一種眼睛疲勞檢測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種眼睛疲勞檢測裝置，涉及VR眼鏡技術領域。所解決的是眼睛疲勞檢測的技術問題。該裝置基本結構是在VR眼鏡本體上邊連接一個頭帶，包括連接著眼鏡本體右側和左側的環形帶和眼鏡本體上端的上頂帶。透鏡上方安裝有兩個攝像頭用于檢測眼睛疲勞，眼鏡本體左側設有電量指示燈和蜂鳴器，眼鏡本體右側設有電源開關和USB接口，眼鏡本體上面設有信號處理器。攝像頭安置于對應人眼睛的位置，實時采集使用者的眼動信息，信號處理器對采集到的眼動信息進行分析，得到眼睛的疲勞狀態，并將結果輸出至蜂鳴器上提示用戶眼睛已經處于疲勞狀態，避免使用者損傷視力。本裝置適用于眼睛疲勞檢測。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及VR眼鏡

技術介紹
虛擬現實(VirtualReality，簡稱VR)是近年來出現的高新技術，是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，模仿真實的狀況，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物，可以大幅提升游戲和視頻體驗。虛擬現實眼鏡現在的結構一般都是“透鏡+屏幕”的成像方式，透鏡在眼前2-3cm處，屏幕距透鏡3-6cm，虛像成像在眼前25cm－50cm左右。短時間的佩戴和使用并不會對視力有所影響，但是長時間佩戴VR眼鏡時，這會使得視線一直聚焦在25cm－50cm處不移動，并且視野里全部是電子顯示屏，容易造成眼部肌肉極度疲勞，出現眼睛疲勞問題，長期使用很可能損傷視力。使用者一般在體驗游戲或視頻時，容易長時間佩戴VR眼鏡，極易傷害到眼睛，因此，檢測使用者眼睛是否疲勞并發出提醒，對在體驗虛擬現實的同時保護眼睛是非常有必要的。中國專利CN201210374160.3(公開號CN102908152A)提出一種基于檢測眼皮跳變頻率的疲勞檢測眼鏡，雖然這種方法將檢測的眼皮跳變頻率和貯存的基準眼皮跳邊頻率相比較得到眼睛疲勞狀態，但是使用紅外光照射到眼睛檢測眼皮跳變頻率會對眼睛造成一定的傷害。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種眼睛疲勞檢測裝置，它能有效地解決VR眼鏡佩戴者眼睛疲勞及時提醒的問題。本技術是通過以下技術方案實現的：一種眼睛疲勞檢測裝置，包括眼鏡本體和頭帶，頭帶的中部設有與眼鏡本體連接的頂帶，眼鏡本體的兩個透鏡上框架內分別設有兩個攝像頭；眼鏡本體左側設有電量指示燈和蜂鳴器，眼鏡本體右側設有電源開關和USB接口，眼鏡本體上設有信號處理器。所述的電量指示燈為紅、黃、綠三色的LED燈。一種眼睛疲勞檢測裝置，基本結構是在VR眼鏡本體上邊連接一個頭帶，包括連接著眼鏡本體右側和左側的環形帶和眼鏡本體上端的頂帶，頭帶設置有長度調節裝置，便于佩戴者調節松緊度，減輕虛擬現實眼鏡對頭部的壓迫感。透鏡上方安裝有兩個攝像頭用于檢測眼睛疲勞，眼鏡本體左側設有電量指示燈和蜂鳴器，眼鏡本體右側設有電源開關和USB接口，眼鏡本體上面設有信號處理器。所述的攝像頭安置于對應人眼睛的位置。本技術的工作過程和原理是：眼睛的疲勞程度和眼睛閉合時間長短有著密切的關系，閉合時間越長其疲勞程度越嚴重，當疲勞狀態發生時，眼皮覆蓋眼睛的比例會增加。據科學解釋，經過充分休息的人正常情況下每次眨眼時間大約為0.25—0.3s之間，眨眼頻率約為3—4s一次，眼睛閉合時間在0.12—0.13s之間。一般情況下，眼睛閉合時間達到0.15s則表示人進入疲勞狀態，此時，眼睛基于保護作用會不由自主加快眨眼速度，當人進入更深層次的疲勞狀態時，眼睛的閉合時間及一次眨眼時間過程所需要的時間會直接延長。根據眼睛的疲勞程度和眼睛閉合時間長短密切相關這一特征，本技術用攝像頭采集眼部信號，采用PERCLOS法，即眼睛閉合時間占特定時間的百分率，對眼睛疲勞程度進行估測，其中，PERCLOS中的P80與眼睛疲勞檢測的相關性最好，即當眼睛閉合程度超過80％時，認為眼睛處于閉合性狀態，用單位時間內眼睛閉合時間作為疲勞判斷的依據。與現有技術相比，本技術的有益效果是：一、本技術的佩戴部分是一個頭帶，頭帶設置有長度調節裝置，便于佩戴者調節松緊度、減輕虛擬現實眼鏡對頭部的壓迫感。二、本技術用于檢測眼睛疲勞的攝像頭安裝于眼鏡本體內，不會增加VR眼鏡本體體積大小，能像普通VR眼鏡那樣直接佩戴；同時，檢測過程中不會對使用者眼部、頭部造成不適、壓抑等不良反應，不影響佩戴者使用。三、本技術能主動檢測眼部疲勞并通過蜂鳴器發出預警，從而有效的避免因用眼過度而導致近視。本技術提出的利用攝像頭采用PERCLOS法的P80對眼睛疲勞程度進行估測的方法不會對眼睛造成傷害，而且PERCLOS法被公認為最有效且實時的疲勞檢測方法，檢測準確度可以得到保證。附圖說明圖1是本技術的立體結構右視圖圖2是本技術的立體結構左視圖具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術進一步說明本技術的具體實施方式是：在VR眼鏡的基礎上，包括眼鏡本體1和頭帶3，頭帶3的中部設有與眼鏡本體1連接的頂帶2，眼鏡本體1右側設有電源開關6和一個USB接口7；眼鏡本體1的左側設有一個電量指示燈8和一個蜂鳴器9，眼鏡本體1上設有信號處理器10。眼鏡透鏡4上方設有預留位置攝像頭5的位置，透鏡4上方左右各設有一個攝像頭5。所述的電量指示燈8采用三色的LED燈來顯示，以紅、黃、綠三色分別代表電量快用盡、電量不足、電量充足，用戶可通過電量指示燈的顏色來判斷當前電量狀態。所述的開關6的作用則是為了讓用戶自主設置是否啟用疲勞檢測功能，關閉該功能后則不會發出警報，但同時會節省用電量。所述的攝像頭5在左右兩個透鏡4上各有一個，用以分別對兩只眼睛的疲勞情況進行監視。使用時，使用者僅需要正確佩戴VR眼鏡觀看VR影像，安裝于透鏡上方的兩個攝像頭分別對應人眼的位置，打開開關即可使整個疲勞檢測功能處于運作狀態。攝像頭開始采集用戶眼部信息，攝像頭組傳來的信號輸送到信號處理器中經過圖像矯正、濾波去噪等預處理之后，再運用PERLOCS算法進行眼睛疲勞度計算，將計算得到的眼睛疲勞狀態結果輸出至蜂鳴器上，蜂鳴器發出警報音，提示用戶眼睛已經達到疲勞狀態。作為一種優選，本例中采用幀捕捉速率為20FPS的CMOS攝像頭采集眼部信息，信號處理器采用嵌入式DSP，芯片用TI公司生產的TMS320DM642芯片。將CMOS采集到的眼動信號送入SAA7115解碼器，SAA7115解碼器將信號轉變成并行的BT.656圖像碼流送至TMS320DM642的視頻端口VP0，TMS320DM642再將其解碼，得到YUV格式的圖像，并通過EDMA傳輸到SDRAM圖像存儲器進行存儲，然后通過下載在TMS320DM642里面的PERCLOS算法對使用者的眼動信息進行分析，得到眼部疲勞信號，并通過串行外設接口輸出至蜂鳴器，其中，PERCLOS算法程序存儲于FLASH程序存儲器。所有芯片的接口和控制由FPGA通過TMS320DM642外部存儲接口(EMIF)負責完成。TMS320DM642內核電壓+1.4V，外設I/O電壓+3.3V，通過外部引腳接口采用+3.3V電壓進行供電。為防止系統程序進入死循環或因電壓波動而產生異常，本系統用看門狗芯片來控制系統復位。這里采用TI的TPS3823-33DBVT看門狗芯片，它由+3.3V電源供電，能對電源電壓進行監控。整個系統由電池盒供電，電池盒內的可充電電池通過USB進行充電，充電電路由VA7205DF及其外圍電路組成，可充電電池輸出的電壓需經過轉換之后再向TMS320DM642芯片輸出，電壓轉換由TPS73HD301及其外圍電路進行。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種眼睛疲勞檢測裝置，包括眼鏡本體(1)和頭帶(3)，頭帶(3)的中部設有與眼鏡本體(1)連接的頂帶(2)，其特征在于：眼鏡本體(1)的兩個透鏡(4)上框架內分別設有兩個攝像頭(5)；眼鏡本體(1)左側設有電量指示燈(8)和蜂鳴器(9)，眼鏡本體(1)右側設有電源開關(6)和USB接口(7)，眼鏡本體(1)上設有信號處理器(10)。

【技術特征摘要】
1.一種眼睛疲勞檢測裝置，包括眼鏡本體(1)和頭帶(3)，頭帶(3)的中部設有與眼鏡本體(1)連接的頂帶(2)，其特征在于：眼鏡本體(1)的兩個透鏡(4)上框架內分別設有兩個攝像頭(5)；眼鏡本體(1)左側設有電量指示燈(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王富斌，張祖濤，劉興龍，張效良，劉昱崗，胡廣地，潘亞嘉，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：新型
國別省市：四川;51