一种呼吸异常智能侦测系统技术方案

本发明专利技术公开一种呼吸异常智能侦测系统，所述侦测系统包括：活动臂、追踪模块、探测模块以及控制模块；所述活动臂包括固定于床上的主梁以及位于活动臂最远端的移动端；所述追踪模块安装于使用者头部斜上方，使用传感器追踪使用者的脸部目标位置进行位置坐标识别，并将识别到的位置坐标上传到所述控制模块；所述探测模块安装于所述活动臂的移动端，伴随所述移动端移动到目标位置进行呼吸气体的检测；所述控制模块通过电路连接所述活动臂、所述追踪模块及所述探测模块；所述控制模块根据所述追踪模块识别到的位置坐标，发送驱动指令移动所述活动臂，将所述探测模块放置到使用者鼻部前的适当位置后开启呼吸监测。位置后开启呼吸监测。位置后开启呼吸监测。

【技术实现步骤摘要】
一种呼吸异常智能侦测系统


[0001]本专利技术涉及呼吸检测
具体而言，涉及一种呼吸异常智能侦测系统。

技术介绍

[0002]呼吸作为人类的一项基本生理功能，是人体与外界进行气体交换的途径，与人类身体健康密切相关。人类每一次呼吸都包含着反映身体各器官生理/病理状态的生物标志物，来自身体各个部位器官代谢产生的标志物会随着血液循环到达肺泡，并通过呼气排出体外。这个过程让我们呼出的气体中不仅包含氧气、氮气、二氧化碳和水蒸气这些广为人知的成分，还含有多达100～200种微量存在、反映身体各器官生理状态的挥发性有机物。目前已经有大量临床研究表明呼吸中的呼气过程作为代谢组学的重要部分，是各类疾病代谢过程中的终端呈现，通过呼气过程分析仪器对呼气中的挥发性代谢物进行分析，可对感染性疾病、慢性疾病、癌症等多种疾病实现精准诊断、早期预警、疗效和病情进展追踪。因此，通过检测这些挥发性有机物的质、量的变化，可以了解机体的病理生理情况。
[0003]进一步的，在日常活动中，人体的呼吸状态处于活跃状态，呼出气体的含量浮动较大，而在睡眠中，由于人体处于相对稳定的静息状态，故此在睡眠中测量呼出气体的成分数据能较为准确地指示目前身体的状况。
[0004]查阅相关的已公开技术方案，US2021187230(A1)提出一种检测日常吸呼气体的气体分析口罩，CN111012306(A)提出一种利用智能网络分析呼吸状态的智能算法，WO2020109915(A1)提出一种通过采集及分析呼吸参数形成可视化的分析仪等等。以上公开技术大多数需要配置大型的检测设备，然而其无法提供足够的检测舒适性，尤其是针对睡眠中使用者的舒适性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种呼吸异常智能侦测系统，该侦测系统包括智能追踪面部尤其是鼻腔与嘴部的侦测仪以及一套分析设备，能够在用户在睡眠中周期性地检测用户的呼吸状态，并且尽可能在检测过程中减少本侦测系统对使用者的干扰。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种呼吸异常智能侦测系统，其特征在于，所述侦测系统包括：活动臂、追踪模块、探测模块以及控制模块；所述活动臂包括固定于床上的主梁以及位于活动臂最远端的移动端；所述追踪模块安装于使用者头部斜上方，通过使用传感器追踪使用者的脸部目标位置进行位置坐标识别，并将识别到的位置坐标上传到所述控制模块；所述探测模块安装于所述活动臂的移动端，伴随所述移动端移动到目标位置进行呼吸气体的检测；所述控制模块与所述活动臂、所述追踪模块及所述探测模块通讯连接；所述控制模块根据所述追踪模块识别到的位置坐标，发送驱动指令移动所述活动臂，将所述探测模块放置到使用者鼻部前的适当位置后开启呼吸监测；
[0008]其中，所述追踪模块采用光电夜视传感器作为主要的视觉采集元件；所述侦测系
统前先采用所述追踪模块对使用者脸部进行脸部影像扫描采集；所述光电夜视传感器以划分网格方式，通过对使用者脸部各部位进行特征量检测，将使用者面部信息进行特征量数字化后存储于所述控制模块内，并针对使用者鼻部区域进行重点关注；当使用者睡眠时脸部的位置和姿态的发生变化时，所述控制模块确定使用者的鼻部位置坐标，并驱动所述移动端向鼻部位置坐标移动；
[0009]所述活动臂包括多个子活动臂；两段所述子活动臂的其中一端通过活动关节连接，使两段所述子活动臂在至少一个自由度上绕自身其中一端的所述活动关节进行转动；至少一段所述子活动臂具有一组连杆机构以及一个驱动器，用于驱动所述子活动臂绕自身其中一端的所述活动关节进行转动；
[0010]所述驱动器至少包括以下一种：液压缸、电缸、电动滑轨、电机组件；
[0011]所述光电夜视传感器用于在弱光环境下，采集使用者的脸部信息；所述追踪模块包括一个视觉运算系统；所述视觉运算系统能够将由所述光电夜视传感器采集得到的脸部光学信息处理成数字信息，并将数字信息通过换算，转换成可数字描述的坐标信息；
[0012]所述视觉运算系统的坐标信息包括目标物在成像平面的坐标信息，以及目标物在视觉深度上的深度信息；
[0013]所述探测模块包括声音传感器；所述声音传感器采集使用者呼吸过程中的声音信息并传换为数字信息后上传到所述控制模块；所述声音传感器采集的声音信息包括声音的音量、发声频率以及声音杂噪；
[0014]所述探测模块包括气体成分分析仪；所述气体成分分析仪采集使用者的呼出气体并进行分析；所述气体成分分析仪用于分析以下至少一种物质在气体中的成分含量：氧气、氮气、二氧化碳、碳氧化合物、含氧有机物；
[0015]所述一种呼吸异常智能侦测系统包括如下追踪目标物算法：
[0016]S1：所述追踪模块获取使用者的鼻部坐标位置(x,y,z)，其中x、y为平面位置坐标，z为深度位置坐标；
[0017]S2：判断使用者面部朝向与竖直方向的夹角θ；
[0018]S3：驱动所述活动臂运动，将所述移动端移动到(x,y,z+h)，其中h为监测距离，所述移动端与竖直方向夹角为θ；
[0019]S4：启动所述探测模块进行预采集，确定采集信息的数值是否达到最低分析量的阈值；
[0020]S5：如达到最低分析量的阈值，则进入常规采集；若未达到最低分析量的阈值，则再次进行目标位置的确认，并重复上述S1到S4的算法步骤；
[0021]本专利技术所取得的有益效果是：
[0022]1.本智能侦测系统采用多自由度的活动臂对范围内的位移和深度位置进行覆盖，实现灵活多变的检测体位；
[0023]2.本智能侦测系统的无需要使用者佩戴任何的口罩或者检测装置器具，适合使用者在睡眠中进行无感式的检测；
[0024]3.本智能侦测系统采用的分析方案可从最基本的基本呼吸参数，达至对呼出气体的微量元素检测，只需要通过对分析模块的升级即可实现不同检测功能，能适应不同的生产成本和用户具体检测要求；
[0025]4.本保存装置采用了模块化、可编程的设备和零部件，方便今后对系统的维护以及技术升级。
附图说明
[0026]从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
[0027]图1为本专利技术的使用布置示意图；
[0028]图2为本专利技术所述活动臂结构示意图；
[0029]图3为本专利技术所述移动轮示意图；
[0030]图4为本专利技术所述滑座的移动模式示意图；
[0031]图5为所述追踪模块对人脸进行图像网格化后识别鼻部区域示意图；
[0032]图6为通过采集呼吸特征参数后绘制的特征曲线示意图；
[0033]附图标号说明：10
‑
活动臂；20
‑
探测模块；30
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追踪模块；101
‑
第一子活动臂；102
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第二子活动臂；103
‑
第三子活动臂；104本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸异常智能侦测系统，其特征在于，所述侦测系统包括：活动臂、追踪模块、探测模块以及控制模块；所述活动臂包括固定于床上的主梁以及位于活动臂最远端的移动端；所述追踪模块安装于使用者头部斜上方，通过使用传感器追踪使用者的脸部目标位置进行位置坐标识别，并将识别到的位置坐标上传到所述控制模块；所述探测模块安装于所述活动臂的移动端，伴随所述移动端移动到目标位置进行呼吸气体的检测；所述控制模块与所述活动臂、所述追踪模块及所述探测模块通讯连接；所述控制模块根据所述追踪模块识别到的位置坐标，发送驱动指令移动所述活动臂，将所述探测模块放置到使用者鼻部前的适当位置后开启呼吸监测；其中，所述追踪模块采用光电夜视传感器作为主要的视觉采集元件；所述侦测系统前先采用所述追踪模块对使用者脸部进行脸部影像扫描采集；所述光电夜视传感器以划分网格方式，通过对使用者脸部各部位进行特征量检测，将使用者面部信息进行特征量数字化后存储于所述控制模块内，并针对使用者鼻部区域进行重点关注；当使用者睡眠时脸部的位置和姿态的发生变化时，所述控制模块确定使用者的鼻部位置坐标，并驱动所述移动端向鼻部位置坐标移动。2.根据权利要求1所述一种呼吸异常智能侦测系统，其特征在于，所述活动臂包括多个子活动臂；两段所述子活动臂的其中一端通过活动关节连接，使两段所述子活动臂在至少一个自由度上绕自身其中一端的所述活动关节进行转动；至少一段所述子活动臂具有一组连杆机构以及一个驱动器，用于驱动所述子活动臂绕自身其中一端的所述活动关节进行转动。3.根据权利要求2所述一种呼吸异常智能侦测系统，其特征在于，所述驱动器至少包括以下一种：液压缸、电缸、电动滑轨、电机组件。4.根据权利要求3所述一种呼吸异常智能侦测系统，其特征在于，所述光电夜视传感器用于在弱光环境下，采集使用者的脸部信息；所述追踪模块包括一个视觉运算系统；所述视觉运算系统能够将由所述光电夜视传感器采集得到的脸部光学信息处理成数字信息，并将数字信息通过换算，转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王苹，
申请(专利权)人：王苹，
类型：发明
国别省市：