健康调节系统的制作方法

本申请涉及汽车技术领域，特别是涉及一种健康调节系统。

背景技术：

随着云计算、大数据和车联网技术的迅猛发展，汽车已经从纯代步工具逐渐演变为生活场所，成为大数据的一个终端节点，在车内对驾驶员和乘客进行身体健康和心理健康的实时监测和管理、识别非健康状态，并给出维持健康的专业建议是当代社会待满足的巨大需求，不仅能够对人们的健康进行实时监管，而且能够避免一些由健康问题导致的交通事故。传统的驾驶员健康监测系统通过采集脉搏、血氧、心率、血压和体温等基础生理数据，来判断驾驶员的路怒情绪和疲劳状态。

然而，传统的健康监测系统监测到的生理数据种类有限，无法实现身体健康和心理健康的全面监测和管理，且未对监测数据进行充分利用，容易导致健康调节不及时或不准确，影响行车驾驶安全。

因此，传统的健康监测系统存在对驾驶员的健康调节不及时、不准确的问题，影响行车驾驶安全。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述健康调节不及时不准确的技术问题，提供一种健康调节系统。

一种健康调节系统，所述健康调节系统应用于车辆，所述健康调节系统包括生理数据采集设备和中央控制器；

所述生理数据采集设备，用于采集所述车辆的驾驶员的生理数据；

所述中央控制器，用于根据所述生理数据监测所述驾驶员的健康状态；当监测所述健康状态异常时，执行用于对所述驾驶员的健康状态进行调节的人机互动操作；所述人机互动操作包括根据所述健康状态调整所述车辆的车内灯光、根据所述健康状态播放音乐、根据所述健康状态调整所述车辆的空调温度、根据所述健康状态播放语音提示、启动所述车辆的语音互动机器人中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述生理数据采集设备包括近红外成像设备，用于采集所述驾驶员的脑活动图像；所述近红外成像设备包括近红外发光器和近红外探头。

在其中一个实施例中，所述近红外探头包括第一探头和第二探头；所述第一探头位于所述车辆的顶棚内；所述第二探头位于所述车辆的座椅头枕内。

在其中一个实施例中，所述生理数据采集设备还包括气味探测器，用于采集所述驾驶员的气味类型和气味强度；所述气味探测器位于所述车辆的安全带。

在其中一个实施例中，所述生理数据采集设备还包括双目摄像头，用于采集所述驾驶员的脸部图像；所述双目摄像头位于所述车辆的方向盘第一位置。

在其中一个实施例中，所述生理数据采集设备还包括脉搏波采集设备，用于采集所述驾驶员的脉搏波；所述脉搏波采集装置位于所述车辆的方向盘第二位置。

在其中一个实施例中，所述生理数据采集设备还包括皮肤温度传感器，用于采集所述驾驶员的手部温度；所述皮肤温度传感器位于所述车辆的方向盘第三位置。

在其中一个实施例中，所述生理数据采集设备还包括血糖采集设备，用于采集所述驾驶员的血糖浓度；所述血糖采集设备位于所述车辆的方向盘第四位置。

在其中一个实施例中，所述系统还包括人机互动设备，用于当所述健康状态为异常状态时，执行用于对所述驾驶员的健康状态进行调节的人机互动操作；所述人机互动设备包括灯、音乐播放器、空调、语音播放器、语音互动机器人中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述系统还包括通信设备，用于当所述健康状态为危险状态时，发送通知至紧急联系人。

上述健康调节系统，生理数据采集设备采集车辆的驾驶员的生理数据，可以通过分析生理数据得到驾驶员的健康态；中央控制器根据所述生理数据监测所述驾驶员的健康状态，当监测所述健康状态异常时，执行用于对所述驾驶员的健康状态进行调节的人机互动操作，可以针对健康状态及时准确地进行健康调节，确保行车驾驶安全。

附图说明

图1为一个实施例中健康调节系统的应用环境图；

图2为一个实施例中健康调节系统生理数据采集设备的结构示意图；

图3为一个实施例中健康调节系统中央控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。

本申请提供的健康调节系统，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，车内的生理数据采集设备110将采集到的生理数据传输到车辆的中央控制器120，中央控制器120将用于健康调节的人机互动操作指令发送至人机互动设备130。其中，生理数据采集设备110可以但不限于是各种脑功能成像仪、气味探测器、双目摄像头、脉搏波采集设备、皮肤温度传感器和血糖采集设备，人机互动设备130可以但不限于是各种车内灯光、音乐播放器、空调、语音播放器和语音互动机器人。

一种健康调节系统，该健康调节系统应用于车辆，包括生理数据采集设备110和中央控制器120；

生理数据采集设备110，用于采集车辆的驾驶员的生理数据；

其中，生理数据包括脑功能数据、气味数据、人脸图像、脉搏波、手掌温度和血糖浓度。

进一步地，如图2所示，生理数据采集设备110包括fnirs(functionalnear-infraredspectroscopy，功能性近红外光谱)成像仪201、气味探测器202、双目摄像头203、脉搏波采集设备204、皮肤温度传感器205和血糖采集设备206。其中，fnirs成像仪201包括近红外光产生装置和近红外探头，近红外光产生装置包括供电模块和光源驱动模块，供电模块为各个模块提供稳定的电源，光源驱动模块驱动激光二极管发出近红外光；近红外探头可以布置在驾驶员的头顶顶棚内和座椅头枕内，通过采用位于脑上和脑后的两个近红外光源探头，建立起实时的3dfnirs脑功能成像模型。气味探测器202可以布置在安全带上，探测器内分布了检测不同化学物质及其强度的气敏传感器阵列，根据化学物质的类型和强度，可以判断驾驶员呼出的气味及其强度，或者人体散发出的气味及其强度。双目摄像头203可以布置在方向盘内，正对驾驶员，通过双摄像头从不同角度同时获得被测物的两幅数字图像，可以基于视差原理恢复出物体的三维几何信息，重建物体三维轮廓及位置。此处双目摄像头203可以实现1)检测人脸表情、人脸特征、人眼特征，2)构建人头部的3d模型，通过定位驾驶员头部来辅助提高fnirs脑功能成像模型的精确度。脉搏波采集设备204可以布置在方向盘背面的两侧、驾驶员手常握的位置。当驾驶员握住方向盘时，脉搏波采集装置发出一定波长的光束照射到指端皮肤表面，光经过手指组织后反射，接收到的反射光强度随动脉血管压力变化，通过光电容积脉搏波描记法原理(photoplethysmography，简称ppg，是借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法)可以分析出脉搏波波形图。皮肤温度传感器205可以布置在方向盘外侧面、驾驶员握住方向盘时手心接触的位置，用于检测驾驶员的手心温度。血糖采集设备206可以布置在方向盘的正面、与脉搏波采集设备204相对应的位置。血糖采集设备206利用反离子电渗透技术，通过在皮肤表面施加一个小的恒电流，形成离子流，并利用离子流将皮下组织液中的葡萄糖携带到皮肤的表面，继而通过超薄柔性血糖传感器进行高精度的葡萄糖测量。

中央控制器120，用于根据生理数据监测驾驶员的健康状态；当监测健康状态异常时，执行用于对驾驶员的健康状态进行调节的人机互动操作；人机互动操作包括根据健康状态调整车辆的车内灯光、根据健康状态播放音乐、根据健康状态调整车辆的空调温度、根据健康状态播放语音提示、启动车辆的语音互动机器人中的至少一种。

进一步地，车辆通过生理数据采集设备110采集驾驶员的生理数据，即驾驶员的健康监测数据，并记录采集时间，健康监测数据包括心理健康监测数据和身体健康监测数据，其中心理健康监测数据包括近红外脑图像、人脸图像、脉搏波和手掌温度，身体健康监测数据包括气味类型、气味强度、人脸图像、脉搏波、手掌温度和血糖浓度。中央控制器120可以根据心理健康监测数据得到与采集时间相对应的驾驶员心理健康状态，根据身体健康监测数据得到与采集时间相对应的驾驶员身体健康状态。

进一步地，如图3所示，中央控制器120包括数据采集模块301、数据分析模块302、管理模块303和人机互动模块304。数据采集模块301由光电转换器、放大器、滤波器等组成，能够搜集生理数据采集设备110采集到的健康监测数据，包括fnirs数据、气味数据、人脸图像、脉搏波、手掌温度和血糖浓度，并记录下健康监测数据的采集时间。数据分析模块302对数据采集模块301采集到的数据进行实时处理，可以构建出fnirs脑成像、分析人体气味的类型和强度、复原人脸表征、描记脉搏波、计算手心温度和血糖浓度等生理参数。健康管理模块303根据驾驶员id(identitydocument，身份标识)保存数据分析模块输出的各个生理参数，根据fnirs脑成像显示的脑活动区域判断被测者的神经发育、感知认知、运动控制、精神疾病、情绪、心理活动等；根据人体气味分析内分泌系统、消化系统、内脏功能的健康状态；结合人脸表征，分析表情、情绪、疲劳状态、精神状态、营养状态等；根据脉搏波，分析心血管状态、精神状态、疲劳状态等；根据手心温度分析精神状态、疲劳状态等；根据血糖浓度，分析内分泌和消化系统的健康状态。综合分析各生理参数可以系统判断驾驶员的身心健康状态，并结合时间维度，根据健康监测数据的采集时间进行分析，可以得到驾驶员身心健康状态的变化，进而做出决策，确定如何与驾驶员进行互动可以达到健康管理和辅助治疗的目的。特别地，通过监测驾驶员情绪和心理的变化，并进行分析，可以提醒驾驶员进行心理调节或者主动介入治疗。人机交互模块304根据健康管理模块303的决策发送人机互动操作指令，指示人机互动设备进行人机互动操作，对驾驶员的健康状态进行调节，包括根据健康状态调整车内灯光的颜色和/或强度，例如，当通过fnirs脑图像监测到驾驶员出现愤怒情绪时，可以将车内灯光调整为暖色；还包括根据健康状态播放音乐，例如，当通过fnirs脑图像监测到驾驶员出现疲劳状态时，可以根据预先设置，播放快节奏音乐避免发生交通事故，或者播放语音提示暂停驾驶；还包括根据健康状态调整车辆的空调温度，例如，当监测到驾驶员手掌温度低于正常温度时，可以调高空调温度；还包括根据健康状态播放语音提示，例如，当监测到血糖浓度低于正常浓度时，可以语音提示驾驶员出现低血糖状况，易出现危险，需要立即靠边停车；还包括启动车辆的语音互动机器人，语音互动机器人可以根据驾驶员健康状态进行心理疏导和精神催眠等互动，具体可以通过该预先存储的语音信息来实现，或者当驾驶员连续驾驶时间过长时进行休息提醒、发出运动方式和运动场所的建议、饮食调整建议、生活作息调整建议、心理治疗课程建议等，进一步地，语音互动机器人还可以通知驾驶员的家属进行劝谏监督，达到健康辅助调整或者主动治疗的目的，或者强制控制车辆进入主动驾驶模式，把车停到安全区域。

上述的健康调节系统，通过采集驾驶员的生理数据，监测驾驶员的健康状态，可以准确获得驾驶员的健康状态；当监测健康状态异常时，执行用于对驾驶员的健康状态进行调节的人机互动操作，可以针对健康状态及时准确地进行健康调节，确保行车驾驶安全。

在另一个实施例中，生理数据采集设备110包括近红外成像设备，用于采集驾驶员的脑活动图像；近红外成像设备包括近红外发光器和近红外探头。

进一步地，fnirs成像仪201包括近红外光产生装置和近红外探头，近红外光产生装置包括供电模块和光源驱动模块，供电模块为各个模块提供稳定的电源，光源驱动模块驱动激光二极管发出近红外光。

在另一个实施例中，近红外探头包括第一探头和第二探头；第一探头位于车辆的顶棚内；第二探头位于车辆的座椅头枕内。

进一步地，近红外探头可以布置在驾驶员的头顶顶棚内和座椅头枕内，通过采用位于脑上和脑后的两个近红外光源探头，建立起实时的3dfnirs脑功能成像模型。

在另一个实施例中，生理数据采集设备110还包括气味探测器202，用于采集驾驶员的气味类型和气味强度；气味探测器202位于车辆的安全带。

进一步地，气味探测器202可以布置在安全带上，探测器内分布了检测不同化学物质及其强度的气敏传感器阵列，根据化学物质的类型和强度，可以判断驾驶员呼出的气味及其强度，或者人体散发出的气味及其强度。

在另一个实施例中，生理数据采集设备110还包括双目摄像头203，用于采集驾驶员的脸部图像；双目摄像头位于车辆的方向盘第一位置。

进一步地，双目摄像头203可以布置在方向盘内，正对驾驶员，通过双摄像头从不同角度同时获得被测物的两幅数字图像，可以基于视差原理恢复出物体的三维几何信息，重建物体三维轮廓及位置。此处双目摄像头203可以实现1)检测人脸表情、人脸特征、人眼特征，2)构建人头部的3d模型，通过定位驾驶员头部来辅助提高fnirs脑功能成像模型的精确度。

在另一个实施例中，生理数据采集设备110还包括脉搏波采集设备204，用于采集驾驶员的脉搏波；脉搏波采集装置位于车辆的方向盘第二位置。

进一步地，脉搏波采集设备204可以布置在方向盘背面的两侧、驾驶员手常握的位置。当驾驶员握住方向盘时，脉搏波采集装置发出一定波长的光束照射到指端皮肤表面，光经过手指组织后反射，接收到的反射光强度随动脉血管压力变化，通过光电容积脉搏波描记法原理(photoplethysmography，简称ppg，是借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法)可以分析出脉搏波波形图。

在另一个实施例中，生理数据采集设备110还包括皮肤温度传感器205，用于采集驾驶员的手部温度；皮肤温度传感器位于车辆的方向盘第三位置。

进一步地，皮肤温度传感器205可以布置在方向盘外侧面、驾驶员握住方向盘时手心接触的位置，用于检测驾驶员的手心温度。

在另一个实施例中，生理数据采集设备110还包括血糖采集设备206，用于采集驾驶员的血糖浓度；血糖采集设备位于车辆的方向盘第四位置。

进一步地，血糖采集设备206可以布置在方向盘的正面、与脉搏波采集设备304相对应的位置。血糖采集设备206利用反离子电渗透技术，通过在皮肤表面施加一个小的恒电流，形成离子流，并利用离子流将皮下组织液中的葡萄糖携带到皮肤的表面，继而通过超薄柔性血糖传感器进行高精度的葡萄糖测量。

在另一个实施例中，健康调节系统还包括人机互动设备130，用于当健康状态为异常状态时，执行用于对驾驶员的健康状态进行调节的人机互动操作；人机互动设备包括灯、音乐播放器、空调、语音播放器、语音互动机器人中的至少一种。

进一步地，中央控制器120还可以包括人机交互模块304，人机交互模块304根据健康管理模块303的决策发送人机互动操作指令，指示人机互动设备进行人机互动操作，对驾驶员的健康状态进行调节，包括根据健康状态调整车内灯光的颜色和/或强度，例如，当通过fnirs脑图像监测到驾驶员出现愤怒情绪时，可以将车内灯光调整为暖色；还包括根据健康状态播放音乐，例如，当通过fnirs脑图像监测到驾驶员出现疲劳状态时，可以根据预先设置，播放快节奏音乐避免发生交通事故，或者播放语音提示暂停驾驶；还包括根据健康状态调整车辆的空调温度，例如，当监测到驾驶员手掌温度低于正常温度时，可以调高空调温度；还包括根据健康状态播放语音提示，例如，当监测到血糖浓度低于正常浓度时，可以语音提示驾驶员出现低血糖状况，易出现危险，需要立即靠边停车；还包括启动车辆的语音互动机器人，语音互动机器人可以根据驾驶员健康状态进行心理疏导和精神催眠等互动，具体可以通过预先存储的语音信息来实现，或者当驾驶员连续驾驶时间过长时进行休息提醒、发出运动方式和运动场所的建议、饮食调整建议、生活作息调整建议、心理治疗课程建议等，进一步地，语音互动机器人还可以通知驾驶员的家属进行劝谏监督，达到健康辅助调整或者主动治疗的目的，或者强制控制车辆进入主动驾驶模式，把车停到安全区域。

进一步地，中央控制器120可以根据健康监测数据计算驾驶员健康状态调节参数，即根据健康监测数据，得到与驾驶员的健康状态相匹配的调节参数；调节参数包括灯光模式、音乐类型、温度范围、语音提示参数和语音互动模式；调整车内灯光至上述灯光模式，播放与上述音乐类型相匹配的音乐，调整空调温度至上述温度范围，播放语音提示参数对应的语音提示，启动语音互动机器人根据语音互动模式进行语音互动。例如，中央控制器120通过fnirs脑图像监测到驾驶员出现愤怒情绪，并得到与此情绪相匹配的灯光模式为暖光模式，车辆根据该灯光模式将车内灯光调整为暖色；中央控制器120通过fnirs脑图像监测到驾驶员出现疲劳状态，并得到与此状态相匹配的音乐类型为快节奏，车辆根据该音乐类型播放快节奏音乐，避免发生交通事故；中央控制器120监测到驾驶员手掌温度低于正常温度，并计算出适宜的空调温度为28℃，车辆根据该温度将空调温度调节为28℃；中央控制器120监测到血糖浓度低于正常浓度，并得到与此健康异常状态相匹配的语音提示参数为低血糖提示，根据该语音提示参数，车内语音播放“出现低血糖症状，请停止驾驶”，用于指导驾驶员停止驾驶；中央控制器120还可以启动车辆的语音互动机器人，语音互动机器人根据驾驶员健康状态进行心理疏导和精神催眠等互动，具体可以通过该预先存储的语音信息来实现，或者当驾驶员连续驾驶时间过长时进行休息提醒、发出运动方式和运动场所的建议、饮食调整建议、生活作息调整建议、心理治疗课程建议等，进一步地，语音互动机器人还可以通知驾驶员的家属进行劝谏监督，达到健康辅助调整或者主动治疗的目的，或者强制控制车辆进入主动驾驶模式，把车停到安全区域。

在另一个实施例中，健康调节系统还包括通信设备，用于当健康状态为危险状态时，发送通知至紧急联系人。

进一步地，中央控制器120可以预先存储驾驶员在正常情况下的心理健康数据，包括近红外脑图像、人脸图像、脉搏波和手掌温度，通过采集、分析驾驶员的心理健康监测数据，并与正常情况下的心理健康数据相比较，判断驾驶员的心理健康状态，包括心理健康正常状态、心理健康异常状态和心理健康危险状态。中央控制器120预先与驾驶员的无线通信设备相连接，无线通信设备可以是固定在车上的车载电话或驾驶员随身携带的手机，当心理健康状态为心理健康危险状态时，中央控制器120从无线通信设备中获取驾驶员的通话记录，从通话记录中查找紧急联系人，紧急联系人可以是预先设置的家人、朋友或心理医生的电话号码，也可以是根据紧急联系人查找算法查找出的紧急联系电话号码。在查找到紧急联系人后，中央控制器120通过通信设备发送心理健康调节通知至紧急联系人。

进一步地，中央控制器120可以预先存储驾驶员在正常情况下的身体健康数据，包括气味类型、气味强度、人脸图像、脉搏波、手掌温度和血糖浓度，通过采集、分析驾驶员的身体健康监测数据，并与正常情况下的身体健康数据相比较，判断驾驶员的身体健康状态，包括身体健康正常状态、身体健康异常状态和心理健康危险状态。当身体健康状态为身体健康危险状态时，中央控制器120获取车辆的行驶位置，并查找与行驶位置相匹配的医疗机构，可以通过车辆内置或外设的导航仪获取当前行驶位置，并根据预设的地图查找当前行驶位置附近的医疗机构。中央控制器120通过通信设备发送急救通知至医疗机构，可以同时向医疗机构发送当前行驶位置，并控制车辆停驶，将车辆停在安全区域。

进一步地，中央控制器120在获取到驾驶员的通话记录后，可以通过紧急联系人查找算法查找紧急联系人。紧急联系人查找算法根据通话记录中的通话时间，中央控制器120统计多个联系人的通话时长和通话频率，例如，中央控制器120在通话记录中查找到驾驶员曾经与联系人a、b和c相通话，共计10条通话，经统计，与联系人a有3通通话，总通话时长为1小时，与联系人b有2通通话，总通话时长为0.5小时，与联系人c有5通通话，总通话时长为3小时。根据通话时长和通话频率，可以得到多个联系人的联系人优先级，例如，设置联系人优先级可以通过公式p＝0.5x+0.5y计算得到，其中x为通话时长，y为通话频率，计算得到联系人a、b和c的联系人优先级分别为pa＝2、pb＝1.25和pc＝4。根据联系人优先级，从多个联系人中确定紧急联系人，可以对联系人优先级由大到小进行排序，将排在前面的确定为紧急联系人，例如，由于pc>pa>pb，联系人优先级排序为c>a>b，c为紧急联系人。进一步地，当c联系不到时，可以给a打电话，依此类推。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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