[发明专利]证卷交易人员状态电子检测系统

摘要

本发明涉及一种人员状态电子检测系统，包括脑电波传感器、眼部图像采集器、眼睑开度识别器和主控制器，所述脑电波传感器用于检测被测人员的脑电波信号，所述眼部图像采集器用于对被测人员的眼部进行拍摄以获得眼部图像，所述眼睑开度识别器用于对所述眼部图像进行图像处理以获得被测人员的眼睑开度，所述主控制器与所述脑电波传感器和所述眼睑开度识别器分别连接，基于所述脑电波信号和所述眼睑开度判断被测人员的当前状态。通过本发明，能够通过脑电波检测和图像检测两种检测方式综合判断待测人员的当前状态，提高状态检测的精度。

主权项

一种人员状态电子检测系统，其特征在于，所述检测系统包括脑电波传感器、眼部图像采集器、眼睑开度识别器和主控制器，所述脑电波传感器用于检测被测人员的脑电波信号，所述眼部图像采集器用于对被测人员的眼部进行拍摄以获得眼部图像，所述眼睑开度识别器用于对所述眼部图像进行图像处理以获得被测人员的眼睑开度，所述主控制器与所述脑电波传感器和所述眼睑开度识别器分别连接，基于所述脑电波信号和所述眼睑开度判断被测人员的当前状态；所述检测系统还包括：供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；静态存储器，用于预先存储眼睑开度阈值、眼睑上限灰度阈值和眼睑下限灰度阈值，所述眼睑上限灰度阈值和所述眼睑下限灰度阈值用于将图像中的眼睑和背景分离；所述脑电波传感器包括：接地电极，放置于被测人员的头前部中点，用于排除干扰；参考电极，作为被测人员身体相对零电位点的电极，采用双耳垂接法放置于被测人员的耳垂上；作用电极，放置于被测人员的头皮上；信号接收单元，与所述接地电极、所述参考电极和所述作用电极分别连接，将所述作用电极接收到的信号减去所述参考电极接收到的信号以作为脑电波信号输出，所述脑电波信号的采样频率为256Hz；单片机，与所述信号接收单元连接，从所述脑电波信号中解析出其中的α波、β波和θ波，分别计算功率以获得α波功率、β波功率和θ波功率，将α波功率和θ波功率相加后除以β波功率获得的除值作为脑电波状态检测因子；所述眼部图像采集器包括：CMOS传感单元，对被测人员的眼部进行拍摄以获得眼部图像，所述眼部图像的分辨率为1920×1080；辅助光源，为所述CMOS传感单元的拍摄提供照明辅助光，所述照明辅助光的强度与所述辅助光源周围环境的光线亮度成反比；所述眼睑开度识别器包括：中值滤波单元，连接所述眼部图像采集器，采用5×5像素滤波窗口对眼部图像执行中值滤波，以获得滤波图像；灰度化处理单元，与所述中值滤波单元连接，对所述滤波图像执行灰度化处理，以获得灰度化图像；眼睑分割单元，与所述灰度化处理单元和所述静态存储器分别连接，将所述灰度化图像中灰度值在所述眼睑上限灰度阈值和所述眼睑下限灰度阈值之间的像素识别并组成眼睑图案；开度检测单元，与所述眼睑分割单元连接，基于所述眼睑图案确定上下眼睑中间的距离，并作为被测人员的眼睑开度输出；所述主控制器与所述静态存储器、所述脑电波传感器和所述眼睑开度识别器分别连接，当脑电波状态检测因子大于等于1.5且眼睑开度小于等于眼睑开度阈值时，输出睡眠状态信号，当脑电波状态检测因子在1.5和1.3之间且眼睑开度小于等于眼睑开度阈值时，输出疲倦状态信号，当脑电波状态检测因子小于等于1.3或眼睑开度大于眼睑开度阈值时，输出清醒状态信号；液晶显示屏，与所述主控制器连接，用于实时显示与所述睡眠状态信号、所述疲倦状态信号或所述清醒状态信号对应的提醒文字；双声道扬声器，与所述主控制器连接，用于实时播放与所述睡眠状态信号、所述疲倦状态信号或所述清醒状态信号对应的语音播放文件；其中，所述中值滤波单元、所述灰度化处理单元、所述眼睑分割单元和所述开度检测单元分别采用FPGA芯片来实现，所述分别采用的FPGA芯片均为XILINX公司的XC3S1000FT256；所述检测系统还包括：无线收发器，与所述主控制器连接，用于无线发送所述睡眠状态信号、所述疲倦状态信号或所述清醒状态信号；将所述眼部图像采集器、所述眼睑开度识别器和所述主控制器集成在一块集成电路板上；所述单片机为AT89C51；所述主控制器为ARM系列的嵌入式处理器。