一种用于汽车主动安全的心音智能监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种心音监控装置，尤其是一种用于汽车主动安全的心音智能监控装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着对心音特征提取与分析相关研究成果的增长，心音传感器在医疗与个人保健相关领域中占据了越来越多的比重。与此同时，为了有效地解决汽车行车安全问题，充分利用新技术的汽车主动安全解决方案正逐渐受到越来越多的关注。其中以驾驶员生理状态检测为代表的驾驶员疲劳检测技术是当今可靠性较高的应用模式。最近几年来，随着人口的老龄化趋势增长，汽车驾驶员也普遍存在高龄化问题，其中存在一定比例的心脏病患者，一旦在驾驶车辆的过程中突发心脏病，这是目前主动安全设施不能及时检测的情况，同样具有一定的安全隐患。
[0003]根据心音特性相关研究基础表明，通过在汽车安全带上引入心音传感器，并结合现有驾驶员疲劳检测系统以及汽车主动安全系统，合理的多传感器配置组合，可以达到可靠性和安全性的统一。通过十几年的技术革新与发展，传统的听诊器正在逐渐被电子听诊器所取代，当前技术热点主要集中在心音传感器的智能化、小型化、普及化等问题上，但应用于汽车上的心音传感器还未见相关报道。所以，研制具有低功耗、智能化的配置于汽车安全带上的心音传感器具有重要的实用意义。
【发明内容】
[0004]为了增加新的汽车驾驶员生理状况监测的技术手段以及现有心音传感器的应用领域扩展，本发明提供一种应用于汽车主动安全领域具有低功耗、智能化特性的心音监控装置。该装置配置于汽车安全带上，可以采集驾驶员的心音信号，并对心音信号进行分析处理，通过相应的算法识别行车时驾驶员的心脏生理状态，并在驾驶员处于异常状态时报警提醒。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]本发明是一种心音监控装置，主要包括心音拾取探头阵列、信号处理电路、指示灯、锂电池以及配有尼龙套带的隔音腔体。心音拾取探头阵列安装在一个可形变的椭圆形隔音腔体内壁，信号处理电路、声光报警器固定在隔音腔体的顶部，在腔体上配置有内嵌锂电池的长方形尼龙套带，该套带可安装于汽车安全带上，并可沿安全带上下调整位置，以便于心音信号的米集。
[0007]装置中的心音拾取探头采用阵列形式排列，并置于可根据接触面而形变的隔音腔体中，此外，心音拾取探头阵列底部垫衬有记忆材料，在心音智能监控装置位置固定后，可使心音拾取探头阵列与心脏的空间距离最小，以有效地获取心音信号。
[0008]本发明所涉及的车载智能监控型心音传感器工作方式为:驾驶员首先通过插好安全带，这时心音监控装置开始工作，然后将其调整至胸前合适位置。该装置在行车过程中实时监测驾驶员的心脏生理状态，内部处理器对心音信号进行处理分析，根据模式分类算法判断出驾驶员心音异常时的状态并给出相应的报警提示。一个声光报警器用于心音监控装置状态指示以及驾驶员心音异常状态报警，当心音监控装置未检测到心音时，指示灯亮；检测到心音时，指示灯不亮；心音异常时，指示灯闪烁亮、声音报警。
[0009]为提高信号采集单元的工作时间，本发明所涉及心音智能监控装置供电部分主要采用锂电池，内部采用超低功耗处理器，而且在安全带未正确插上之前，处于关机状态，最大限度的降低功耗。
[0010]为提高信号采集单元的可靠性，本发明所涉及心音智能监控装置中，心音拾取探头采用阵列形式，并且内置于隔音腔体中，通过内部处理器的融合算法可以最大程度上消除外部环境噪声以及传感器由于采集位置偏差造成的影响。
[0011]综上所述，本发明涉及的心音监控装置具有低功耗、智能化特性，该装置在保证可靠采集心音信号的同时，对驾驶员心脏生理状态进行实时有效的分析，在驾驶员心脏出现异常状态时，将根据识别结果进行报警提醒，在最大限度保证驾驶员行车过程中自身安全的同时，最大程度降低交通事故发生的风险。
[0012]本发明的有益效果是，能在行车过程中对驾驶员的心脏健康状况进行实时监测，同时还可与其它驾驶员疲劳检测系统以及主动安全系统相融合，进一步增强汽车行驶安全监测系统的可靠性，这对高龄汽车驾驶员、潜在的心脏病汽车驾驶员等人群具有积极的意义。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0014]图1是心音监控装置的底部结构图，
[0015]图2是心音监控装置的顶部结构图，
[0016]图3是心音监控装置图1沿中线方向的剖面结构图。
[0017]其中:1汽车安全带，2心音拾取探头阵列，3椭圆形隔音腔体，4长方形尼龙套带，5声光报警器，6锂电池,7记忆材料,8信号处理电路模块。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步阐述:
[0019]如图1所示，本发明是一种心音监控装置，配置于汽车安全带I上，由四个以上的多个心音拾取探头组成的心音拾取探头阵列2安装于一个可形变的椭圆形隔音腔体3内。心音拾取探头采用压电材料制作而成，内置运算放大器。采用阵列形式的功能主要有以下两个方面:一方面增大探头与驾驶员心脏区域的接触面积，进一步增强传感器的灵敏度、分辨力以及信噪比；另一方面由于采样空间与时间的差异，后端可通过融合算法降低由于位置变化或移动引起的影响；心音拾取探头阵列2置于可形变的椭圆形隔音腔体3中，这一措施保证了腔体与驾驶员胸部贴合的密封性，最大程度减少环境噪声引起的影响，并且驾驶员在佩戴时具有一定的舒适度。
[0020]如图2所示，隔音腔体3上配置有长方形尼龙套带4，该套带可安装于汽车安全带I上，并可沿安全带上下调整位置，以便于心音信号的采集。隔音腔体3上还安装有一个声光报警器5用于心音监控装置状态指示以及驾驶员心音异常状态报警，当心音监控装置未检测到心音时，指示灯亮；检测到心音时，指示灯不亮；心音异常时，指示灯闪烁亮。此外，长方形尼龙套带4上内嵌有锂电池6，为整个信号采集单元供电，相比较于干电池，极大地延长了其工作时间与使用寿命；并且锂电池6位于尼龙套带4上，可以非常方便的进行拆卸，以便于充电和更换。
[0021]如图3所示心音监控装置是沿图1中线方向的剖面图，心音拾取探头阵列2中的每个心音拾取探头底部衬垫有记忆材料7，在心音智能监控装置位置固定后，可使心音拾取探头阵列紧密的贴近驾驶员的胸腔，从空间上来说使其与心脏的距离最小，以有效获取更加真实的心音信号。
[0022]信号处理电路模块8固定在椭圆形隔音腔体3的顶部,信号处理电路模块8中包含信号调理电路以及低功耗数字信号处理器，信号调理电路主要实现心音信号的滤波处理，数字信号处理器主要功能是实现心音信号增强与分类算法，实时监控驾驶员心脏实时生理状态。这些电路均由集成电路实现，以实现体积小，重量轻，耗能少。
[0023]心音监控装置的信号采集与监控流程为:当驾驶员安装好安全带I时，然后将心音监控装置上的尼龙套带4沿安全带方向调整，如果未采集到心音信号或者强度很弱，声光报警器5的指示灯将亮，提示驾驶员调整心音监控装置在胸前的位置，当采集到足够强度的心音信号后，指示灯熄灭，这时多个心音拾取探头2同时开始采集驾驶员的心音信号，经过信号处理电路8处理分析，实时监测驾驶员的心脏生理状态，当监测到驾驶员的心脏生理参数发生突变时，根据模式分类算法判断驾驶员是由于疲劳状态还是心脏疾病等其他因素引起的。在心音监控装置检测到驾驶员处于疲劳状态而使心音异常时，声光报警器将开始急促地鸣叫、闪烁，提示驾驶员调整精神状态，当驾驶员由于心脏疾病引起心音异常时，声光报警器将长鸣，提醒驾驶员刹车。
[0024]综上所述，本发明涉及的心音智能监控装置在保证低功耗、可靠性的同时，充分考虑了使用安装上的灵活性，非常易于集成至现有汽车内部；此外，心音智能监控装置内部的模块化设计方式，大大提高了该装置的系统兼容性与升级便利性。
【主权项】
1.一种用于汽车主动安全的心音智能监控装置，主要包括心音拾取探头阵列(2)、信号处理电路(8)、指示灯(5)、锂电池￠)以及配有尼龙套带的隔音腔体(3)，其特征是:心音拾取探头阵列(2)安装在一个可形变的椭圆形隔音腔体(3)内壁，信号处理电路(8)、声光报警器固定在隔音腔体(3)的顶部，在壳体上配置有内嵌锂电池的长方形尼龙套带(4)，该套带可安装于汽车安全带上，并可沿安全带上下调整位置，以便于心音信号的采集。
2.根据权利要求1所述的心音智能监控装置，其特征是:装置中的心音拾取探头采用阵列形式排列，并置于可根据接触面而形变的隔音腔体中，此外，心音拾取探头阵列底部垫衬有记忆材料，在心音智能监控装置位置固定后，可使心音拾取探头阵列与心脏的空间距离最小，以有效地获取心音信号。
【专利摘要】一种用于汽车主动安全的心音智能监控装置，主要包括心音拾取探头阵列、信号处理电路、指示灯、锂电池以及配有尼龙套带的隔音腔体，安装于汽车安全带上，并可沿安全带上下调整位置。装置中的心音拾取探头底部垫衬有记忆材料并采用阵列形式排列，并置于可根据接触面而形变的隔音腔体中。该装置能在行车过程中对驾驶员的心脏健康状况进行实时监测，同时还可与其它驾驶员疲劳检测系统以及主动安全系统相融合，进一步增强汽车行驶安全监测系统的可靠性，这对高龄汽车驾驶员、潜在的心脏病汽车驾驶员等人群具有积极的意义。
【IPC分类】A61B7-04
【公开号】CN104545985
【申请号】CN201310468519
【发明人】马勇
【申请人】马勇
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月10日