[发明专利]防睡眠眼镜

说明书

技术领域

很多事故是由驾驶员突然打瞌睡所引起的车辆失控而导致的。在多数情况下，驾驶员感到疲倦（但其没有意识到这一点），容易暂时闭上眼睛休息（尤其是在道路通畅且没有什么车流时），这种瞬间的疏忽将是致命的。最危险的是那些由于工作原因，尤其是在夜间驾驶了几个小时的人（例如，卡车驾驶员、公共汽车驾驶员、出租车驾驶员、销售代理人等）。但是，当前市场上还没有能够识别并防止驾驶员开始“打瞌睡”以保持其清醒的设备。

因此，接下来的课题的目标是为驾驶员提供一种能够使将要打瞌睡的人保持清醒的设备。

不像先前的设备，下文参阅（*），本发明不使用声音或光来唤醒驾驶员（因为这样的系统通常已经证明是无用的），而是基于发送电脉冲将其唤醒。

背景技术

很多设计为唤醒“睡着的”驾驶员的设备已经被提交至专利局。然而，它们经常被证明为不可能解决一些问题：难以佩戴（太大、不灵活或沉重）、妨碍并限制了移动或可视性、不能以机械方式实现或者是笨重的（由于不得不使用电池或电连接以进行操作）。例如（*）：

Clarke Sr.等人于1997年11月18日提交的名为“Sleep detection and driver alert apparatus（睡眠检测和驾驶员提醒装置）”的美国专利No.5,689,241公开了一种围绕后视镜而定位的单元，其包含能够检测头部位置改变的红外传感器和温度传感器。温度传感器检测脸部的温度改变，并且因为在睡眠期间检测到呼吸行为的减弱，脸部区域温度的降低表明呼吸行为减弱，因此是睡眠的指示。根据该文件，提供了一种具有紧凑壳体的睡眠检测和驾驶员提醒装置，该装置可以围绕后视镜或仪表板放置。该装置包含透镜和电子检测机构，所有这些透镜和电子检测机构用于通过红外自动聚焦的数字图像稳定透镜（带变焦功能）监控即将发生的睡眠效果。此外，该单元包含用于监控和估计鼻子和嘴的面部区域周围不同环境温度的附加的红外热传感器。这些温度改变将是正常呼吸模式呼出的气息的改变，这在驾驶员开始呼吸不足时减少了体积，由此增加了血液的二氧化碳水平，这在大多数情况中是与睡眠有关的早期睡意的原因。该设备将通过红外照相机监控驾驶员睁眼和闭眼的像素颜色中的热图像改变（经由数字化摄影图像的经过视频电荷耦合器件的温感红外部分）。非运动和呼吸温度降低（这是呼吸不足的生理学反应并由此引起睡意）的结合将触发红外照相机变焦到驾驶员眼睛的区域。所结合的数据经由光学图像探测器和热传感器被发送到睡眠状态微处理器存储器，用于在基线数据测量之上或之下的数据交换。

Mannik于1995年3月28日提交的名为“Sleep prevention device for automobile drivers（用于机动车驾驶员的防睡眠设备）”的美国专利No.5,402,109公开了一种附接至驾驶员眼镜的设备，该设备包含一束检测眼皮运动的红外光，并且当眼皮闭合超过特定时间时发出噪音。根据该文件，一束任何颜色的窄带光用于光学感测，无论驾驶员的眼皮是闭合的还是打开的。优选地使用红外光，因为红外光最不会让驾驶员心烦意乱。微小的、可滑动调节（沿着眼镜腿滑动）的发光体承载件用于针对每位驾驶员将发光二极管正确定位在眼镜上。来自该发光体的窄带光束被瞄准穿过驾驶员的眼睛表面，刚好在眼球上方，在眼皮之间，并且该窄带光束在眼睛的对角处被光传感器感测，光传感器具有安装在其前面的窄带滤光器。为了唤醒眼睛已经闭合超过大约一秒或更短时间的驾驶员，电子电路被来自光传感器的闭眼信号所激活，在一秒或更短时间的时延后启动报警信号、蜂鸣器等。

Cooper于1995年11月21日提交的名为“Sleep awakening device for drivers of motor vehicles（用于机动车驾驶员的睡眠唤醒设备）”的美国专利No.5,469,143公开了一种由眼镜构成的设备，包含放置为与驾驶员的两个上眼皮的其中之一接触的传感器杆。眼皮向下的运动也使杆运动，杆激活传感器，传感器向一第三单元发送命令以产生亮闪。一副眼镜包括与驾驶员的上眼皮肌肉之一持续接触的传感杆。眼皮向下的运动使传感杆向下运动并且启动与传感杆连接的微开关。微开关进而启动位于控制单元中的电路，以在驾驶员每次闭合眼皮时打开灯。所述电路包括时延继电器，如果眼皮在预定的时间段内保持闭合，则时延继电器发出听觉信号。驾驶员正常的眨眼不会产生听觉警报。然而，如果驾驶员的眼皮没有在预定的时间内打开，则将会发出听觉警报。一旦驾驶员的眼皮打开，就重新设置黄色警示灯和听觉警报。正常的眨眼产生对于驾驶员的黄色警示灯的照明，由此使驾驶员确认睡眠唤醒设备正在正确工作。