[发明专利]睡眠警戒设备

说明书

发明背景

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年5月6日提交的美国临时申请No.60/678,881的权益和优先权，并且该申请因此全文通过引用结合于此。

1.技术领域

本发明涉及睡眠检测报警设备，并且更特别地，本发明与一种用于唤醒打瞌睡的驾驶员的新颖的睡眠警戒报警系统有关。

2.背景技术

机动车辆的驾驶员(特别是卡车驾驶员)常常由于长时间驾驶其车辆而产生疲劳。由于需要或者希望在给定时间到达给定目的地，所以并不罕见的是，驾驶员驾驶车辆的时间超出合理地谨慎及安全的时间，或者在远远晚于其本应睡觉的时间疲劳驾驶。于是，发生其中驾驶员在驾驶车辆时打瞌睡或者车辆驶离道路的机动车辆意外事故就不令人吃惊了。意外事故不仅导致车辆损坏、财产损失以及驾驶员重伤或死亡，而且其还可能导致在所述意外事故的范围内的其他驾驶员或行人的死亡或受伤。根据美国公路交通安全管理局的统计，每年大约有100000起报警的撞车是驾驶员疲劳的直接结果。当驾驶员在驾驶车辆时睡着的时候发生的意外事故常常具有高死亡率。据NHTSA保守估计，疲劳相关的撞车每年导致估计有1550人死亡、71000人受伤以及125亿美元的金钱损失。在欧洲，情况也非常类似。德国保险行业协会GDV估计，德国高速汽车道上的所有致命意外事故的大约25％是由疲劳导致的。

已经开发了多种系统来尝试警告睡着的驾驶员。沃尔沃汽车(Volvo)是基于为其消费者引入一种由摄影机、传感器、处理器和计算机控制装置所构成的复杂系统的汽车，以便通过测量汽车的移动而在驾驶员变得疲劳时进行警告。很明显，只有当车辆以60KPH或更高的速度行驶时，该系统才会起作用。该设备独立于驾驶员工作并且取决于复杂的计算，而无需实际知道驾驶员的状况。

已经把眼睛和头部移动与疲劳相关联，并且关于利用该信息的设备已经提出了一些解决方案。在2000年8月22日授予的、Bryuzgin的美国专利6,107,922中描述了一种整套的头戴耳机(self containedheadset)。该设备监控驾驶员的下颌的位置以作为该驾驶员的状况的指标。当驾驶员的颌向下移动从而触发警报条件时，该设备被触发。该设备依赖于还可能在谈话或头部移动期间发生的运动，而所述运动不一定是疲劳驾驶员的第一运动指标。在Zoerb的美国专利6,559,779中描述了一种安全设备，该安全设备利用安装在眼镜上的光束发射器和检测器，当昏昏欲睡的驾驶员的眼睛闭上并且其睫毛中断被聚焦的光束时，该安全设备将发出警报声。该设备要求准确的对准和校准，并且会受到外部光源以及头部移动和眨眼模式的影响。

已经知道，随着驾驶员疲劳，其对方向盘的握持松弛。已经通过安装在方向盘上的发明以及安装在手上的发明测量了对所述握持的测量。在2001年4月17日授予的、Sutherland的美国专利6,218,947中描述了一种安装在方向盘上的睡眠警报器，其包括测量方向盘上的两手之间的导电电容的一对导电元件。所述差被用来建立基线，当该基线被改变时将启动警报。

在2000年1月18日授予的、Leavitt的美国专利6,016,103中，在两只手套中的每一只上有至少一个压力传感器。所述传感器可以被定位在手的任何一个手指(在指尖上示出)或者手掌上。在两只手套之间有远程通信装置，并且当两只手的握持压力低于阈值水平时，激活警报。该设备要求在驾驶员的两只手的握持都松弛的情况下才被触发，并且在该设备的优选实施例中，握持压力必须在给定时间段内低于阈值。在2001年1月9日授予的、Prus的美国专利6,172,610中描述了一种接触装置，其中在手套上安装了传感器，并且在方向盘上安装了接触件。只要所述手套和方向盘传感器相接触，警报器就不会响。通过驾驶员的皮肤电阻而不是压力来测量接触，并且该接触被认为是不可靠的，因为环境温度差影响排汗，并且因此改变皮肤电阻读数。在D’Agosto的美国专利6,590,499中描述了一种安装在方向盘上的警戒系统。该警戒系统要求定制制造的方向盘或者定制安装，并且要求方向盘被紧紧握持才能被激活。

虽然可以明显看出上述设备中的每一个都满足了特定目的或要求，但是也可以明显看出，每个设备都具有特定局限，并且一般来说或者过于复杂，或者直到驾驶员已经开始打瞌睡时才激活警报。如果有一种传感器装置能够在驾驶员开始打瞌睡时立即发出警报声而不是在驾驶员已经睡着时才发出警报声，则会是有用的。如果该系统简单并且能够在复杂交互作用最小化的情况下工作，则也会是有用的。

发明内容