[发明专利]一种基于无线传输的学习者疲劳状态检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测系统及方法，特别是涉及一种基于无线传输的学习者疲劳状态检测系统及方法。

背景技术

目前，现有技术以学习者为中心的疲劳学习的仪器主要分为以下两种：采用摄像头(或其他仪器)来采集学习者的面部图像信息(主要是眼睛)，再经过计算机处理得到眼睛眨动的次数，以此来判断学习者的疲劳状况。这类检测仪器在检测手段和数据处理上存在如下不足之处：

1、人的头部定位问题：一般需要两台以上的摄像头和一台高性能的计算机(由计算机控制一台跟踪头部定位，另一台捕捉面部的图像)，才能完成面部图像信息的采集，使得操作复杂，学习者不易完成，很难实时获取眼睛眨动的信息。

2、信息处理与传输存在的问题：

前端处理，即在客户端将信息处理成数字信号，这样便于传输，但面部图像信息量大，处理速度比较慢，很难实时完成。

后端处理，即在客户端上将信息通过网络传输到远端的数据处理终端，这种方法虽然可以避免客户端的信息处理，但对网络的带宽要求很高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于无线传输的学习者疲劳状态检测系统及方法，通过将无线光电鼠标装置制作成眼镜附加装置安装在眼镜架上，不仅解决了定位和佩戴问题，而且能够准确获取学习者的眼睑眨动次数并实时传输给外部终端设备和远端监控服务器进行分析处理，最终判断出学习者的疲劳学习状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于无线传输的学习者疲劳状态检测系统，包括一眼镜，还包括安装在所述眼镜上的无线光电鼠标装置、具有无线通信功能的外部终端设备和远端监控服务器；所述无线光电鼠标装置与所述外部终端设备相连，所述外部终端设备与所述远端监控服务器相连；所述无线光电鼠标装置包括眼睑眨动信息采集模块和无线通信模块；所述眼睑眨动信息采集模块用于通过光学引擎实时采集学习者的眼睑眨动信息，并将所述眼睑眨动信息发送给所述无线通信模块；所述无线通信模块用于将所述眼睑眨动信息传输给所述外部终端设备，并接收所述外部终端设备发送的语音提醒信息；所述外部终端设备用于根据接收到的眼睑眨动信息分析出睁眼、闭眼和眨眼的次数，并将睁眼、闭眼和眨眼的次数发送给所述远端监控服务器；所述远端监控服务器用于根据接收到的睁眼、闭眼和眨眼次数分析出学习者的学习状态；其中，所述无线通信模块包括型号为nRF24LE1的无线收发芯片，所述无线收发芯片通过射频天线发送采集的眼睑眨动信息给外部终端设备。

所述眼镜包括两眼镜框和位于两眼镜框的相对外端的两眼镜腿；所述无线光电鼠标装置通过一支架与任一所述眼镜框相连接，通过另一支架与任一所述眼镜腿相连接。

所述无线光电鼠标装置还安装有供电模块，用于为所述眼睑眨动信息采集模块和无线通信模块供电；所述供电模块包括可充电电池、电池充电控制电路、USB充电接口和电源开关；所述USB充电接口与所述电池充电控制电路的输入相连接，所述电池充电控制电路的输出通过所述电源开关接至可充电电池的正极，所述稳压电路的输入通过所述电源开关接至可充电电池的正极，稳压电路的输出构成供电端用于控制为所述眼睑眨动信息采集模块和无线通信模块供电。

所述眼睑眨动信息采集模块包括型号为PAW3205的光学引擎芯片、发光二极管和光电采集口；所述光学引擎芯片与所述发光二级管相连接，所述发光二级管发出的光线照射在所述光电采集口表面用于采集眼睑眨动信息；所述光学引擎芯片通过所述无线通信模块发射采集的眼睑眨动信息。

所述无线通信模块包括型号为nRF24LE1的无线收发芯片，所述无线收发芯片通过射频模块发送采集的眼睑眨动信息给外部终端设备。

一种基于无线传输的学习者疲劳状态检测方法，包括如下步骤：

眼睑眨动信息采集模块通过光学引擎实时采集学习者的眼睑眨动信息，并将所述眼睑眨动信息发送给无线通信模块；

无线通信模块将所述眼睑眨动信息传输给具有无线通信功能的外部终端设备；

外部终端设备根据接收到的眼睑眨动信息分析出睁眼、闭眼和眨眼的次数，并将睁眼、闭眼和眨眼的次数发送给远端监控服务器；

远端监控服务器根据接收到的睁眼、闭眼和眨眼次数分析出学习者的学习状态。

所述外部终端设备根据接收到的眼睑眨动信息分析出睁眼、闭眼和眨眼的次数的方法为：