[发明专利]一种眨眼频率检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种眨眼检测装置及其检测方法，包括戴于眼睛的框架、距离传感器和环境光传感器，所述环境光传感器安装于框架上靠近眼角一侧，距离传感器安装于框架上且正对眼球位置，检测方法包括数据采集，数据预处理以及分类模型匹配等。本发明检测精准出错率低，自动化程度较高，便于操作和使用。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种眨眼频率检测装置及其检测方法。

背景技术

据CNNIC《第39次中国互联网络发展状况统计报告》，截至2016年12月底，我国网民规模达7.31亿，手机网民达6.95亿。流行病学调查表明，年龄在30～40岁人群中超过20％患有干眼症。近年来，干眼症发病率正逐步上升，这与中国日益增长的网民规模和使用电脑市场密切相关。

现有的针对干眼症的治疗或保健仪器设备多采用蒸汽热敷、超声雾化、湿房镜、中药加热熏蒸，还有穴位按摩，这些技术存在体积大、携带不便、效果不好等问题。并且在治疗使用过程中，用户常常会眨眼，因此必须准确检测用户的眨眼时间以及眨眼频率，而现有检测方法存在以下缺陷：

(1)不够精确，距离测量单位为厘米。

(2)只能处理单一情况，对于未知错误处理能力较单一。

(3)距离传感器重量太大，置于镜框前方会有不便，

(4)红外接近测距和肌电分析成本较高。

(5)整个Arduino表达逻辑的代码还不够严谨。

发明内容

技术目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种眨眼检测装置及其检测方法，本发明整体的检测过程严谨，分类模型更完善，距离传感器检测距离更精确。

技术手段：为实现上述技术目的，本发明提供一种眨眼检测装置，包括戴于眼睛的框架、距离传感器和环境光传感器，所述环境光传感器安装于框架上靠近眼角一侧，距离传感器安装于框架上且正对眼球位置。

本发明还公开了一种眨眼检测装置的检测方法，用户带上检测装置，打开总电源，在用户睁眼时使用距离传感器采集眼距数据，然后计算平均睁眼距离X，完成数据初始化测量；再次使用距离传感器采集数据，进行数据处理，得出平均值X’，进行svm分类模型匹配，判定用户是否眨眼，最后进入下一循环重新采集数据，具体包括以下步骤：

(1)操作开始：用户佩戴检测装置，打开电源，由环境光传感器判断检测用户是否佩戴完成而决定是否开始；

(2)初始化数据的采集，采用Arduino开发板作为主处理器，距离传感器将测量的数据以二进制补码的形式通过接口总线传输给主处理器，使用距离传感器获取用户睁眼时的测量初始距离，该距离传感器采集用户睁眼的原始距离值；

(3)数据的预处理；对距离传感器的数据进行误差校正即去除泪液和角度的影响进行预处理，进而得到用户睁眼的初始化距离的平均值X；

(4)特征提取：采用测量距离判断来提取特征，由于测量距离与眼球动态有密切联系，所以测量距离可以作为分类的特征；

(5)建立训练样本：输入的数据为X₁、X₂、X₃......X₂₀₀，为1秒内进行的200次测量所计算出的平均距离值X’，采样周期为60s；

(6)构建SVM分类预测模型；

①若X’≥X，则判断用户为睁眼状态；

②若X’＜X，则判断用户为闭眼状态，计用户眨眼一次；

(7)将初始化后的测量值放入步骤(5)中的SVM分类模型，得知该患者当前眼球动态，并根据实时动态来测定用户是否眨眼；