頭戴式防疲勞駕駛裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種頭戴式防疲勞駕駛裝置，所述裝置包括頭部支架，設置在頭部支架上的感應電極、刺激電極和腦電集成反饋系統(tǒng)，所述頭部支架具有管狀通道，用于放置感應電極、刺激電極、腦電集成反饋系統(tǒng)之間的連接電纜，所述感應電極用于腦電波信號的采集并將腦電波信號通過電纜傳導到腦電集成反饋系統(tǒng)，所述腦電集成反饋系統(tǒng)用于通過對腦電波信號的分析，判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，并控制刺激電極的驅動；所述刺激電極通過輸出2mA以下的刺激電流，刺激大腦的特定部位，用于神經活動的增強和腦力提升。本實用新型集成腦電檢測和直流電刺激于一體的一體化設計，使人體在線的閉環(huán)反饋控制更有效，同時使產品的形式更簡潔，便于佩戴。
【專利說明】
頭戴式防疲勞駕駛裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及機械技術領域，具體涉及駕駛用裝置，更具體的涉及一種頭戴式防疲勞駕駛裝置。
【背景技術】
[0002]駕駛疲勞是指駕駛員在長時間連續(xù)行車后，產生生理機能和心理機能的失調，而在客觀上出現駕駛能力下降的現象。駕駛人睡眠質量差或不足，長時間駕駛車輛，容易出現疲勞。駕駛疲勞會影響到駕駛人的注意、感覺、知覺、思維、判斷、意志、決定和運動等諸多方面，極易引起交通事故。自從2010年以來各部委密集發(fā)布的監(jiān)管通知和法律條例上即可看出我國政府對疲勞駕駛的重視程度，但是每年因疲勞駕駛導致的惡性交通事故仍然不斷。
[0003]目前，國內外利用多種技術實現了疲勞預警產品，最具實用化的莫過于基于圖像分析技術的疲勞預警產品，通過分析面部細微特征，結合駕駛行為分析及道路場景分析，對可能處于疲勞狀態(tài)的駕駛員實現多種方式的預警提醒，包括震動、語音提示等。
[0004]但是，疲勞預警類防疲勞駕駛產品存在天然的不足，因為輕度的提醒無法使得駕駛員的精神疲勞狀態(tài)得到真正的改善，在對提醒信號產生適應性麻木的情況，駕駛員依然會打瞌睡，形成交通事故隱患。
[0005]現有的防疲勞駕駛裝置采用震動/聲音等提醒方式提示駕駛員疲勞狀態(tài)，無法起到真正改善駕駛員疲勞狀態(tài)的作用。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種頭戴式防疲勞駕駛裝置，用以解決傳統(tǒng)防疲勞駕駛設備無法真正改善駕駛員疲勞狀態(tài)的難題。
[0007]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]頭戴式防疲勞駕駛裝置，所述裝置包括頭部支架，設置在頭部支架上的感應電極、刺激電極、腦電集成反饋系統(tǒng)，所述頭部支架具有管狀通道，用于放置感應電極、刺激電極、腦電集成反饋系統(tǒng)之間的連接電纜，所述感應電極用于腦電波信號的采集并將腦電波信號通過電纜傳導到腦電集成反饋系統(tǒng)，所述腦電集成反饋系統(tǒng)用于通過對腦電波信號的分析，判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，并控制刺激電極的驅動;所述刺激電極通過輸出2mA以下的刺激電流，刺激大腦的特定部位，用于神經活動的增強和腦力提升。
[0009]具體地，所述腦電集成反饋系統(tǒng)包括腦電信號采集和分析單元、微控制器和刺激驅動單元，所述腦電信號采集和分析單元用于接收感應電極輸入的腦電信號，進行放大、濾波，并對其進行處理和分析，進而判斷出大腦當前處于何種工作狀態(tài);所述微控制器用于接收腦電信號采集和分析單元的輸出信號，并驅動刺激驅動單元對大腦活性進行微電流刺激，對腦電活動進行閉環(huán)反饋控制;所述刺激驅動單元用于產生小于2mA的微電流，驅動刺激電極對大腦進行微電流刺激。為了使刺激達到理想的效果，微電流的輸出可以選用不同的脈沖波形，如方波、三角波、正弦波等形式。
[0010]所述腦電集成反饋系統(tǒng)還包括供電單元，用于給整個裝置提供電源。優(yōu)選地，所述供電單元為鋰電池。
[0011]優(yōu)選地，所述感應電極采用干電極。
[0012]可選地，微控制器可以集成或外接低功耗無線通信單元，如藍牙4.0/4.1，使駕駛員的大腦活性狀態(tài)信號可以分享給其它系統(tǒng)，如后臺監(jiān)控系統(tǒng)或車載狀態(tài)指示系統(tǒng)。
[0013]其中，所述頭部支架的端部向下彎曲，用于放置在耳后，構成耳掛式結構，便于佩戴。
[0014]或者所述頭部支架的端部設有伸縮結構，如采用松緊帶或鎖鏈進行結構固定，松緊可調，用戶佩戴更舒適。并且適合不同頭型的人佩戴。
[0015]本實用新型方法具有如下優(yōu)點:
[0016]I)本實用新型通過采用腦電波信號實現駕駛員疲勞狀態(tài)檢測，比眼動檢測等方法的判據更為準確；
[0017]2)采用直流電刺激增強大腦活性，直接改善大腦的疲勞狀態(tài)，比震動提醒、音效提醒等方法更直接有效；
[0018]3)集成腦電檢測和直流電刺激于一體的一體化設計，使人體的在線反饋控制更有效，同時使產品的形式更簡潔，便于佩戴。
【附圖說明】
[0019]圖1是掛耳式頭戴式防疲勞駕駛裝置；
[0020]圖2是伸縮式頭戴式防疲勞駕駛裝置；
[0021 ]圖3是頭戴式防疲勞駕駛裝置的工作原理圖；
[0022]圖中，1-頭部支架，2-感應電極，3-刺激電極，4-腦電集成反饋系統(tǒng)，11-伸縮結構。
【具體實施方式】
[0023]下面將參照附圖更詳細地描述本實用新型的具體實施例。雖然附圖中顯示了本實用新型的具體實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本實用新型而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本實用新型，并且能夠將本實用新型的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0024]如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”。說明書后續(xù)描述為實施本實用新型的較佳實施方式，然所述描述乃以說明書的一般原則為目的，并非用以限定本實用新型的范圍。本實用新型的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0025]頭戴式防疲勞駕駛裝置，如圖1和2所示，所述裝置包括頭部支架I，設置在頭部支架上的感應電極2、刺激電極3和腦電集成反饋系統(tǒng)4，所述頭部支架I具有管狀通道，用于放置感應電極2、刺激電極3、腦電集成反饋系統(tǒng)4之間的連接電纜，所述感應電極2用于腦電波信號的采集并將腦電波信號通過電纜傳導到腦電集成反饋系統(tǒng)4，所述腦電集成反饋系統(tǒng)4用于通過對腦電波信號的分析，判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，并控制刺激電極3的驅動;所述刺激電極3通過輸出2mA以下的刺激電流，刺激大腦的特定部位，用于神經活動的增強和腦力提升。
[0026]具體地，所述腦電集成反饋系統(tǒng)4包括腦電信號采集和分析單元、微控制器和刺激驅動單元，所述腦電信號采集和分析單元用于接收感應電極2輸入的腦電信號，進行放大、濾波，并對其進行處理和分析，進而判斷出大腦當前處于何種工作狀態(tài);所述微控制器用于接收腦電信號采集和分析單元的輸出信號，并驅動刺激驅動單元對大腦活性進行微電流刺激，對腦電活動進行閉環(huán)反饋控制;所述刺激驅動單元用于產生小于2mA的微電流，驅動刺激電極3對大腦進行微電流刺激。
[0027]可選地，微控制器可以集成或外接低功耗無線通信單元，如藍牙4.0/4.1，使駕駛員的大腦活性狀態(tài)信號可以分享給其它系統(tǒng)，如后臺監(jiān)控系統(tǒng)或車載狀態(tài)指示系統(tǒng)。
[0028]所述腦電集成反饋系統(tǒng)還包括供電單元，用于給整個裝置提供電源。優(yōu)選地，所述供電單元為鋰電池。
[0029]優(yōu)選地，所述感應電極2采用干電極。
[0030]其中，所述頭部支架I的端部向下彎曲(見圖1)，用于放置在耳后，構成耳掛式結構，便于佩戴。
[0031]或者所述頭部支架I的端部具有伸縮結構11(見圖2)，采用松緊帶或鎖鏈進行結構固定，松緊可調，用戶佩戴更舒適。
[0032]本實用新型的工作原理為:
[0033]在使用時，將駕駛裝置佩戴于頭上，如圖3所示，開啟工作電源，供電單元開始給整個裝置供電，首先感應電極2采集在體表檢測出微弱的腦電(EEG)信號，然后通過電極導聯(lián)耦合到差動放大器中進行適當放大，最后傳導到腦電集成反饋系統(tǒng)中，其中腦電集成反饋系統(tǒng)中的腦電信號采集和分析單元接收感應電極2輸入的腦電信號，進行放大、濾波，并對其進行處理和分析，進而判斷出大腦當前處于何種工作狀態(tài)，其中，腦電信號的頻率分為4種頻率:a) δ波，特征頻率為0.5?4Hz，特征幅度為20?200uV; b) Θ波，特征頻率為4?8Hz，特征幅度為100?150uV;c)a波，特征頻率為8?13Hz，特征幅度為20?lOOuV;d)0波，特征頻率為13?30Hz，特征幅度為5?20uV。當腦電信號特征檢測結果為δ或Θ波時，說明大腦處于深度睡眠或疲勞工作狀態(tài)，此時腦電采集和分析單元會輸出信號給微控制器用于驅動刺激驅動單元刺激大腦活動增強;采用閉環(huán)反饋控制原理，通過腦電集成反饋系統(tǒng)檢測駕駛員的疲勞狀態(tài)并控制經顱直流電流刺激(tDCS)設備，進行腦部活動的增強，使大腦工作于清醒狀態(tài)，從而起到防疲勞駕駛的作用。
[0034]雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。
【主權項】
1.頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述裝置包括頭部支架(I)，設置在頭部支架上的感應電極(2)、刺激電極(3)和腦電集成反饋系統(tǒng)(4)，所述頭部支架具有管狀通道，用于放置感應電極(2 )、刺激電極(3 )、腦電集成反饋系統(tǒng)(4)之間的連接電纜，所述感應電極(2)用于腦電波信號的采集并將腦電波信號通過電纜傳導到腦電集成反饋系統(tǒng)(4)，所述腦電集成反饋系統(tǒng)(4)用于通過對腦電波信號的分析，判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，并控制刺激電極(3)的驅動;所述刺激電極(3)通過輸出2mA以下的刺激電流，刺激大腦的特定部位，用于神經活動的增強和腦力提升。2.根據權利要求1所述的頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述腦電集成反饋系統(tǒng)(4)包括腦電信號采集和分析單元、微控制器和刺激驅動單元，所述腦電信號采集和分析單元用于接收感應電極輸入的腦電信號，進行放大、濾波，并對其進行處理和分析，進而判斷出大腦當前處于何種工作狀態(tài);所述微控制器用于接收腦電信號采集和分析單元的輸出信號，并驅動刺激驅動單元對大腦活性進行微電流刺激，對腦電活動進行閉環(huán)反饋控制;所述刺激驅動單元用于產生小于2mA的微電流，驅動刺激電極對大腦進行微電流刺激。3.根據權利要求2所述的頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述腦電集成反饋系統(tǒng)(4)還包括供電單元，用于給整個裝置提供電源。4.根據權利要求3所述的頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述供電單元為鋰電池。5.根據權利要求1所述的頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述感應電極(2)采用干電極。6.根據權利要求1所述的頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述頭部支架(I)的端部向下彎曲。7.根據權利要求1所述的頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述頭部支架(I)的端部設有伸縮結構(11)。8.根據權利要求7所述的頭戴式防疲勞駕駛裝置，其特征在于，所述伸縮結構(11)為松緊帶或鎖鏈。
【文檔編號】G08B21/06GK205582210SQ201620373719
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】李忠孝
【申請人】李忠孝