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车载心率监测健康系统

随着汽车智能化时代的到来,智能驾驶辅助系统越来越多地受到广大车主的关注,并涌现出不断增长的需求。驾驶辅助系统利用传感器、算法和执行层可以实现辅助驾驶,大幅提升驾驶的安全和舒适度,也是未来实现无人驾驶的基础,未来市场空间巨大。

 

车载心率监测系统是未来智能安全驾驶和健康驾驶的重要组成部分,该系统与巡航控制、车道保持,等功能集成使用,当紧急状况出现时,该系统会对驾驶人员做出预警,驾驶人员可以作出应急措施以保障行车安全。这样一来,不仅道路交通事故或者因驾驶员疲劳出现的安全隐患将会降低至最小程度,而且如果驾驶员心脏病突发,也可以同样避免安全威胁的发生。

安徽海纳川塑业科技有限公司从精确性、驾驶现场环境和方向盘结构可实现性等因素,采用心电信号法,研发出车载心率监测健康系统

 

原理功能:

1) 硬件系统构成

整个系统由心率监测传感器(电极片、信号采集器)、信号处理集成电路、通信模块、车载屏幕构成。

电极片

直接与左右手掌接触,用于收集微弱的生物电信号,并将其传送到心电信号采集器。

信号采集器

由硬件电路对微弱的生物电信号进行多级滤波和多级放大,并由高精度的AD转换芯片将模拟量转换为数字量。

信号处理器

对采集到的信息应用经过大数据训练的人工智能模式识别算法,识别驾驶员的生理甚至部分的心理状态。

通信模块

CAN通信用于和车辆的仪表总线相连,将信息传递给仪表或整车控制器。之后由车辆做出相应决策,对驾驶人员进行提示。


 

 *本方案由置于方向盘掌心接触位置的电极片、心电信号采集模块、心电信号特征处理与识别模块以及CAN通信模块组成。

2) 运行原理

方向盘上的传感器采集心率数据,数据处理器根据算法规则对实时数据进行分析,当心率特征达到一定的判断标准便触发相应的处理机制,例如告警提示、自动拨打求助电话等。

3) 算法原理

理论依据:无论是在静息状态下还是在运动状态下,正常人的心率并非恒定,而是存在一定的起伏,通常用心率变异性(Heart rate variability,HRV)这一指标来衡量。 HRV是一种实时、可量化反映心脏交感神经和迷走神经系统活动及其平衡协调关系的指标。HRV 与人体负荷存在一定的关系,在安静的情况下,迷走神经兴奋占优势,心率的变化主要受迷走神经调节;在运动、情绪紧张、压力增大等情况下,交感神经兴奋占优势,心率的变化主要受交感神经调节。

大量研究表明,HRV降低可以作为对心肌梗死、慢性心力衰竭、不稳定型心绞痛、高血压及糖尿病等疾病的预测指标。

分析方法:

1、从时域角度分析房颤,早搏,心衰。分析人体心率特性,区分无病数据和病理数据,通过硬阈值和软阈值的设置来降低正常人实际采集数据被误判成病理数据的概率。

2、从频域角度分析兴奋/紧张,平静,疲劳。通过计算数据的功率谱密度、能量等方法,得出多项指标用于分析人体情绪。

3、对非心电数据或无用数据进行排除,如噪声,转向时采集的数据等。

拓展方向:

1)安全驾驶

通过该产品的心率与心音检测技术结合形态识别技术,实现全方位、准确性、智能化的检测人体的情绪及病理状态进行分析识别判断,进而进行人机互动通过识别状态的严重程度进行智能预警、来阻止及降低驾驶者意外风险的发生。

2)健康管家

通过该产品的心率与心音检测技术结合形态识别技术,通过实时大量采集到的数据可以实现准确、智能化的对人体的情绪及病理状态进行分析识别,全面深入分析人体的疾病演变过程,识别人体的亚健康状态,及时提醒用户当前健康状况及预防措施建议,帮助用户提前预防、改善健康状况。

 

    联系人:安徽海纳川塑业科技有限公司丁云锋


 
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