一种缓解疲劳系统及其方法

摘要

本发明公开了一种缓解疲劳系统及其方法，方法包括：a.获取人体的生理特征与行为特征，b.根据生理特征自动识别出疲劳形式，根据行为特征自动识别出动作状态，c.对已识别出的疲劳形式结合动作状态进行缓解，d.通过实时生理特征和/或行为特征检验疲劳形式的缓解效果；系统包括：数据采集模块、成效监测模块、疲劳治愈模块和中央处理模块，中央处理模块分别与数据采集模块、成效监测模块和疲劳治愈模块连接。该缓解疲劳系统及其方法具有智能化操控、预先防范、安全舒适的特点。

权利要求

1.一种缓解疲劳系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，被配置成获取人体的生理特征与行为特征；

中央处理模块，被配置成根据生理特征自动识别出生理疲劳、心理疲劳、身心疲劳、无疲劳症状任一种疲劳形式，结合脑电、心电、血氧饱和度、心率、血压、眨眼姿态、张嘴姿态、虹膜、瞳孔中至少一种的信息融合，系统将这些信息融合加工与疲劳形式通过机器学习建立映射关系，进行综合识别人体的疲劳形式；根据行为特征自动识别出动作状态，设有各类传感器且可用于动作捕捉识别的智能手环佩戴于人体的手腕或脚腕处，通过感应人体手势或肢体动作记录动作姿势和动作轨迹，对动作数据实时采集及实时传输，经中央处理模块分析处理精确地识别出人体的动作状态，从而知道人体现在做的动作是敲键盘打字还是在操作机床任一种工作状态，或者是在休息、运动、驾驶汽车任一种动作状态，进一步的，结合位置信息还可推测出是否在候车，更进一步的，结合生理特征还可识别出静坐、静躺、睡眠任一种休息状态，轻运动、剧烈运动任一种运动状态，阅读、思考、演说任一种用脑状态，以实现动作状态的识别；中央处理模块分别与数据采集模块、成效监测模块和疲劳治愈模块连接；

疲劳治愈模块，被配置成对已识别出的疲劳形式结合动作状态进行缓解，识别动作状态后根据疲劳形式提供针对性解决方案，通过改变环境氛围促使人体的身体机能去缓解该疲劳，具体如下：a.生理疲劳则让人休息，诱发睡意；

b.心理疲劳则改善人的心情，促使消极状态尽快散去；

c.此外还要识别动作状态以兼顾现场实际情况，在驾驶、候车、危险工作无法休息的情形下，发生生理疲劳则应该延缓睡意，集中注意力；成效监测模块，被配置成通过实时生理特征和/或行为特征检验疲劳形式的缓解效果。

2.根据权利要求1所述的缓解疲劳系统，其特征在于：所述数据采集模块设有传感器和影像设备。

3.根据权利要求1所述的缓解疲劳系统，其特征在于：所述疲劳治愈模块设有音乐播放单元、香薰单元、灯光表演单元、温度调节单元其中至少一种。

4.根据权利要求1所述的缓解疲劳系统，其特征在于：所述中央处理模块设有机器学习单元和数据存储单元。

5.根据权利要求1所述的缓解疲劳系统，其特征在于：所述成效监测模块至少设有睡眠监测单元。

说明书

一种缓解疲劳系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及数据识别领域，具体的是一种缓解疲劳系统及其方法。

背景技术

[0002] 医生、心理学家们通常把疲劳分为生理疲劳和心理疲劳两种。前者主要针对劳动而言，主要表现为肌肉酸痛、疲倦、无力等；后者主要指脑力劳动而言，疲劳的主要表现为心情烦躁，注意力涣散，思维不敏捷，反应迟钝等。心理疲劳的一个明显标志是学习与工作效率降低，而长期的心理疲劳影响心理健康，使人心境压抑，百无聊赖，心烦意乱，精疲力竭，甚至出现神经衰弱症状，如头痛头昏、记忆力减退、失眠、怕光等，还可能发生其它心理性疾病。

[0003] 一般情况下，人们比较注重减轻体力劳动强度，改善劳动环境，注意劳逸结合和其它心理卫生要求，这对保护健康确有益处。专家们则特别建议脑力劳动者劳逸结合，注意脑力劳动中的心理卫生。科学家提倡脑力劳动者注重强调对其所有从事的脑力劳动的兴趣，使脑力劳动环境的安静及光线照明符合卫生要求等方面，认为这些对消除心理疲劳有益。脑力劳动疲劳的信号是心理疲劳感觉，这种疲劳感是人体、器官或主要细胞(粒细胞等)，对继续工作的抵触，疲劳信号揭示机体已经需要休息，需要调整和恢复，应该停止工作，以睡眠或者娱乐、体育活动(或体力活动)等积极方式促进大脑功能的调整。此时，若强制大脑继续工作，则会加重心理疲劳，可能造成脑细胞的损伤，或使脑功能恢复发生障碍。而很多人在现实生活中喜欢采用各种脑兴奋措施来消除心理疲劳感，以继续完成工作，如大量抽烟可能是作家刻苦写作的兴奋剂；诗人则是以酒助兴；西方人则喜欢抽雪茄、饮咖啡，或者使用其它兴奋物质，来振奋自己或以意志来强迫自己战胜疲劳，继续学习和工作。但是，医学研究表明，只有能够改善细胞的生理过程，才能促进细胞疲劳的恢复。因此，人们常用兴奋大脑的方法强迫大脑继续工作，就会加重心理疲劳，加重细胞损伤，对机体十分有害。

[0004] 不同原因，不群人群的疲劳，不能用一个办法解决。高强度脑力劳动者包括职场白领、学生群体等，这些人群平时运动少，缺乏锻炼，如果加之劳累、熬夜、压力大，可能就会出现缺氧状态，影响工作，长期缺氧还会导致疾病发生，通过运动可有效缓解。高强度体力劳动，继续超负荷活动，无法保证充足的休息情况下，容易导致意外的发生。在这高科技层出不穷的时代，市场上出现了电子血压计、心率手环、便携式血氧检测运动手环，为那些需要检测血氧的朋友，提供了更加便利的装置。但是，人们虽然可以通过智能设备得知自己的疲劳状况，却通常不会进一步主动地去进行缓解疲劳的动作，例如主动去锻炼和休息，因为一般人们经常不会承认自己处于疲劳状态。本发明通过识别人体状况，自动改变环境状态被动地促使、改善、诱发身体机能去缓解疲劳。

发明内容

[0005] 为了克服背景技术的不足，本发明提供一种缓解疲劳系统及其方法。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种缓解疲劳方法，包括：

[0007] a.获取人体的生理特征与行为特征；

[0008] b.根据生理特征自动识别出疲劳形式，根据行为特征自动识别出动作状态；

[0009] c.对已识别出的疲劳形式结合动作状态进行缓解；

[0010] d.通过实时生理特征和/或行为特征检验疲劳形式的缓解效果。

[0011] 进一步的，所述行为特征为动作姿势与动作轨迹。

[0012] 进一步的，所述步骤c中的缓解为播放音乐、香薰、灯光表演、冷热刺激其中至少一种。

[0013] 进一步的，所述动作状态为休息、驾驶、工作、候车、运动其中一种。

[0014] 进一步的，所述步骤d中的通过行为特征检验为通过检测睡眠质量验证。

[0015] 一种与缓解疲劳方法相关的缓解疲劳系统，包括：数据采集模块、成效监测模块、疲劳治愈模块和中央处理模块，中央处理模块分别与数据采集模块、成效监测模块和疲劳治愈模块连接。

[0016] 进一步的，所述数据采集模块设有传感器和影像设备。

[0017] 进一步的，所述疲劳治愈模块设有音乐播放单元、香薰单元、灯光表演单元、温度调节单元其中至少一种。

[0018] 进一步的，所述中央处理模块设有机器学习单元和数据存储单元。

[0019] 进一步的，所述成效监测模块至少设有睡眠监测单元。

[0020] 本发明的有益效果是：通过采集数据、识别数据、分析数据、根据数据的识别与分析进行智能操控缓解疲劳的治愈行为，自动验证疲劳的缓解效果，无需用户手动进行各种操作，达到了自动识别疲劳形式、自动缓解疲劳、自动检验疲劳缓解效果的目的；在居家环境、工厂车间、办公室、候车室、驾驶室等场景智能开启治愈模式缓解疲劳，通过数据识别与处理进行预先防范和安全提醒；施加视觉、听觉、嗅觉、冷热刺激等某些外界行为，利用无接触感知的治愈行为来诱发身体机能的变化来缓解疲劳，无需药物和无皮肉损伤，缓解疲劳的方式轻松舒适无伤害。

附图说明

[0021] 图1为缓解疲劳方法流程图。

具体实施方式

[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0023] 此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0024] 如图1所示，一种缓解疲劳系统，包括：数据采集模块、成效监测模块、疲劳治愈模块和中央处理模块，中央处理模块分别与数据采集模块、成效监测模块和疲劳治愈模块连接。一种与缓解疲劳系统相关的缓解疲劳方法，包括：

[0025] 步骤a：获取人体的生理特征与行为特征，可实时采集人体持续产生的一系列生理特征数据，或者是根据系统需求即刻采集某一时刻的一组生理特征数据，抽取上述两者中某一时刻的一组数据即为实时生理特征，生理特征可以是脑电、心电、血氧饱和度、心率、血压、眨眼姿态、张嘴姿态、虹膜、瞳孔等至少一种；实时记录行为特征的一系列数据，行为特征可以是人体的手腕、脚腕等肢体在活动中产生的动作姿势与动作轨迹。

[0026] 步骤b：根据生理特征自动识别出生理疲劳、心理疲劳、身心疲劳(即生理疲劳与心理疲劳并存)、无疲劳症状任一种疲劳形式，结合脑电、心电、血氧饱和度、心率、血压、眨眼姿态、张嘴姿态、虹膜、瞳孔中至少一种的信息融合，系统将这些信息融合加工与疲劳形式通过机器学习建立映射关系，进行综合识别人体的疲劳形式；根据行为特征自动识别出动作状态，设有各类传感器且可用于动作捕捉识别的智能手环佩戴于人体的手腕或脚腕处，通过感应人体手势或肢体动作记录动作姿势和动作轨迹，对动作数据实时采集及实时传输，经中央处理模块分析处理精确地识别出人体的动作状态，从而知道人体现在做的动作是敲键盘打字还是在操作机床等任一种工作状态，或者是在休息、运动、驾驶汽车等任一种动作状态，进一步的，结合位置信息还可推测出是否在候车，更进一步的，结合生理特征还可识别出静坐、静躺、睡眠等任一种休息状态，轻运动、剧烈运动等任一种运动状态，阅读、思考、演说等任一种用脑状态，以实现动作状态的识别。

[0027] 步骤c：对已识别出的疲劳形式结合动作状态进行缓解，识别动作状态后根据疲劳形式提供针对性解决方案，通过改变环境氛围促使人体的身体机能去缓解该疲劳，比如生理疲劳则让人休息，诱发睡意；心理疲劳则改善人的心情，促使消极状态尽快散去；此外还要识别动作状态以兼顾现场实际情况，在驾驶、候车、危险工作等无法休息的情形下，发生生理疲劳则应该延缓睡意，集中注意力。

[0028] 步骤d：在一实施例中，在无法休息的情形下，通过实时生理特征检验疲劳形式的缓解效果：各疲劳形式中，测量自我感觉缓解效果佳、缓解效果差状态下的生理特征，通过机器学习建立生理特征与缓解效果的映射关系，系统抽取实时生理特征用于识别出缓解效果；也可以是系统抽取实时生理特征根据生理特征自动识别出生理疲劳、心理疲劳、身心疲劳、无疲劳症状任一种疲劳形式，识别人体的疲劳形式进而判断出缓解效果，疲劳形式被识别出：身心疲劳、生理疲劳、心理疲劳则视为缓解效果差，无疲劳症状则视为缓解效果佳。在另一实施例中，通过行为特征检验疲劳形式的缓解效果，所述通过行为特征检验为通过检测睡眠质量验证，分析睡眠质量的好坏以对应衡量疲劳的缓解效果优劣，所述成效监测模块设有睡眠监测单元，睡眠监测单元为设有各类传感器的智能手环，智能手环检测和计算出深度睡眠时间、起床次数、心率、血压、血氧饱和度等衡量睡眠质量的参数来确定下述状态：入睡快，在十分钟左右入睡；睡眠深，呼吸深长而不易惊醒；无起夜或很少起夜(0～1次)，至少满足一种则视为睡眠质量好，视为缓解效果佳；反之则睡眠不良，视为缓解效果差。在另一实施例中，通过实时生理特征和行为特征检验疲劳形式的缓解效果，结合睡眠质量好坏以及生理特征，分析判断疲劳的缓解效果：通过行为特征初次检验疲劳形式的缓解效果，初步检测为佳或差，通过实时生理特征再次检验疲劳形式的缓解效果，即抽取实时生理特征用于识别出或判断出缓解效果，辅助验证为佳或差，初步检测与辅助验证两者结果一致则输出结果，反之则输出辅助验证结果。

[0029] 进一步的，系统还包括循环步骤，根据步骤d反馈的缓解效果是否循环执行步骤a～d，由步骤d反馈出缓解效果佳或差，缓解效果差则循环步骤a～d，缓解效果佳则程序终止。

[0030] 数据采集模块通过心率传感器、血氧传感器、光电传感器等各类传感器用于采集人体的心率、血氧饱和度和血压，通过影像设备采集面容表情。在一实施例中，数据采集模块为智能手环和手机，智能手环戴在手腕上采集人体的心率、血氧饱和度和血压，手机可在人脸识别解锁的同时采集面容表情，面容表情可包括眨眼与张嘴姿态、虹膜与瞳孔，面容表情跟疲劳形式通过机器学习单元建立映射关系用于识别生理疲劳、心理疲劳、生理与心理疲劳并存、无疲劳症状。在另一实施例中，面容表情跟疲劳形式通过机器学习单元建立映射关系作为初步验证，心率、血氧饱和度、血压分别与疲劳形式通过机器学习单元建立映射关系作为辅助验证，面容表情被识别为生理疲劳、心理疲劳、生理与心理疲劳并存其中一种疲劳形式，心率、血氧饱和度、血压其中至少一种同样被识别为该疲劳形式，辅助验证正确，系统直接输出该疲劳形式，若辅助验证的识别结果中没有一种与该初步验证的结果一致，则系统直接输出无疲劳症状，或者是：系统重新进行初步验证和辅助验证，重复至少一次后辅助验证的识别结果中仍然没有一种与该初步验证的结果一致，系统才输出无疲劳症状。

[0031] 所述疲劳治愈模块设有音乐播放单元、香薰单元、灯光表演单元、温度调节单元，通过疲劳治愈模块预设的治愈行为进行缓解：音乐播放单元定时播放音乐曲目，可以是个人喜好的音乐，或者是系统为缓解疲劳预设的影音节目；香薰单元可以是香薰个人喜好的精油，或者是系统为缓解疲劳预设的精油品类；灯光表演单元可以按个人喜好、系统智能推荐、跟随音乐节律进行更换灯光颜色背景、或者是灯光颜色的变化表演以及照射方式的变化表演；温度调节单元调节环境的温度提供冷热刺激，使人提神或无法入睡；以及疲劳治愈模块各单元之间两者或三者的相互组合，所述组合可来自互联网提供的智能解决方案。在一实施例中，用户早上起床前，根据已采集数据分辨疲劳形式，一方面，在需要出门的情形下，此时动作状态为静躺或睡眠，任一种疲劳都自动提供使人无法入睡的治愈行为：播放激情音乐，调节气温变冷或变热，刺激的香薰，转换成绿色背景；另一方面，在无需出门的情形下，此时动作状态为睡眠，心理疲劳则自动提供使人平静的治愈行为：播放欢愉轻快的音乐，沁人心脾的香薰，使人继续静躺或睡眠；生理疲劳或身心疲劳则自动提供使人安然入睡的治愈行为：播放摇篮曲或轻音乐，香薰助眠的精油，转换成蓝色背景。在另一实施例中，用户晚上回家前，驾驶车辆时，采集数据分析用户当前驾驶状态，识别为生理疲劳或身心疲劳，疲劳治愈模块提供激情彭拜的音乐、提神刺激的香薰和冷刺激改善车内驾驶环境，驱散或延缓睡意以缓解生理疲劳，集中驾驶员注意力；识别为心理疲劳，疲劳治愈模块播放欢愉轻快的音乐，香薰沁人心脾的精油，改善用户的心态，促使消极状态散去，轻松驾驶；进一步的，居家环境提前预设：播放摇篮曲或轻音乐，香薰助眠的精油，转换成蓝色背景，待到驾驶员到家诱发睡意使其安然入睡，或者识别驾驶员回到家后的动作状态为静坐、静躺，播放轻音乐，香薰镇静的精油；用户准备睡眠时，播放摇篮曲或轻音乐，香薰助眠的精油；更进一步的，人体处于生理和/或心理疲劳过度，房间太冷、太热或太闷等使人的睡眠状态不安稳，智能手环检测手腕摆动幅度大，数据上传至系统，系统可自动控制新风系统、空调等智能家居的温度调节或清新空气以促进睡眠质量，从而促进人体疲劳的缓解效果。

[0032] 所述中央处理模块设有机器学习单元和数据存储单元，所述动作状态为驾驶、工作、候车、运动。智能手环采集人体的行为特征识别出人体的动作状态，通过生理特征分辨出疲劳形式，结合疲劳形式和动作状态通过系统预设的解决方案自动缓解疲劳，数据存储单元保存历史记录信息，分析历史记录信息，根据个体或群体特性形成智能解决方案。在一实施例中，以体力活动为主的工作如生产车间、建筑工地员工等，工人佩戴智能手环用于记录工人的生理特征与行为特征，工位上设有影像设备用于记录工人的面容表情，数据采集模块将信息上传至中央处理模块，利用行为特征可获悉人体的动作状态，当识别为生理疲劳时，中央处理模块控制疲劳治愈模块的启动，香薰凝神的精油，播放激情的音乐，延缓睡意，实施治愈行为的同时检测到还在进行体力活动，通过智能手环震动向工人提供安全提醒，与此同时将工人疲劳信息发送给管理人员，管理人员及时采取应对措施，避免意外发生，此外，通过行为特征还可获悉工人的劳动强度，在劳动强度接近安全阈值时合理安排工作量；当识别为心理疲劳的工人数量占比达到30％～100％，香薰放松、镇静、清新、愉悦的精油，比如佛手柑精油、罗勒精油、洋甘菊精油、玫瑰精油、檀香精油、依兰精油、快乐鼠尾草精油、天竺葵精油、茉莉精油、薰衣草精油、香蜂草精油、广藿香精油、葡萄柚精油等，播放缓和、欢快的音乐，比如轻音乐，促使消极状态的消散，缓解工人的疲劳，提高工作积极性。最后，检测疲劳的缓解效果，分析疲劳的发生，得出规律，适当调整工作时间和劳动强度，根据规律用于防控工作，减少危险事故的发生。在一实施例中，以脑力为主的工作如机关、企事业单位职工等，职工每次经过门禁系统记录面容表情，智能手环记录职工的生理特征与行为特征，将所采集数据上传至中央处理模块进行分析，通过门禁系统出入识别获取面容表情，利用行为特征可获悉人体的动作状态进行合理的工作安排与调整，当识别为生理疲劳时，则分配以脑力活动为主的工作任务，当识别为心理疲劳时，则分配以体力活动为主的工作任务，当职工发生生理与心理疲劳时，减少工作量；此外，还可参考各疲劳形式的职工占比数量激发系统智能解决方案的阈值，通过疲劳治愈模块提供音乐播放、香薰、灯光表演等治愈行为，心理疲劳职工占比达到30％～100％时则自动提供使人欢快愉悦的治愈行为，生理疲劳职工占比达到30％～100％时则自动提供使人集中注意力的治愈行为，检测疲劳的缓解效果，数据存储单元存储相关信息，促使疲劳职工的消极状态散去、改善心情状态，提高工作效率。在一实施例中，既费脑力又费体力的工作如驾驶员等，影像设备设于驾驶员前方，智能手环记录驾驶员的生理特征与行为特征，数据采集模块将信息上传至中央处理模块，中央处理模块控制疲劳治愈模块的启动，香薰凝神的精油，播放激情的音乐，降低车内温度给予冷刺激，以促使驾驶员的睡意消散或延缓，集中驾驶员的注意力，经过治愈行为缓解后，检测疲劳的缓解效果，如果疲劳状态尚未消散，则停止驾驶，达到疲劳的安全阈值后，可继续驾驶，同时继续自动提供使人集中注意力的治愈行为。在一实施例中，行为特征结合位置信息识别为候车室，候车室门禁系统或手机人脸识别系统设有影像设备，用于检测每一个乘员的面容表情，面容表情跟疲劳形式通过机器学习单元建立映射关系用于识别生理疲劳、心理疲劳、生理与心理疲劳并存、无疲劳症状，统计产生生理疲劳、心理疲劳、生理与心理疲劳并存的疲劳乘员，未在当前乘车时段的候车室，当疲劳乘员达到占比30％～100％时，疲劳治愈模块启动，播放舒缓轻快的音乐，柔和的灯光颜色，使人安静的香薰气味；在当前乘车时段的候车室，香薰提神的精油，播放激情的音乐，更换蓝色灯光延缓睡意，避免乘客错过乘车班次。在一实施例中，利用行为特征可获悉人体的动作状态且已被识别为心理疲劳，实施治愈行为的同时检测到人体正在进行运动，疲劳治愈模块进一步提供激发人体体力活动激情的治愈行为。

[0033] 在一实施例中，在视觉、听觉、嗅觉、冷热刺激上提供某些治愈行为进而诱发身体机能进入注意力集中、安静、睡眠等状态，检测疲劳的缓解效果，相关数据登记在册形成历史数据库，数据分析出治愈行为与缓解效果的联系，标记见效最快、成效最佳的记录案例形成智能解决方案，情形再现时，直接调用智能解决方案对应的治愈行为；分析历史数据库，在时间、生理特征等方面上分析治愈行为对缓解效果的影响，可分析出不同时间下，治愈行为对缓解效果的影响，以及不同生理特征下，治愈行为对缓解效果的影响，还可分析疲劳发生的规律，得出规律用于防控。

[0034] 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。