一种智能头戴设备及基于其的安全检测方法与流程

本发明属于智能头戴设备领域，尤其涉及一种智能头戴设备及基于其的安全检测方法。

背景技术：

据公安部交通管理局2018年1月15日公布，截至2017年底，全国机动车保有量达3.10亿辆；机动车驾驶人达3.85亿人。据介绍，2017年全国机动车和驾驶人保持高位增长，新注册登记机动车3352万辆，新增驾驶人3054万人。每天在路上长时间开车的人容易疲劳，地铁、火车以及高铁等的驾驶员由于操作单一枯燥，也容易疲劳驾驶。疲劳后继续驾驶车辆，会感到困倦瞌睡，四肢无力，注意力不集中，判断能力下降，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失，出现动作迟误或过早，操作停顿或修正时间不当等不安全因素，极易发生交通事故，轻则造成财产损失，情况严重的危及人的生命安全背负刑罚责任，因此，疲劳后驾驶高度危险。

在夜晚跑步，工作一天的人们在夜幕下放松身心，是眼下最为时尚的健身方式。因为它突破了场地、器材的禁忌。夜跑多数在晚餐结束一个小时后开始，通常是晚上21时左右，运动的时间是在30分钟~60分钟。热爱运动的人越来越多，由于白天工作繁忙，他们只能坚持“夜跑”，夜跑最大的影响是光线不太好，易跌倒受伤，尤其是戴着嵌入式耳机跑步，会因分心听音乐而忽略路上的风险，特别是单独夜跑的女孩。此外，深夜单独上下班的女孩的安全事故越来越多，因此这一类人群的安全问题也越来越受到大众的关注。

如何避免驾车疲劳或者夜晚跑步或者下班单独回家等情况带来的安全隐患，这是目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种智能头戴设备及基于其的安全监测方法，旨在规避开车疲劳驾驶或者夜晚跑步、下班单独回家等情况下带来的安全隐患。

本发明实施例是这样实现的，一种智能头戴设备，所述智能头戴设备包括：

头戴主体，用于围设在人体头部；

疲劳监测模块，设置在所述头戴主体上，所述疲劳监测模块设置在所述头戴主体上靠近眼部区域的位置，用于实时获取眼部的图像以判断人体是否处于安全状态；

后视监测模块，设置在所述头戴主体上，用于监视人体后方位置的情况以判断人体是否处于安全状态；

正视监测模块，设置在所述头戴主体上，用于监视人体前方位置的情况以判断人体是否处于安全状态；

主控模块，与所述疲劳监测模块、后视监测模块以及正视监测模块连接，用于接收疲劳监测模块、后视监测模块以及正视监测模块的信号以向通讯模块发送紧急信号；

通讯模块，设置在所述头戴主体上，与所述主控模块连接，用于在接收到紧急信号后，向预设联系人发送求救信号；

电池模块，用于给所述头戴主体上的各个模块供电。

优选地，所述疲劳监测模块包括固定安装在所述头戴主体上的摄像头支架、安装在所述摄像头支架上的疲劳监控摄像头、用于控制所述摄像头开或关的按钮、以及与所述疲劳监控摄像头连接的疲劳监测分析单元；所述疲劳监控摄像头设置在头戴主体上可拍摄到人体眼睛图像的位置。

优选地，所述智能头戴设备还包括设置在所述头戴主体上的振动电机，用于在接收到所述主控模块的指令后开启振动以对人体耳朵周边区域进行振动以对人体产生警醒作用。

优选地，所述智能头戴设备还包括设置在头戴主体上的照明装置，所述照明装置包括与正视监测模块设置在同侧的前置照明灯，以及与所述后视监测模块设置在同侧的后置照明灯。

优选地，所述智能头戴设备还包括光感应传感器，所述光感应传感器与所述主控模块信号连接，用于在感应到光线低于预设值时，向所述主控模块发送信号使所述主控模块控制所述照明装置开启。

优选地，所述智能头戴设备还包括设置在所述头戴主体上的通讯连接模块，用于与通讯设备建立连接。

优选地，所述智能头戴设备设置在所述头戴主体上的还包括语音模块，用于播放语音内容。

此外，本发明还提出一种基于智能头戴设备的安全监测方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s10，获取预设位置的图像；

步骤s20，根据获取的图像判断用户是否处于安全状态；

步骤s30，在用户未处于安全状态时，则向用户发出警告信号；

步骤s40，间隔预设时间后，再次获取预设位置的图像；

步骤s50，若根究预设位置的图像判断用户仍然未处于安全状态时，控制振动电机发送脉冲震动人耳区域以使用户警醒；

步骤s60，间隔预设时间后，再次获取预设位置的图像；

步骤s70，若根据预设位置的图像判断到用户仍未处于安全状态时，则发送信息至预设联系人。

优选地，所述步骤s10包括：

步骤s11，获取用户双眼的图像；

所述步骤s10之后还包括：

步骤s12：检测用户闭眼次数及每次闭眼的时长；

所述步骤s20包括：

步骤s21，监测双眼的闭眼次数及每次闭眼的时长是否超过预设值来判断用户是否处于安全状态；

所述步骤s40为：间隔预设时间后再次获取双眼的图像；

检测双眼的闭眼次数以及每次闭眼的时长是否超过预设值；

所述步骤s60为：间隔预设时间后再次获取双眼的图像；

所述步骤s70为：若根据双眼的图像检测到双眼的闭眼次数以及每次闭眼的时长仍超过预设值时，发送信息至预设联系人。

优选地，所述步骤s10包括：

步骤s13，获取用户前方位置和后方位置的实时图像；

所述步骤s20包括：

步骤s22，检测在用户的预设范围内是否有物体靠近来判断用户是否处于安全状态；

所述步骤40为：间隔预设时间后再次获取用户前方位置和后方位置的图像；

检测在用户的预设范围内是否有物体靠近；

所述步骤s60为：间隔预设时间后再次获取用户前方位置和后方位置的图像；

所述步骤s70为：若检测到在用户的预设范围内有物体靠近，发送信息至预设联系人。

本发明的智能头戴设备通过在头戴主体上设置疲劳监测模块、后视监测莫模块、正视监测模块、主控模块以及通讯模块，来获取眼睛的疲劳状态以及人体前方和后方的视图，来判断用户是否处于不安全状态，在用户处于不安全状态时，向用户发送语音提示信息或者直接向预设联系人发送求救信号等，进而保证了处于疲劳状态下或者不安全状态下的用户的安全。本发明的智能头戴设备规避了开车疲劳驾驶或者夜晚跑步、下班单独回家等情况下带来的安全隐患，也能在用户处于不安全状态时，及时为用户发送求救信号，提高了安全指数。

附图说明

图1是本发明智能头戴设备一实施例提供的结构示意图；

图2是本发明智能头戴设备另一实施例提供的结构示意图；

图3是本发明智能头戴设备另一实施例提供的结构示意图；

图4是本发明基于智能头戴设备的安全监测方法实施例提供的流程示意图。

图中，1-智能头戴设备，2-头戴主体，3-电池模块。4-左摄像头支架，5-摄像头开关，6-疲劳监测模块，7-疲劳监控摄像头，8-折叠结构，9-前置照明灯，10-右摄像头支架，12-正视摄像头，13-正视监测模块，14-伸缩结构，15-侧面提示灯，16-振动电机，17-扬声器，18-耳机插孔，19-usb充电模块，20-主控模块，21-声音录制模块，22-照明灯，23-后视摄像头，24-荧光件

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种智能头戴设备1，旨在规避开车疲劳驾驶或者夜晚跑步、下班单独回家等情况下带来的安全隐患。

本实施例中，参照图1~图3，所述智能头戴设备1包括：

头戴主体2，用于围设在人体头部；

疲劳监测模块6，设置在所述头戴主体2上，所述疲劳监测模块6设置在所述头戴主体2上靠近眼部区域的位置，用于实时获取眼部的图像以判断人体是否处于安全状态；

后视监测模块，设置在所述头戴主体2上，用于监视人体后方位置的情况以判断人体是否处于安全状态；

正视监测模块13，设置在所述头戴主体2上，用于监视人体前方位置的情况以判断人体是否处于安全状态；

主控模块20，与所述疲劳监测模块6、后视监测模块以及正视监测模块13连接，用于接收疲劳监测模块6、后视监测模块以及正视监测模块13的信号以向通讯模块发送紧急信号；

通讯模块，设置在所述头戴主体2上，与所述主控模块20连接，用于在接收到紧急信号后，向预设联系人发送求救信号；

电池模块3，用于给所述头戴主体2上的各个模块供电。

本发明实施例的智能头戴设备1，在头戴主体2上设置有疲劳监测模块6、后视监测模块、正视监测模块13，通过疲劳监视模块获取用户眼睛的图像，并根据所获得的眼睛的图像来判断用户是否处于疲劳驾驶状态；通过后视监测模块获取用户后方区域的图像，通过正视监测模块13获取用户前方区域的图像，进一步通过所获取的后方区域的图像以及前方区域的图像，来判断用户是否处于安全状态。此外，在所述头戴主体2上还设置有主控模块20，主控模块20与疲劳监测模块6、后视监测模块以及正视监测模块13连接，用于接收疲劳监测模块6、后视监测模块以及正视监测模块13发送的信号。头戴主体2上还设置有通讯模块，该通讯模块与主控模块20连接，用于接收主控模块20发送的紧急信号，向内存的预设联系人发送求救信号。

其中所述头戴主体2为圆环状，围设在人体头部，且所述头戴主体2采用塑胶和软体材料制成，以在满足各个模块的设置的前提下给用户提供舒适感。所述头戴主体2采用折叠式的设计，方便携带，该折叠式的设计具体为在头戴主体2上的对中位置设计该折叠结构8，该折叠结构8可以为简单的材料上的设计，如在该处选用易于折叠的材料制成；或者也可以采用其他的常规的折叠结构8来实现头戴主体2的可折叠。所述头戴主体2具有伸缩结构14，以适应不同的头部大小。此外，所述头戴主体2的前侧、左侧、右侧以及后侧的表面均设置有荧光件24，该荧光件24可以是直接贴设在所述头戴主体2的表面的荧光膜，也可以是该头戴主体2的某些特定位置采用具有荧光性质的材料制成。

需要说明的是，所述后视监测模块设置在头戴主体2上对应人体头部后方的区域，方便获取人体后方的图像。后视监测模块包括后视摄像头23，以及与后视摄像头23连接的分析单元，用于对后视摄像头23获取的图像进行分析，在分析到图像信息存在异常，即用户可能处于不安全状态下时，向主控模块20发送信号。同样的，正视监测模块13具有相同的结构和功能。正视监测模块13包括摄像头支架，如图1中的右摄像头支架10、正视摄像头12，以及与正视摄像头12连接的分析单元。所述后视监测模块与正视监测模块同样设有用于调节后视摄像头与正视摄像头的开或关的摄像头开关5。

疲劳监测模块6包括左眼疲劳监测模块以及右眼疲劳监测模块，分别设置于靠近头戴主体2上靠近左眼区域的位置和靠近右眼区域的位置。所述疲劳监测模块6包括固定安装在所述头戴主体2上的摄像头支架、安装在所述摄像头支架上的疲劳监控摄像头7、用于控制所述疲劳监控摄像头7开或关的摄像头开关5、以及与所述疲劳监控摄像头7连接的疲劳监测分析单元；所述疲劳监控摄像头7设置在可拍摄到人体眼睛图像的位置。参照图1，疲劳监测模块6包括左摄像头支架4和摄像头开关5。

此外，需要说明的是，本实施例中的各个模块在头戴主体2上的设置位置互相错开，不妨碍各个模块在头戴主体2上的安装。

本实施例中，疲劳监测模块6仅设置一个，通过一个疲劳监测模块6获取两只眼睛的图像，监测人体的疲劳状态。

本实施例的智能头戴设备1能为疲劳驾驶的人士、夜间出行人士以及单独野外作业人士提供有效的安全保护，且穿戴简单，使用方便。

进一步地，所述智能头戴设备1还包括设置在所述头戴主体2上的振动电机16，用于在接收到主控模块20的指令后开启振动以对人体耳朵周边区域进行振动以对人体产生警醒作用。本实施例中，所述振动电机16的振动频率以不影响人体身体健康为准，可以参考按摩仪的振动电机16。所述振动电机16设置在头戴主体2上，位于耳朵上方区域的位置，在主控模块20向振动电机16发送振动指令后，振动电机16开启，通过振动电机16的振动向人耳附近发送脉冲，对人耳区域进行安全的振动刺激，使人精神清醒。

在另一优选实施例中，所述智能头戴还包括设置在头戴主体2上的照明装置，所述照明装置包括与正视监测模块13设置在同侧的前置照明灯22，以及与所述后视监测模块设置在同侧的后置照明灯22。在头戴主体2的前方与后方均设置照明灯22，提高独自夜行的使用者的安全性。.

进一步地，所述智能头戴设备1还包括光感应传感器，所述光感应传感器与所述主控模块20信号连接，用于在感应到光线低于预设值时，向所述主控模块20发送信号使所述主控模块20控制所述照明灯22开启。本实施例中，所述照明灯22通过主控模块20控制开启，当光感应传感器感应到光线低于预设值时，则向主控模块20发送信号，使其控制照明灯22开启。需要说明的是，优先控制前置照明灯22开启。

在另一优选实施例中，所述智能头戴设备1还包括设置在所述头戴主体2上的通讯连接模块，用于与通讯设备建立连接。本实施例中，在智能头戴设置的头戴主体2上还设置有通讯连接模块，该通讯连接模块实现智能头戴设备1与通讯设备的连接。该通讯设备可以是手机、平板电脑、智能手表等等。通讯模块在向预设联系人发送求救信号的过程中，可以是智能头戴设备1中的通讯模块中本身就保存了预设联系人的联系方式，直接通过通讯模块向保存的预设联系人发送求救信号即可。也可以通过通讯连接模块与通讯设备连接后，向通讯设备发送呼叫预设联系人的信号，通过通讯设备向预设联系人发送求救信号。

进一步地，所述智能头戴设备1还包括设置在所述头戴主体2上的语音模块，用于播放语音内容。该语音模块包括扬声器17，向用户播放的警告信号均通过扬声器17播放。该语音模块设置在头戴主体2靠近耳朵区域的位置。所述智能头戴设备1还包括声音录制模块21，用于采集声音并存储至存储芯片中。所述智能头戴设备1还包括usb充电模块19，与电池模块3连接，用于为电池模块3充电。所述智能头戴设备1还包括耳机插孔18，可以通过耳机控制通讯设备。

进一步地，所述智能头戴设备1还包括设置在所述头戴主体2侧面的侧面提示灯15，用于在判断到用户处于不安全的状态时闪烁，以向外界发出求救信号。

需要说明的是，上述的语音模块、声音录制模块21、通讯连接模块等均可以与主控模块20集成在一块电路板上。当然，也可以根据具体需要进行设置。但是同样值得说明的是，主控模块20与语音模块、声音录制模块21、通讯连接模块等均具有连接关系。

采用上述的智能头戴设备，参照图4，实现一种安全监测方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s10，获取预设位置的图像；

步骤s20，根据获取的图像判断用户是否处于安全状态；

步骤s30，在用户未处于安全状态时，则向用户发出警告信号；

步骤s40，间隔预设时间后，再次获取预设位置的图像；

步骤s50，若根究预设位置的图像判断用户仍然未处于安全状态时，控制振动电机发送脉冲震动人耳区域以使用户警醒；

步骤s60，间隔预设时间后，再次获取预设位置的图像；

步骤s70，若根据预设位置的图像判断到用户仍未处于安全状态时，则发送信息至预设联系人。

本实施例的方法中，通过疲劳监测模块、正视监测模块以及后视监测模块中的摄像头来获取预设位置的图像，分别为获取眼睛的图像，人体前方和人体后方的图像，以获取到眼睛的图像为例，进行安全状态的分析。

所述疲劳监测模块设置在人眼斜上方，位于人眼与人耳之间偏上的位置。通过疲劳监测模块中的疲劳监控摄像头拍摄人眼上下眼皮闭合遮蔽瞳孔的时长和次数，疲劳监测分析单元对获取到的参数进行运算判断，当检测到人眼上下闭合的时长或者次数超过设定的阀值，疲劳监测分析单元将此信号发送给主控模块，主控模块将就向两耳上方的语音模块发送信号，该语音模块包括扬声器，扬声器发出警告提示声音，以警告用户注意安全驾驶。

进一步地，疲劳监控摄像头间隔预设时间后再次拍摄人眼上下眼皮闭合遮蔽瞳孔的时长和次数，当监测到人眼上下眼皮闭合的时长和次数回到安全范围，主控模块将控制扬声器关闭，警告提示音则停止；如果疲劳监控摄像头拍摄人眼上下眼皮闭合遮蔽瞳孔的时长和次数进一步超过安全阀值，主控模块就向人耳附近的振动电机发送脉冲，对人耳区域进行安全的振动刺激，使人精神清醒。

间隔预设时长后，疲劳监控摄像头再次拍摄人眼上下眼皮闭合遮蔽瞳孔的时长和次数，如果回到安全阀值内，主控模块控制振动电机停止工作，停止发送脉冲。当振动刺激人耳附近区域后，疲劳监控摄像头拍摄人眼上下眼皮闭合遮蔽瞳孔的时长和次数仍然超安全阀值，这意味着驾驶者处于极度危险情况，则将信息上传至后台服务器，并向管理中心求救或向亲友发出安全警告，以提供及时帮助。

进一步地，当检测到驾驶者处于极度危险情况，主控模块还将控制通讯模块直接向预设的联系人进行拨号操作。

当通过正视监测模块和后视监测模块获取到人体前方区域和后方区域的图像时，对用户的安全检测方法采用如下流程。

通过正视监测模块和后视监测模块中的摄像头分别拍摄穿戴者前后的实时录音录像，并上传至云端服务器。在夜间行走者或野外单独活动的情形中，有人或大型动物靠近安全范围，对应的后视监测模块或者正视监测模块中的分析单元进行运算判断，当分析单元分析到安全范围内存在不安全因素，主控模块就向两耳上方的扬声器发送信号，扬声器发出警告提示声音提醒用户。

当正视监控摄像头或者后视监控摄像头拍摄有人或大型动物在安全范围外，主控模块将控制扬声器发停止，警告提示音停止。如果正视监控摄像头或者后视监控摄像头拍摄有人或大型动物靠近安全范围超过安全范围进一步超过安全阀值，主控模块就控制人耳附近的振动电机工作，对人耳区域振动刺激，使人精神警惕；当正视监控摄像头或者后视监控拍摄人或大型动物在安全范围外，主控模块控制振动电机停止工作；当振动电机的振动刺激人耳区域后，如果正视监控摄像头或者后视监控摄像头拍摄有人或大型动物靠近安全范围超过安全范围进一步超过危险阀值，意味着夜间行走者或野外单独活动人处于极度危险情况，则主控模块将信息上传后台服务器，向管理中心求救或向亲友发出安全警告，提供及时帮助。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。