專利名稱：疲勞度偵測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種疲勞度偵測(cè)技術(shù)，特別是一種疲勞度偵測(cè)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
近年來，因高度工作壓力、缺乏充分休息與運(yùn)動(dòng)，過勞死的案例已不在少數(shù)，且青壯年的比例尤多。此外，因精神疲勞而導(dǎo)致的行車意外也有增加的趨勢(shì)，如何在過度疲勞前事先檢測(cè)出行車駕駛的精神狀況，以避免意外發(fā)生，為業(yè)界日益關(guān)心的議題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種疲勞度偵測(cè)方法及其裝置，利用所測(cè)量出的生理特征值，對(duì)其線 性回歸斜率做分析判斷，有效偵測(cè)使用者的疲勞程度。本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)方法，包括下列步驟測(cè)量一使用者在一連續(xù)時(shí)間內(nèi)的一生理特征值序列；依據(jù)此生理特征值序列計(jì)算出一生理特征曲線；依據(jù)生理特征曲線運(yùn)算出一線性回歸斜率；判斷一第一條件是否成立，其中第一條件為線性回歸斜率小于一斜率閥值且持續(xù)一第一時(shí)間長度；以及依據(jù)第一條件是否成立來判斷使用者的疲勞度。本發(fā)明另一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)裝置，包括一測(cè)量單元，用以測(cè)量一使用者在一連續(xù)時(shí)間內(nèi)的一生理特征值序列；一儲(chǔ)存單元，用以儲(chǔ)存生理特征值序列；一運(yùn)算單元，其與測(cè)量單元以及儲(chǔ)存單元電性連接，用以依據(jù)生理特征值序列計(jì)算出一生理特征曲線，且依據(jù)生理特征曲線中計(jì)算出一線性回歸斜率，運(yùn)算單元判斷一第一條件是否成立以獲得使用者的一疲勞度偵測(cè)結(jié)果，其中第一條件為線性回歸斜率小于一斜率閥值且持續(xù)一第一時(shí)間長度；以及一輸出單元，其與運(yùn)算單元電性連接，用以輸出疲勞度偵測(cè)結(jié)果。以下藉由具體實(shí)施例配合附圖詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。


圖I為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)方法的流程圖。圖2A、圖2B及圖2C為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)數(shù)據(jù)。圖2D、圖2E及圖2F為依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)數(shù)據(jù)。圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)方法的流程圖。圖4為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)方法的流程圖。圖5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞偵測(cè)裝置的示意6為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)量單元的示意圖。圖7為依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的測(cè)量單元的示意圖。主要組件符號(hào)說明S10, S20, S30, S32, S40, 步驟S42, S44, S50, S52, S54
100疲勞度偵測(cè)裝置110測(cè)量單元112超寬帶發(fā)射器114,117接收器115傳感器116傳輸線120儲(chǔ)存單元130運(yùn)算單元 140輸出單元A1,A2>A3>. . . A15 警示信息X1標(biāo)示點(diǎn)
具體實(shí)施例方式其詳細(xì)說明如下，所述優(yōu)選實(shí)施例僅做一說明而并非用以限定本發(fā)明。請(qǐng)先參考圖1，圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)方法的流程圖。如圖所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的一種疲勞度偵測(cè)方法包括下列步驟，首先，測(cè)量一使用者在一連續(xù)時(shí)間內(nèi)的一生理特征值序列(步驟S10)。接著，依據(jù)所測(cè)量到的生理特征值序列計(jì)算出一生理特征曲線(步驟S20)。然后，依據(jù)生理特征曲線運(yùn)算出一線性回歸斜率(步驟S30)。在從生理特征曲線中運(yùn)算出線性回歸斜率之后，判斷一第一條件是否成立，其中第一條件是從線性回歸斜率中找出其斜率小于一斜率閥值，且此斜率持續(xù)一第一時(shí)間長度(步驟S40)。最后，依據(jù)第一條件是否成立來判斷使用者的疲勞度(步驟S50)。接續(xù)上述，在一實(shí)施例中，生理特征值序列可為一心血管循環(huán)的脈沖頻率值，如心跳、脈搏的頻率值，其可藉由有線或是無線的心跳傳感器來測(cè)量每秒更新的每分鐘心跳頻率值(HR1)或每秒更新的每分鐘脈搏頻率而獲得。以心跳頻率值為例，生理特征曲線可為將連續(xù)十個(gè)HR1的數(shù)據(jù)求其平均，以得到每十秒平均的HRltl心跳曲線，而數(shù)據(jù)的更新都是由現(xiàn)在時(shí)刻往前取單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)并做平均運(yùn)算，此為一種移動(dòng)平均的概念。以前述每十秒平均的HRltl心跳曲線為例，一個(gè)單位時(shí)間即為10秒。同理，后述的每分鐘平均或每五分鐘平均即是以I分鐘或5分鐘為一個(gè)單位時(shí)間。請(qǐng)參考圖2A、圖2B及圖2C，圖2A至圖2C為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)數(shù)據(jù)。在第一實(shí)施例中，在取得使用者的每秒更新的每分鐘心跳頻率值(HR1)序列之后，依上述方式取得每十秒平均的HRltl與每分鐘平均HR6tl的信息而繪示成如圖2A所示的生理特征曲線，再對(duì)此生理特征曲線進(jìn)行每分鐘平均的線性回歸斜率(如圖2B)計(jì)算，并記錄當(dāng)其平均線性回歸斜率的斜率小于-0.05(斜率閥值)時(shí)持續(xù)的時(shí)間(如圖2C)。在第一實(shí)施例中，當(dāng)每分鐘平均的線性回歸斜率的斜率小于-O. 05時(shí)且至少持續(xù)了 150秒(第一時(shí)間長度)時(shí)，如圖2C的標(biāo)示點(diǎn)X1，則表示使用者已進(jìn)入疲勞階段，需產(chǎn)生第一警示信息(如圖2A的警示信息A1)。若使用者的數(shù)值持續(xù)使第一條件成立，則系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)出警示信息以提醒使用者(如圖2A的警示信息Α2、Α3、· · · A15)，直到數(shù)值出現(xiàn)變化。在又一實(shí)施例中，請(qǐng)一并參考圖3的流程圖以及本發(fā)明又一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)數(shù)據(jù)圖(圖2A、圖2D、圖2E及圖2F)。請(qǐng)先參考圖2A，與上一實(shí)施例的差異在于，此實(shí)施例的線性回歸斜率為每五分鐘平均的線性回歸斜率(如圖2D所示)，且此實(shí)施例還包括依據(jù)生理特征曲線運(yùn)算出線性回歸斜率之間的一差異值(如圖2E及步驟S32)。接著，除了要判斷第一條件(步驟S30)之外，也要判斷一第二條件是否成立，其中第二條件為所述差異值是否已落入一閥值區(qū)間且持續(xù)一第二時(shí)間長度(步驟S42)。最后，依據(jù)第一條件、第二條件是否成立來判斷使用者的疲勞度(步驟S52)，其中當(dāng)?shù)谝粭l件以及第二條件成立時(shí)，則產(chǎn)生一第二警示信息。接續(xù)上述，在此實(shí)施例中，第一條件為當(dāng)每五分鐘平均的線性回歸斜率的斜率小于O且至少持續(xù)了 140秒(第一時(shí)間長度)時(shí)，表示使用者的心跳已經(jīng)漸漸變慢一段時(shí)間了。此外，第二條件為找出所計(jì)算出的各線性回歸斜率小于O且其之間的差異值落入一閥值區(qū)間，例如大于-O. 001且小于O. 004，并且持續(xù)了第二時(shí)間長度，例如大于等于60秒，則表示使用者的心跳除了已經(jīng)漸漸變慢一段時(shí)間，其心跳變化幅度的差異也小，這代表使用者進(jìn)入注意力下降狀態(tài)，則產(chǎn)生第二警示信息，例如一注意力下降警示信息，以提醒使用者需注意行車安全。
在再一實(shí)施例中，如圖4的流程圖所示，基于上一實(shí)施例的基礎(chǔ)下，本發(fā)明的方法還包括判斷一第三條件是否成立，其中第三條件為找出所計(jì)算出的各線性回歸斜率小于O且其之間的差異值落入閥值區(qū)間且持續(xù)一第三時(shí)間長度(步驟S44)。最后，同理，依據(jù)第一條件、第二條件、第三條件是否成立來判斷所述使用者的疲勞度(步驟S54)，當(dāng)?shù)谝粭l件以及第三條件成立，則產(chǎn)生一第三警示信息。其中第三條件與第二條件大致相同，差異在于差異值落入閥值區(qū)間后所維持的時(shí)間長度，在此實(shí)施例中，第三時(shí)間長度為大于等于90秒或者大于等于第二時(shí)間長度至少30秒，也就是說，第三條件是判斷落入閥值區(qū)間的這些數(shù)值是否持續(xù)夠久的時(shí)間，故產(chǎn)生的第三警示信息是告知使用者已進(jìn)入疲勞狀態(tài)。本發(fā)明一實(shí)施例的疲勞度偵測(cè)方法可應(yīng)用于偵測(cè)行車駕駛中的使用者，生理特征值序列以心跳頻率值為例，當(dāng)?shù)谝粭l件以及第二條件成立，表示使用者的心跳漸漸變慢，心跳的變化幅度差異小，且這種狀態(tài)持續(xù)一段時(shí)間，這代表使用者進(jìn)入注意力下降狀態(tài)，則產(chǎn)生注意力下降的警示信息以提醒使用者需注意行車安全。若當(dāng)?shù)谝粭l件以及第三條件成立，表示使用者的心跳漸漸變慢，心跳的變化幅度差異小，且這種狀態(tài)持續(xù)了夠長的一段時(shí)間，這代表使用者已進(jìn)入疲勞狀態(tài)，則產(chǎn)生疲勞警示信息以警示使用者不宜再繼續(xù)駕駛以免發(fā)生危險(xiǎn)。利用所測(cè)量出的生理特征值序列，對(duì)其線性回歸斜率以及各線性回歸斜率的差異值做分析判斷，可有效偵測(cè)使用者的疲勞程度。此外，兩階段判斷及警示方式，可在使用者在注意力下降時(shí)即發(fā)出警示提醒，有效預(yù)防使用者因疲勞發(fā)生意外。請(qǐng)參照?qǐng)D5,圖5為本發(fā)明又一實(shí)施例的疲勞偵測(cè)裝置的示意圖。如圖所示，一種疲勞度偵測(cè)裝置100包括一測(cè)量單元110，用以測(cè)量一使用者200在一連續(xù)時(shí)間內(nèi)的一生理特征值序列；一儲(chǔ)存單元120，用以儲(chǔ)存生理特征值序列；一運(yùn)算單元130，與測(cè)量單元110以及儲(chǔ)存單元120電性連接，用以依據(jù)生理特征值序列計(jì)算出一生理特征曲線，且依據(jù)生理特征曲線單純計(jì)算出一線性回歸斜率及/或一并計(jì)算出線性回歸斜率之間的一差異值，運(yùn)算單元130判斷第一條件、第二條件或第三條件中至少其中之一是否成立以獲得使用者200的一疲勞度偵測(cè)結(jié)果，其中第一條件、第二條件以及第三條件的判斷方法以及各閥值的條件如上述所有實(shí)施例所描述，此處即不再贅述；以及一輸出單元140，與運(yùn)算單元130電性連接，用以輸出疲勞度偵測(cè)結(jié)果。其中輸出單元140可為一顯示屏幕及一聲音裝置至少其中之一。接續(xù)上述，測(cè)量單元110可包括有線測(cè)量以及無線測(cè)量。在一實(shí)施例中，如圖6所示，測(cè)量單元110包括一超寬帶發(fā)射器112以及一接收器114。超寬帶發(fā)射器112用以發(fā)射一超寬帶信號(hào)。而接收器114用以接收一超寬帶信號(hào)經(jīng)過使用者200的反射信號(hào)，并在連續(xù)時(shí)間內(nèi)取得例如使用者200的心跳、脈搏的心血管循環(huán)的脈沖的頻率值。在又一實(shí)施例中，如圖7所不,測(cè)量單兀110也可包括一傳感器115、一傳輸線116以及一接收器117,以有線的方式測(cè)量使用者200的一生理特征值序列。其中傳感器115用以與使用者200直接接觸以取得生理特征值序列。傳輸線116與傳感器115連結(jié)，用以傳輸生理特征值序列。最后，接收器117用以接收在連續(xù)時(shí)間內(nèi)取得生理特征值序列?？梢岳斫獾氖?，圖6以及圖7的圖式比例不是按疲勞偵測(cè)裝置以及使用者實(shí)際大小所繪示，其僅為一實(shí)施例以供了解本發(fā)明的技術(shù)特征但非用以限定本發(fā)明。根據(jù)上述說明，本發(fā)明的特征在于可利用例如為電磁波技術(shù)的非接觸方式測(cè)量使用者的生理特征當(dāng)作疲勞指針。而且，依據(jù)所測(cè)量出的生理特征值變化來辨識(shí)使用者的疲勞程度，并在使用者注意力下降時(shí)即發(fā)出警示，可有效避免使用者發(fā)生意外。此外，使用上·只要將本發(fā)明的疲勞度偵測(cè)裝置設(shè)置于靠近心臟或脈搏的衣物上即可測(cè)量，使用上相當(dāng)便利。綜合上述說明，本發(fā)明的疲勞度偵測(cè)方法及其裝置，利用所測(cè)量出的生理特征值，對(duì)其線性回歸斜率以及各線性回歸斜率的差異值做分析判斷，有效偵測(cè)使用者的疲勞程度。以上所述的實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，而不能以此限定本發(fā)明，即凡是依本發(fā)明所公開的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，包括下列步驟 測(cè)量一使用者在一連續(xù)時(shí)間內(nèi)的一生理特征值序列； 依據(jù)所述生理特征值序列計(jì)算出一生理特征曲線； 依據(jù)所述生理特征曲線運(yùn)算出一線性回歸斜率； 判斷一第一條件是否成立，其中所述第一條件為所述線性回歸斜率小于一斜率閥值并且持續(xù)一第一時(shí)間長度；以及 依據(jù)所述第一條件是否成立來判斷所述使用者的疲勞度。
2.如權(quán)利要求I所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，所述線性回歸斜率為每分鐘平均的線性回歸斜率，并且所述第一條件的所述斜率閥值為小于-O. 05且所述第一時(shí)間長度為大于等于150秒。
3.如權(quán)利要求2所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)所述第一條件成立，則產(chǎn)生一第一警示信息。
4.如權(quán)利要求I所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，還包括 計(jì)算所述線性回歸斜率之間的一差異值； 判斷一第二條件是否成立，其中所述第二條件為所述差異值落入一閥值區(qū)間并且持續(xù)一第二時(shí)間長度；以及 依據(jù)所述第一條件、所述第二條件是否成立來判斷所述使用者的疲勞度，當(dāng)所述第一條件以及所述第二條件成立，則產(chǎn)生一第二警示信息。
5.如權(quán)利要求4所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，所述線性回歸斜率為每五分鐘平均的線性回歸斜率，并且所述第一條件的所述斜率閥值為小于O且所述第一時(shí)間長度為大于等于140秒。
6.如權(quán)利要求5所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，所述第二條件的所述閥值區(qū)間為大于-O. 001且小于O. 004。
7.如權(quán)利要求6所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，所述第二時(shí)間長度大于等于60秒。
8.如權(quán)利要求4所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，還包括 判斷一第三條件是否成立，其中所述第三條件為所述差異值落入所述閥值區(qū)間并且持續(xù)一第三時(shí)間長度；以及 依據(jù)所述第一條件、所述第二條件、所述第三條件是否成立來判斷所述使用者的疲勞度，當(dāng)所述第一條件以及所述第三條件成立，則產(chǎn)生一第三警示信息。
9.如權(quán)利要求8所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，所述第三時(shí)間長度大于等于所述第二時(shí)間長度至少30秒并且所述閥值區(qū)間為大于-O. 001且小于O. 004。
10.如權(quán)利要求I所述的疲勞度偵測(cè)方法，其特征在于，所述生理特征值序列包括每秒更新的每分鐘心跳頻率值或每秒更新的每分鐘脈搏頻率值。
11.一種疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，包括 一測(cè)量單元，用以測(cè)量一使用者在一連續(xù)時(shí)間內(nèi)的一生理特征值序列； 一儲(chǔ)存單元，用以儲(chǔ)存所述生理特征值序列； 一運(yùn)算單元，其與所述測(cè)量單元以及所述儲(chǔ)存單元電性連接，用以依據(jù)所述生理特征值序列計(jì)算出一生理特征曲線，并且依據(jù)所述生理特征曲線計(jì)算出一線性回歸斜率，所述運(yùn)算單元判斷一第一條件是否成立以獲得所述使用者的一疲勞度偵測(cè)結(jié)果，其中所述第一條件為所述線性回歸斜率小于一斜率閥值并且持續(xù)一第一時(shí)間長度；以及 一輸出單元，其與所述運(yùn)算單元電性連接，用以輸出所述疲勞度偵測(cè)結(jié)果。
12.如權(quán)利要求11所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述測(cè)量單元包括有線測(cè)量以及無線測(cè)量。
13.如權(quán)利要求12所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述測(cè)量單元為無線測(cè)量，其包括 一超寬帶發(fā)射器，用以發(fā)射一超寬帶信號(hào)；以及 一接收器，用以接收所述超寬帶信號(hào)經(jīng)過所述使用者的反射信號(hào)，并在所述連續(xù)時(shí)間內(nèi)取得所述生理特征信號(hào)序列。
14.如權(quán)利要求12所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述測(cè)量單元為有線測(cè)量，其包括 一傳感器，用以與所述使用者接觸以取得所述生理特征信號(hào)； 一傳輸線，與所述傳感器連結(jié)，用以傳輸所述生理特征信號(hào)；以及 一接收器，用以接收在所述連續(xù)時(shí)間內(nèi)取得所述生理特征信號(hào)。
15.如權(quán)利要求11所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述生理特征值序列包括每秒更新的每分鐘心跳頻率值或每秒更新的每分鐘脈搏頻率值。
16.如權(quán)利要求11所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述線性回歸斜率為每分鐘平均的線性回歸斜率，并且所述第一條件的所述斜率閥值為小于-O. 05且所述第一時(shí)間長度為大于等于150秒。
17.如權(quán)利要求16所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一條件成立，則產(chǎn)生一第一警不信息。
18.如權(quán)利要求6所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述運(yùn)算單元還包括 計(jì)算所述線性回歸斜率之間的一差異值；以及 判斷一第二條件是否成立以獲得所述使用者的所述疲勞度偵測(cè)結(jié)果，其中所述第二條件為所述差異值落入一閥值區(qū)間并且持續(xù)一第二時(shí)間長度。
19.如權(quán)利要求18所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述線性回歸斜率為每五分鐘平均的線性回歸斜率，并且所述第一條件的所述斜率閥值為小于O且所述第一時(shí)間長度為大于等于140秒。
20.如權(quán)利要求19所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述第二條件的所述閥值區(qū)間為大于-O. 001且小于O. 004。
21.如權(quán)利要求20所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其中所述第二時(shí)間長度大于等于60秒。
22.如權(quán)利要求18所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一條件以及所述第二條件成立，則產(chǎn)生一第二警示信息。
23.如權(quán)利要求18所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述運(yùn)算單元還包括 判斷一第三條件是否成立以獲得所述使用者的所述疲勞度偵測(cè)結(jié)果，其中所述第三條件為所述差異值落入所述閥值區(qū)間并且持續(xù)一第三時(shí)間長度。
24.如權(quán)利要求23所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述第三時(shí)間長度大于等于所述第二時(shí)間長度至少30秒并且所述閥值區(qū)間為大于-O. 001且小于O. 004。
25.如權(quán)利要求24所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一條件以及所述第三條件成立，則產(chǎn)生一第三警示信息。
26.如權(quán)利要求11所述的疲勞度偵測(cè)裝置，其特征在于，所述輸出單元為一顯示屏幕和一聲音裝置至少其中之一。
全文摘要
一種疲勞度偵測(cè)方法，包括測(cè)量一使用者在一連續(xù)時(shí)間內(nèi)的一生理特征值序列，并依據(jù)此生理特征值序列運(yùn)算出一線性回歸斜率和/或線性回歸斜率之間的一差異值。再利用判斷線性回歸斜率及其持續(xù)時(shí)間長度來判斷使用者的疲勞度。一種疲勞度偵測(cè)裝置也于此處提出。本發(fā)明可有效偵測(cè)使用者的疲勞程度。
文檔編號(hào)A61B5/16GK102920467SQ20111022624
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者陶德和 申請(qǐng)人:長天科技股份有限公司