制成。
如图1和图2所示,屏蔽部件42可以包括分别集成在航空器座椅12或航空器床1121内的至少一层屏蔽材料42。屏蔽部件42优选地被布置在一个或多个干扰信号源和系统10的至少一部分之间,以被动地使系统10的至少一部分屏蔽干扰信号。
屏蔽部件42可以是覆盖组件中的至少一个(例如,放大单元38、信号处理单元36、线缆和/或电容式传感器28)的至少一部分的涂层。
可替代地,屏蔽部件42可以是覆盖系统10的至少一部分(例如,放大单元38、信号处理单元36、线缆和/或电容式传感器28)的外壳。
上述的接收设备34也可以是评价设备34,该评价设备34可以是用于在飞行中监视航空器中的机载人员的至少一个生理参数的套件的组件。
套件包括本文所述的系统10。评价设备34可以被配置为基于由电容式传感器28产生的生理信号确定并且可选地显示和/或存储人的一个或多个生理参数。
评价设备34可以是以下设备中的一个:用户的移动和/或可穿戴设备、膝上型计算机、PC、平板机和包括用于显示生理参数的至少一个显示器的机载娱乐系统。
系统10还可以包括用于向系统10的至少一部分提供电能的至少一个电源,例如,一个或多个电池。可替代地,系统10可以连接到已经存在的航空器电气系统并且由其供电。

Claims (15)

1.一种用于检测航空器中的机载人员的生理数据的系统(10),包括:
—至少一个航空器座椅(12)和/或至少一个航空器床(112);
—至少一个检测设备(26),所述至少一个检测设备(26)包括分别集成在航空器座椅(12)和/或航空器床(112)中的至少一个电容式传感器(28),电容式传感器(28)被配置为当人被布置在航空器座椅(12)或航空器床(112)的至少一部分上时感测人的至少一个生理值,并且,电容式传感器(28)进一步被配置为基于感测的生理值生成至少一个生理信号。
2.根据权利要求1所述的系统(10),其中,在所述系统包括至少一个航空器座椅(12)的情况下,电容式传感器(28)被布置在航空器座椅(12)的就座部分(14)中或上和/或靠背(16)中或上。
3.根据权利要求1或2所述的系统(10),其中,检测设备(26)包括至少一个发送设备(32),所述至少一个发送设备(32)被配置为优选无线地连接到接收设备(34),优选连接到移动和/或可穿戴设备,并且将生理数据发送到接收设备(34)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(10),还包括信号处理单元(36),所述信号处理单元(36)被配置为至少基于存在于系统(10)环境中的一个或多个干扰信号处理和/或调整生理信号,所述一个或多个干扰信号优选是电磁干扰信号。
5.根据权利要求4所述的系统(10),还包括放大单元(38),所述放大单元(38)被配置为放大由电容式传感器(28)产生的生理信号,并且将放大的生理信号提供给信号处理单元(36),使得信号处理单元(36)能够处理和/或调整放大的生理信号。
6.根据权利要求4或5所述的系统(10),其中,检测设备(26)被配置为至少基于干扰信号,将模拟和/或数字频率选择性滤波应用于生理信号。
7.根据权利要求6所述的系统(10),其中,检测设备(26)包括用于执行模拟频率选择性滤波的至少一个无源电子组件,所述至少一个无源电子组件优选是至少一个电容器和/或至少一个线圈和/或至少一个电阻。
8.根据权利要求6或7所述的系统(10),其中,检测设备(26)包括用于执行数字频率选择性滤波的至少一个逻辑模块,所述至少一个逻辑模块优选是至少一个专用集成电路(ASIC)和/或至少一个现场可编程门阵列(FPGA)。
9.根据权利要求4~8中的任一项所述的系统(10),其中,信号处理单元(36)被配置为至少关于干扰信号的至少一个脉冲宽度和/或至少一个频率来检测一个或多个干扰信号,并且从生理信号中过滤干扰信号和/或忽略干扰信号。
10.根据权利要求4~9中的任一项所述的系统(10),其中,出于将频率选择性滤波应用于生理信号的目的,信号处理单元(36)被配置为将至少一个傅立叶分析和/或至少一个自相关和/或至少一个自适应算法应用于生理信号。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(10),其中,检测设备(26)被配置为通过过滤和/或忽略由存在于系统(10)环境中的运动引起的生理信号中的影响,校正由该运动引起的生理信号中的运动伪影,该运动优选是振动,所述过滤和/或忽略优选通过至少一个算法。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(10),还包括屏蔽部件(42),所述屏蔽部件(42)被配置为主动地和/或被动地使系统(10)的至少多个部分屏蔽存在于系统(10)环境中的干扰信号,所述干扰信号优选是电磁干扰信号。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的系统(10),其中,系统被配置为检测与人的以下各项中的至少一项相关的生理数据:呼吸频率、心率、窦性心律和至少一个生物电值,优选心电图。
14.一种用于在飞行中监视航空器中的机载人员的至少一个生理参数的套件,包括根据前述权利要求中的任一项的系统(10)和评价设备(34),所述评价设备(34)被配置为基于由电容式传感器(28)产生的生理信号确定并且可选地显示人的生理参数。
15.根据权利要求14所述的套件,其中,所述评价设备(34)是以下设备中的一个:用户的移动和/或可穿戴设备、膝上型计算机、PC、平板机和包括用于显示生理参数的至少一个显示器的机载娱乐系统。
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