8連接。
[0031]本實(shí)施例中，電源模塊004有多種實(shí)現(xiàn)方式:首先，電源模塊可以是可充電紐扣鋰電池和USB充電電路，可以方便地通過USB線連接電腦或者車載充電器等進(jìn)行充電；其次，電源模塊004可以是可更換的電池，電源電量不足時直接更換電池，方便快捷;第三，電源模塊004還可以是可充電紐扣鋰電池和染料敏化型光伏發(fā)電模塊的組合，通過所述染料敏化型光伏發(fā)電模塊持續(xù)對所述可充電紐扣鋰電池進(jìn)行充電，可以保證電源的供電。
[0032]本實(shí)施例中，頭環(huán)主機(jī)002內(nèi)側(cè)采用貼合用戶頭部的曲面設(shè)計，在頭環(huán)主機(jī)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有三個電極，分別為探查電極009，地電極010，參考電極011。
[0033]本實(shí)施例中，頭帶001為寬松緊帶，用戶佩戴時可以輕松拉開，佩戴后頭帶001收縮使電極009、010、011可以有效和用戶前額接觸。
[0034]本實(shí)施例中，生物電信號預(yù)處理模塊006從探測電極009、參考電極011、地電極010獲取用戶前額的原始生物電信號，進(jìn)行差分放大、濾波、AD轉(zhuǎn)換等預(yù)處理后送入CPU 007，CPU 007對數(shù)字化的生物電信號再次處理計算后判斷是否觸發(fā)提醒模塊008動作。
[0035]本實(shí)施例中，所述生物電信號包括腦電信號(EEG)、肌電信號(EMG)、眼電信號(E0G)，所述腦電信號包括用戶的專注度與放松度;所述肌電信號包括用戶的皺眉、咬牙等特征面部動作產(chǎn)生的特征肌電信號;所述眼電信號包括水平眼動、眨眼等。其中所述專注度與放松度信號可以用于用戶精神狀態(tài)的評估。所述皺眉、咬牙等面部肌電信號，可以分別用于觸發(fā)和/或關(guān)閉提醒模塊008動作。所述水平眼動、眨眼頻率和閉眼時間長短等眼電信號，可以評估用戶的精神狀態(tài)。
[0036]本實(shí)施例中，提醒模塊008為振動器或發(fā)聲器，受CPU007控制。CPU 007判斷是否觸發(fā)或關(guān)閉提醒模塊008動作的信號包括上述的腦電信號(EEG)、肌電信號(EMG)和眼電信號(EOG)以及它們的組合。觸發(fā)提醒模塊008動作的模式，除了微處理器通過上述信號判斷出用戶的疲勞狀態(tài)或不恰當(dāng)?shù)念^部姿態(tài)外，還有用戶通過特定動作主動激發(fā)的方式，比如通過咬牙或連續(xù)眨眼等觸發(fā)提醒模塊動作。
[0037]本實(shí)施例中，電極采用親和皮膚的導(dǎo)電材料，具有優(yōu)秀的舒適性和傳感效率，電極的擺放采用Fpl處布置探測電極009，F(xiàn)p2的兩側(cè)布置地電極010和參考電極011的方式，其中地電極010，可以有效抑制共模干擾，通過差分探測電極009與參考電極011得到腦電信號(EEG)，眼電信號(EOG)，面部肌電信號(EMG)。
[0038]本實(shí)施例中，生物電信號預(yù)處理模塊006，接收來自電極的包含腦電、肌電、眼電等多種信號的生物電信號，通過差分放大、濾波、去除工頻干擾等預(yù)處理得到載有腦電信號(EEG)、面部肌電信號(EMG)、眼電信號(EOG)的可用波形信號，并最終通過處理和計算此可用的波形信號來判斷是否觸發(fā)提醒模塊008動作。
[0039]實(shí)施例二:
圖3所示為實(shí)施例二的一種精神狀態(tài)和頭部姿態(tài)提醒裝置的一種頭環(huán)式優(yōu)選實(shí)施方式基本結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上增加了九軸傳感器模塊005。
[0040]本實(shí)施例中，CPU007分別與電源模塊004、九軸傳感器模塊005、生物電信號預(yù)處理模塊006、提醒模塊008連接。
[0041 ]本實(shí)施例中，所述九軸傳感器模塊005包含三軸陀螺儀、三軸加速度計和三軸磁力
i+o
[0042]本實(shí)施例中，九軸傳感器模塊005監(jiān)測用戶頭部的運(yùn)動狀態(tài)和姿態(tài)，并通過CPU007對九軸傳感器所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并判斷是否觸發(fā)和/或關(guān)閉提醒模塊008動作。
[0043]本實(shí)施例中，提醒模塊008為振動器或發(fā)聲器，受CPU007控制。CPU 007判斷是否觸發(fā)或關(guān)閉提醒模塊008動作的信號包括上述的腦電信號(EEG)、肌電信號(EMG)、眼電信號(EOG)和頭部動作姿態(tài)信號以及它們的組合。觸發(fā)提醒模塊008動作的模式，除了微處理器通過上述信號判斷出用戶的疲勞狀態(tài)或不恰當(dāng)?shù)念^部姿態(tài)外，還有用戶通過特定動作主動激發(fā)的方式，比如通過咬牙或連續(xù)搖頭等觸發(fā)提醒模塊動作。
[0044]本實(shí)施例中，通過九軸傳感器005傳感用戶頭部的運(yùn)動狀態(tài)、姿態(tài)等信息，并將此信息經(jīng)過CPU 007處理計算后用于判斷是否觸發(fā)或關(guān)閉提醒模塊008動作。
[0045]實(shí)施例三:
如圖3所示為本實(shí)施例所述的一種精神狀態(tài)和頭部姿態(tài)提醒裝置的一種耳機(jī)式優(yōu)選實(shí)施方式外觀基本結(jié)構(gòu)圖，圖中201為耳機(jī)頭帶，202為右耳喇叭，203為主機(jī)，204為右耳海綿套，205為左耳海綿套，206為探測電極，207為參考電極，208為地電極。其中主機(jī)203中包含電源模塊，九軸傳感器模塊，生物電信號預(yù)處理模塊，微處理器，提醒模塊和左耳喇叭。
[0046]本實(shí)施例在傳感和提醒模塊上與實(shí)施例一的電氣結(jié)構(gòu)和原理是一致的，不同點(diǎn)在于，電路方面，本實(shí)施例多了一套傳統(tǒng)的耳機(jī)電路。電極位置方面，探查電極206從耳機(jī)頭帶201引到用戶前額，參考電極207和地電極208固定在左耳海綿套205上，用戶佩戴時可以有效地壓在用戶耳部周圍的皮膚上。
[0047]上述實(shí)施例僅為本發(fā)明所述的一種精神狀態(tài)和頭部姿態(tài)提醒裝置的部分優(yōu)選實(shí)施方式，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，都可以在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，在本發(fā)明公開的范圍內(nèi)得到其它的實(shí)施方式，因此，上述實(shí)施例并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍形成限制，本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種精神狀態(tài)提醒裝置，其特征包括:生物電信號傳感模塊、CPU、提醒模塊、電源模塊和可穿戴載體； 其中，所述CPU、生物電信號傳感模塊、提醒模塊和電源模塊電氣連接，并與可穿戴載體機(jī)械固定成為一體； 其中，CPU接收和計算所述生物電信號傳感模塊的數(shù)據(jù)并判斷是否觸發(fā)和關(guān)閉提醒模塊動作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精神狀態(tài)提醒裝置，其特征為，所述生物電信號傳感模塊包括電極和生物電信號預(yù)處理模塊； 所述電極包括探測電極、參考電極和地電極，所述地電極與所述生物電信號預(yù)處理模塊的對消電路輸出端連接，所述探測電極和參考電極連接所述生物電信號預(yù)處理模塊的信號輸入端，所述生物電信號預(yù)處理模塊對所述探測電極和參考電極之間的信號進(jìn)行差分放大、濾波以及AD轉(zhuǎn)換。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精神狀態(tài)提醒裝置，其特征為，所述可穿戴載體為頭環(huán)，所述頭環(huán)上的探測電極位于用戶前額，所述參考電極和地電極分別分布在用戶前額遠(yuǎn)離探測電極的一側(cè)或位于用戶的耳后乳突或通過耳夾夾在用戶的耳垂上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精神狀態(tài)提醒裝置，其特征為，所述可穿戴載體為頭戴式耳機(jī)，所述探測電極從耳機(jī)頭帶引到用戶前額、所述參考電極、地電極分別分布在耳機(jī)一側(cè)的海綿套上。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種精神狀態(tài)提醒裝置，其特征為，所述提醒模塊包括震動器和/或發(fā)聲器。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種精神狀態(tài)提醒裝置，其特征為，所述電源模塊為可充電電池與USB充電電路的組合或?yàn)榭沙潆婋姵嘏c發(fā)電模塊的組合或?yàn)榭筛鼡Q電池； 其中所述發(fā)電模塊包括光伏發(fā)電模塊和/或溫差發(fā)電模塊。7.一種精神狀態(tài)提醒方法，其特征為，包括如下步驟: a.采集用戶頭部的生物電信號； b.對步驟a中得到的生物電信號進(jìn)行放大、濾波、抑制工頻干擾； c.對經(jīng)過步驟b處理后的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換； d.對AD轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行去基線漂移和工頻陷波； e.從步驟d處理后的信號中提取腦電信號、眼電信號和肌電信號； f.分別對腦電信號、眼電信號和肌電信號進(jìn)行處理計算并判斷用戶的精神狀態(tài)和動作意圖； g.根據(jù)步驟f中得到的用戶精神狀態(tài)和動作意圖判斷是否觸發(fā)和關(guān)閉提醒模塊動作。8.—種精神狀態(tài)和頭部動作姿態(tài)提醒裝置，包括權(quán)利要求1?6中任意一項所述的全部技術(shù)特征，其特征在于，所述的精神狀態(tài)和頭部動作姿態(tài)提醒裝置中還設(shè)置有動作姿態(tài)傳感豐吳塊； 所述動作姿態(tài)傳感模塊與所述CPU連接，所述CPU接收和計算所述生物電信號傳感模塊和所述動作姿態(tài)傳感模塊的數(shù)據(jù)并判斷是否觸發(fā)和關(guān)閉所述提醒模塊動作。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種精神狀態(tài)和頭部動作姿態(tài)提醒裝置，其特征為，所述動作姿態(tài)傳感模塊為包含三軸陀螺儀和三軸加速度計的動作姿態(tài)傳感器。10.一種精神狀態(tài)和頭部動作姿態(tài)提醒方法，其特征在于，包括如下步驟: a.采集用戶頭部的生物電信號和頭部動作姿態(tài)信號； b.對步驟a中得到的生物電信號進(jìn)行放大、濾波、抑制工頻干擾； c.對經(jīng)過步驟b處理后的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換； d.對AD轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行去基線漂移和工頻陷波； e.從步驟d處理后的信號中提取腦電信號、眼電信號和肌電信號； f.分別對腦電信號、眼電信號和肌電信號進(jìn)行處理并結(jié)合頭部動作姿態(tài)信號判斷用戶的精神狀態(tài)、頭部動作姿態(tài)和用戶的動作意圖； g.根據(jù)步驟f中得到的用戶精神狀態(tài)、頭部動作姿態(tài)和用戶的動作意圖判斷是否觸發(fā)和關(guān)閉提醒模塊動作。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能穿戴裝置，特別是一種基于頭部生物電信號采集和頭部動作姿態(tài)傳感的具有提醒用戶精神狀態(tài)和頭部姿態(tài)功能的裝置。本發(fā)明通過生物電信號采集模塊和運(yùn)動姿態(tài)傳感模塊采集用戶的腦電信號、眼電信號、肌電信號和頭部動作姿態(tài)信號，并用于分析用戶的精神狀態(tài)和頭部姿態(tài)。本發(fā)明所述裝置在檢測到用戶精神狀態(tài)不佳或頭部姿態(tài)不當(dāng)時，通過觸發(fā)提醒模塊動作，可提醒疲勞駕駛的司機(jī)注意休息或提醒自習(xí)的學(xué)生改正頭部姿態(tài)和不良坐姿等。
【IPC分類】G08B21/24, A61B5/0496, A61B5/18, A61B5/11, A61B5/00, A61B5/0488, A61B5/16, A61B5/0476
【公開號】CN105496407
【申請?zhí)枴緾N201610026839
【發(fā)明人】仲佳, 魯呈虎, 錢源
【申請人】仲佳, 魯呈虎
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月17日