[实用新型]基于面部皮肤伸缩的疲劳测试传感器与装置

说明书

技术领域

本实用新型属于人体疲劳状态检测领域，特别涉及一种疲劳测试装置。

背景技术

人处于疲劳状态不仅工作效率低，而且易出现安全问题。尤其是机动车驾驶人员和高空作业人员，在疲劳状态操作的危险性更大，轻者造成财产损失，重者造成人身伤残，甚至丧失生命。

关于人体疲劳状态的检测，现有技术主要集中在对机动车驾驶人员疲劳状态的检测，有脑电图监测法、心率血压监测法、眼睛闭合时间监测法、瞳孔测量法、头部位移测量法、方向盘运动监视等方法(见《机动车驾驶员驾驶状态监测方法研究》，科技情报开发与经济，2008年第18卷第3期，李晓明，岳春芳)，其中，脑电图监测法和心率血压监测法属于对各类人群普遍适用的方法，研究者也较多，但脑电、心率的变化过程极其复杂，很难构建数学模型来准确表达其变化规律，致使检测效果的准确性不能得到保证。与上述方法对应的疲劳检测装置有专用照相机、脑电图仪(见《疲劳驾驶预警系统的研究现状与发展趋势》，青岛理工大学学报，第28卷第3期，2007，孙显彬、唐洪伟、文妍)等。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于面部皮肤伸缩的疲劳测试传感器与装置，所述传感器结构简单，成本低，所述装置不仅测试精度较高，而且使用方便，便于推广使用。

人体疲劳时，有“眼睛眨动频率增高”和“频繁打哈欠”的生理特征，眼睛频繁眨动会牵引眼角皮肤的伸缩，打哈欠会牵引额部、脸颊皮肤的伸缩。而上述面部皮肤的伸缩将导致所述皮肤处安装的传感器电感值的变化，因而，分析安装在所述面部皮肤处传感器的电感值的变化，就可以判断人体是否处于疲劳状态。

本实用新型所述基于面部皮肤伸缩的疲劳测试传感器与装置，根据上述人体疲劳特征和原理设计。

本实用新型所述的疲劳测试传感器——皮肤伸缩测量传感器由漆包线和胶布组成，漆包线固定在胶布上。

本实用新型所述基于面部皮肤伸缩的疲劳测试装置，包括至少一组皮肤伸缩前端检测电路、可编程逻辑器件、微处理器和报警器；皮肤伸缩前端检测电路由皮肤伸缩测量传感器、电感测量电路和比较器组成，皮肤伸缩测量传感器的输出端与电感测量电路的输入端连接，将其因被测者面部皮肤伸缩而产生的电感值传送给电感测量电路，电感测量电路的输出端与比较器的输入端连接，将来自皮肤伸缩测量传感器的电感信号转变成正弦波输送给比较器，比较器的输出端与可编程逻辑器件的输入端连接，将来自电感测量电路的正弦波转换成方波输送给可编程逻辑器件；可编程逻辑器件的输出端与微处理器的输入端连接，对来自比较器的方波进行频率计数，并将频率计数值通过同步串行接口传送给微处理器，微处理器以来自可编程逻辑器件的频率计数值为基础计算对应皮肤伸缩测量传感器的电感值并分析所述电感值的变化，根据皮肤伸缩测量传感器的电感值变化确定被测者面部皮肤的伸缩变化，根据被测者面部皮肤的伸缩变化判断被测者是否处于疲劳状态，若被测者处于疲劳状态，则输出报警信号，启动报警器报警。

上述装置中，皮肤伸缩测量传感器由漆包线和胶布组成，漆包线固定在胶布上。

上述装置中，电感测量电路由压控振荡器芯片及其外围电路构成，或为LC振荡电路。

上述装置中，报警器包括蜂鸣器和发光器件，可同时进行声光报警。

采用上述装置进行疲劳测试包括以下步骤：

(1)在被测者的额部或/和眼角或/和脸颊安装皮肤伸缩测量传感器，采集被测者的面部皮肤使皮肤伸缩测量传感器产生的电感值；

(2)分析所述皮肤伸缩测量传感器的电感值变化，通过被测者的面部皮肤使皮肤伸缩测量传感器产生的电感值变化确定被测者面部皮肤的伸缩变化，根据被测者面部皮肤的伸缩变化判断被测者是否处于疲劳状态。

本实用新型具有以下有益效果：

1、相对于现有技术，本实用新型为人体疲劳状态检测提供了一种不同构思的检测装置。

2、皮肤伸缩测量传感器由漆包线和胶布组成，不仅能满足疲劳测试的需要，而且结构非常简单，成本低廉。

2、由于人体“眼睛眨动频率增高”和“频繁打哈欠”的疲劳特征与面部皮肤的伸缩存在对应关系，而面部皮肤的伸缩必然导致所述皮肤处安装的传感器的电感值发生变化，因而本实用新型所述装置测试精度较高，能够对被检测者是否处于疲劳状态作出准确的判断。

3、本实用新型所述装置使用方便，适合于各种人群的疲劳状态检测。

4、本实用新型所述装置结构简单，成本低，易于推广使用。

附图说明

图1是本实用新型所述基于面部皮肤伸缩的疲劳测试装置的一种结构框图；