一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车舱内睡眠环境调节技术领域，尤其涉及一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法及系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，微处理器及辅助驾驶技术也在不断提高，车辆数据及用户数据的应用拓展已经成为一种趋势，设备智能化，信息多样化，为车辆舒适性提升提供技术支撑，用户在使用车辆过程中能够及时有效的了解和掌握座舱内环境信息，例如座舱的座椅数据，用户头部的位置数据等，用户在座舱中的每一个动作都可以被数字化展示，用户在驾驶过程中所掌握的数据也越来越多，有利于用户个性化的座舱体验提升。目前现有的技术，当用户启用车辆助眠模式时，系统根据初始设置参数调节车内温度、座椅仰角、位置，根据光线传感器传来的数据，调整遮阳板和玻璃反光，根据声音传感器传回来的声音信号，调整车载音乐。

但是现有技术，只能通过固定模式的参数对座舱睡眠环境进行调节，无法实现根据用户自身的感受和习惯来自适应智能调整座舱温度、座椅位置、光线、声音等环境因素，无法满足不同用户在车内休息睡眠过程中所需要的最佳睡眠环境。

为此，我们设计出了一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法及系统来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的汽车座舱睡眠环境无法根据用户的身体适应情况进行智能调节的缺点，而提出的一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法及系统，在汽车司机或者乘客休息过程中，车辆座舱实时监测用户的不同坐姿、身体形态、面部表情，采用多数据交叉运算，自动调整座椅位置，控制空调动态调整车内温度，同时根据光线强度，自动判断是否调整遮阳板和玻璃反光，调整音乐及音量大小，让司机及乘客在最佳的座舱环境下睡眠。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法，所述调节方法包括以下步骤：

S101、用户打开汽车机车的应用程序，进入程序，程序会首先展示默认模式及相关参数，并提供应用此模式和新建模式，若用户选择应用此模式，则系统直接应用默认模式，若用户选择新建模式，则用户可在新建模式中修改设置参数；

S102、用户选择好模式参数之后，点击确认开启，系统会弹出提示，是否存入人脸识别信息，以方便系统以后直接调用模式参数，用户可以选择存入或暂时不存入；

S103、如果用户选择存入，则弹出人脸识别界面，通过摄像头一获取用户人脸信息，存入系统后，系统开始辅助睡眠工作；

S104、如果用户选择暂时不存入，系统直接开始辅助睡眠工作；

S105、辅助睡眠工作开始后，根据用户所选的模式及参数，汽车车机内的处理器在各传感器的监测下，控制调节车载空调、座椅倾斜角度、车载香薰挥发度以及电动车窗遮荫帘的关闭状态，使车内环境指标达到设定的参数；

S106、用户在睡眠过程中，系统会根据摄像头、温度传感器和光照强度传感器监测到的环境变化，触发系统自动化调整座舱内的环境参数；

S107、用户在睡眠过程中，系统会将用户参数以及车内条件参数每分钟保存一次到云服务器中，用户参数包括用户面部标签和肢体状态，车内条件参数包括车内外温度、车内外音量、车内光线强度和倾斜角度的参数；

S108、当用户醒来，助眠结束时，程序将辅助睡眠过程中的环境参数自动保存到云服务器中，并弹出提示，询问是否对本次辅助睡眠服务感到满意，若用户选择满意，则将数据保存后关闭程序，若用户选择不满意，则提示用户修改参数，之后分别保存到本地和云服务器中，若用户超过5分钟没有操作，则默认用户感到满意；

S109、辅助睡眠服务结束后，云服务器将会对采集的数据进行分析，与其他用户数据进行比较，自动优化辅助睡眠的服务方案。

进一步的，所述S101中，用户在新建模式中修改设置参数包括：模式名称、睡眠温度、睡眠歌曲音量大小、座椅倾斜角度、车载香薰挥发度、车内光线强度和睡眠时长，所述车载香薰挥发度为强、中、弱和关闭，所述车内光线强度分为黑、暗、明和亮四种模式，通过车窗帘的开启程度调节。

进一步的，所述S106中，系统会根据摄像头、温度传感器和光照强度传感器监测到的环境变化，触发系统自动化调整座舱内的环境参数，自动化调整环境参数包括以下内容：

当用户感觉过冷或过热时：摄像头二和摄像头三每秒采集五次车内图像，启动温度传感器实时监测座舱内温度值，由图像识别处理器进行分析，若发现用户面部额头出现汗水，并且用户身躯处于伸展状态，则判断用户感到过热，系统将降低车载空调制冷温度并提高空调出风口的送风量，直至用户面部额头的汗水消失，若车内温度达到二十度且持续五分钟后，汗水仍未消失，则唤醒用户，若用户设定了睡眠时长，则将温度恢复到设定的参数值，减小送风量，睡眠时长达到后唤醒用户；若发现用户睡姿处于蜷缩身体的状态，则判断用户感到过冷，系统自动提高车载空调制热温度，提高的温度比设定参数值高出五摄氏度，若五分钟后用户身体依旧处于蜷缩状态，则判断用户可能只是有这样的睡眠习惯，系统重新将温度调整到设定参数值；

当车外声音持续变大：声音传感器在应用程序开启后持续监测车辆内外的音量分贝值，用户在准备睡眠时车外声音较小，睡眠一段时间之后，车外环境发生变化，声音增大，当车外声音分贝值两分钟的平均值大于睡眠开始时五分钟平均值时，系统开启降噪辅助功能，降噪辅助功能采用播放音乐的同时发出与噪声相位相反,频率和振幅相同的声波与噪声干涉实现相位抵消，以对冲外界声音能量；

不同阶段播放不同的音乐：将用户睡眠时间以30分钟为平均值，定义初始五分钟为预睡期，在这个时间内根据参数调整好环境条件，定义5-15分钟为浅睡期，定义16-30分钟为深度睡眠期，若用户自行设定睡眠时长，则保持预睡期和浅睡期的时长，相应延长深度睡眠时间至设定睡眠时长的最后五分钟，并设定的睡眠时长的最后五分钟定义为唤醒期，在预睡期和浅睡期，系统内到的音乐程序会播放用户设定的音乐歌曲，在深度睡眠期，音乐程序会播放以阿尔法波为主的音乐，以促进用户的睡眠，当进入到唤醒期时，系统将会播放以贝塔波为主的音乐，以促进用户的清醒。

进一步的，所述S108中，若用户选择不满意，则提示用户修改参数，修改参数包括睡眠温度、睡眠歌曲音量大小、座椅倾斜角度、车载香薰挥发度、车内光线强度和睡眠时长。

进一步的，所述S109中、自动优化辅助睡眠的服务方案，分析用户状况包括身体素质、用户健康状况、用户情绪状态和用户所处环境，然后根据其他同地区、身高、性别相似用户已经保存的满意率高的数据，自动优化睡眠环境参数。

进一步的，所述用户包括驾驶员和乘客，当车辆处于行驶状态下，驾驶员的辅助睡眠服务无法开启，只能开启乘客的辅助睡眠服务，当车辆处于行驶状态时，不会采用任何关闭车窗帘的行动。

进一步的，所述S101中，默认模式为应用程序出厂时自带的，默认的参数包括：

睡眠温度：春秋为20摄氏度，冬季为25摄氏度，夏季为18摄氏度；

睡眠歌曲音量大小为30分贝；座椅倾斜角度为最大，电动车窗遮荫帘状态为全部关闭，车载香薰挥发度为弱。

一种应用于汽车自适应智能辅助睡眠调节方法的系统，所述系统包括：

汽车车机：安装在汽车中控位置，使用触控屏操作的操作方式，内置处理器和数据通信模块；

车载空调：用于把汽车座舱内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动调整和控制在最佳状态，为司乘提供舒适的驾乘环境；

电动车窗遮荫帘：分别布置安装在侧窗、后风挡玻璃和天窗，并通过汽车车机控制开合面积；

车载香薰：为车载电动香薰，设置安装于于中控台上部，并与汽车车机建立调节控制连接；

摄像头：数量设置有三个，摄像头一位于汽车车机的屏幕上端，用于用户人脸识别，摄像头二位于内后视镜上，摄像头三位于汽车后窗侧梁上，摄像头二和摄像头三均用于采集用户面部状态和身体姿态；

声音传感器：设置有两个，声音传感器一位于车机内，采集车内声音，声音传感器二位于汽车左后视镜上，采集车外声音；

温度传感器：用于监测座舱内温度并转换成可用输出信号的传感器，数量设置四个，分别位于车辆座舱前排及后排的两侧；

光照强度传感器：安装在车内顶部，用于对座舱内环境光的强度进行监测，并转化成特定的电信号传输至汽车车机的处理器；

图像识别处理器：集成在汽车车机的主板上，内置有面部识别模块，用于处理摄像头采集到的图片，以识别用户面部和身体姿态信息；

云服务器：内置云端数据库，部署在数据中心内的大型商用服务器，用于数据存储和数据分析工作。

进一步的，所述摄像头内部设置有图像采集模块，所述摄像头、声音传感器、温度传感器以及光照强度传感器均与所述汽车车机建立数据连接。

进一步的，通过所述声音传感器、温度传感器以及光照强度传感器对汽车座舱内环境参数进行监测，将监测的环境参数实时传输至所述汽车车机，并通过所述摄像头将实时拍摄的座舱画面传输至所述汽车车机内，所述图像识别处理器内的面部识别模块读取座舱画面内用户的面部和身体姿态信息，所述汽车车机内的处理器对监测的环境参数和用户的面部和身体姿态信息通过数据通信模块传输至所述云服务器内，与云服务器的云端数据库信息进行数据存储和数据分析，将数据分析结果反馈至处理器后，通过处理器控制调节所述车载空调、电动车窗遮荫帘、座椅及车载香薰的工作状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了汽车座舱辅助睡眠的调节方法和系统，综合考虑不同人员在睡眠时自己喜欢的温度情况、声音大小、光线强弱、座椅高低、气味等因素构建适合驾乘人员辅助睡眠环境，并实时监控驾乘人员生理指标，自适应调节各项环境参数，完成预睡、深度睡至唤醒一系列辅助睡眠过程，可以实现车内驾乘人员智能化辅助睡眠功能，为驾乘人员提供乘车期间的高质量睡眠。

附图说明

图1为本发明提出的一种汽车自适应智能辅助睡眠调节系统的逻辑连接示意图；

图2为本发明提出的一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法的用户睡眠阶段睡眠类型的时间轴示意图；

图3为本发明提出的一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

如图1所示，一种汽车自适应智能辅助睡眠调节方法，调节方法包括以下步骤：

S101、用户打开汽车机车的应用程序，通过应用程序开启辅助睡眠功能，进入程序，程序会首先展示默认模式及相关参数，并提供应用此模式和新建模式，当汽车车机与手机移动端建立连接后，用户也可通过手机移动端操作控制应用程序，若用户选择应用此模式，则系统直接应用默认模式，默认模式为应用程序出厂时自带的，默认的参数包括：睡眠温度：春秋为20摄氏度，冬季为25摄氏度，夏季为18摄氏度；睡眠歌曲音量大小为30分贝；座椅倾斜角度为最大，电动车窗遮荫帘状态为全部关闭，车载香薰挥发度为弱；若用户选择新建模式，则用户可在新建模式中修改设置参数，用户在新建模式中修改设置参数包括：模式名称、睡眠温度、睡眠歌曲音量大小、座椅倾斜角度、车载香薰挥发度、车内光线强度和睡眠时长，所述车载香薰挥发度为强、中、弱和关闭，所述车内光线强度分为黑、暗、明和亮四种模式，通过车窗帘的开启程度调节。

除了默认模式外，应用程序内还包括有智能模式：应用程序初次安装时无此选项，当用户使用第四次时出现此选项，此模式的参数是根据用户的年龄、身高、性别、所在城市、当下时节，匹配云端数据库中具有相似条件的大量用户选择最多的一种参数方案；自定义模式：用户可以选择克隆默认模式，之后进行重命名，比如：冬季模式、夏季模式、午睡模式、晚睡模式、爸爸模式、副驾模式、乘客模式等，之后为其设置自己喜欢的参数，并且可以设置多组模式。

S102、用户选择好模式参数之后，点击确认开启，系统会弹出提示，是否存入人脸识别信息，以方便系统以后直接调用模式参数，用户可以选择存入或暂时不存入。

S103、如果用户选择存入，则弹出人脸识别界面，通过摄像头一获取用户人脸信息，存入系统后，系统开始辅助睡眠工作。

S104、如果用户选择暂时不存入，系统直接开始辅助睡眠工作。

S105、辅助睡眠工作开始后，根据用户所选的模式及参数，汽车车机内的处理器在各传感器的监测下，控制调节车载空调、座椅倾斜角度、车载香薰挥发度以及电动车窗遮荫帘的关闭状态，使车内环境指标达到设定的参数。

S106、用户在睡眠过程中，系统会根据摄像头、温度传感器和光照强度传感器监测到的环境变化，触发系统自动化调整座舱内的环境参数，自动化调整环境参数包括以下内容：

当用户感觉过冷或过热时：摄像头二和摄像头三每秒采集五次车内图像，启动温度传感器实时监测座舱内温度值，由图像识别处理器进行分析，若发现用户面部额头出现汗水，并且用户身躯处于伸展状态，则判断用户感到过热，系统将降低车载空调制冷温度并提高空调出风口的送风量，直至用户面部额头的汗水消失，若车内温度达到二十度且持续五分钟后，汗水仍未消失，则唤醒用户，若用户设定了睡眠时长，则将温度恢复到设定的参数值，减小送风量，睡眠时长达到后唤醒用户；若发现用户睡姿处于蜷缩身体的状态，则判断用户感到过冷，系统自动提高车载空调制热温度，提高的温度比设定参数值高出五摄氏度，若五分钟后用户身体依旧处于蜷缩状态，则判断用户可能只是有这样的睡眠习惯，系统重新将温度调整到设定参数值。

当车外声音持续变大：声音传感器在应用程序开启后持续监测车辆内外的音量分贝值，用户在准备睡眠时车外声音较小，睡眠一段时间之后，车外环境发生变化，声音增大，当车外声音分贝值两分钟的平均值大于睡眠开始时五分钟平均值时，系统开启降噪辅助功能，降噪辅助功能采用播放音乐的同时发出与噪声相位相反,频率和振幅相同的声波与噪声干涉实现相位抵消，以对冲外界声音能量。

不同阶段播放不同的音乐：将用户的睡眠分为四个阶段：预睡期、浅睡期、深睡期和唤醒期，如图2所示，若将用户睡眠时间以30分钟为平均值，定义初始五分钟为预睡期，在这个时间内根据参数调整好环境条件，定义5-15分钟为浅睡期，定义16-30分钟为深度睡眠期30-35分钟为唤醒期，，若用户自行设定睡眠时长，则保持预睡期和浅睡期的时长，相应延长深度睡眠时间至设定睡眠时长的最后五分钟，并设定的睡眠时长的最后五分钟定义为唤醒期，在预睡期和浅睡期，系统内到的音乐程序通过内置音响会播放用户设定的音乐歌曲，在深度睡眠期，音乐程序会播放以阿尔法波为主的音乐，以促进用户的睡眠，当进入到唤醒期时，系统将会播放以贝塔波为主的音乐，以促进用户的清醒。

S107、用户在睡眠过程中，系统会将用户参数以及车内条件参数每分钟保存一次到云服务器中，用户参数包括用户面部标签和肢体状态，车内条件参数包括车内外温度、车内外音量、车内光线强度和倾斜角度的参数。

S108、当用户醒来，助眠结束时，程序将辅助睡眠过程中的环境参数自动保存到云服务器中，并弹出提示，询问是否对本次辅助睡眠服务感到满意，若用户选择满意，则将数据保存后关闭程序，若用户选择不满意，则提示用户修改参数，车机控制端和手机控制端均可进行参数修改，修改参数内容包括睡眠温度、睡眠歌曲音量大小、座椅倾斜角度、车载香薰挥发度、车内光线强度和睡眠时长，之后分别保存到本地和云服务器中，若用户超过5分钟没有操作，则默认用户感到满意。

S109、辅助睡眠服务结束后，云服务器将会对采集的数据进行分析，与其他用户数据进行比较，自动优化辅助睡眠的服务方案，自动优化辅助睡眠的服务方案，分析用户状况包括身体素质、用户健康状况、用户情绪状态和用户所处环境，然后根据其他同地区、身高、性别相似用户已经保存的满意率高的数据，自动优化睡眠环境参数。

需要注意的是，为了保障驾驶的安全性，用户包括驾驶员和乘客，当车辆处于行驶状态下，驾驶员的辅助睡眠服务无法开启，只能开启乘客的辅助睡眠服务，当车辆处于行驶状态时，不会采用任何关闭电动车窗遮荫帘（车窗帘）的行动。

实施例二：

本实施例基于针对用户在汽车座舱内睡眠的长时间研究，据统计一般人在睡眠时，有较为适合的条件，如温度：当温度处于20-23度时，人的睡眠感觉最好；如光线：当处于微光环境时（夜晚有淡淡星光，照度值为3-5lx），人的睡眠感觉最好；如声音大小：当环境音量低于30分贝时，不会打扰人的正常睡眠，当环境音量在10-15分贝时，有助于人的睡眠；此外，当处于平躺或者侧躺时，人的睡眠感觉最好，当人的睡眠处于车内环境时，由于车内环境跟卧室床上的环境差异非常大；对于上述睡眠的影响因素，将适宜人睡眠的因素作为基础数据包导入到本系统的应用程序内，基础数据的设定基于以下内容：温度：根据日历信息，如果处于春秋时，基础温度设定为20摄氏度，如果处于夏天时，基础温度设定为18摄氏度，如果处于冬天时，基础温度设定为25摄氏度；光线：如果当前车辆处于行驶状态时，则拒绝开启辅助睡眠应用程序（可能有其他人误操作想要打开辅助睡眠应用程序）；如果检测到驾驶员闭眼时间超过3秒钟，并且2分钟内出现超过3次，则提醒驾驶员应尽快到合适的地方停车休息（此时系统应处于待机工作状态，仅运行图像识别处理器）；如果检测到乘客处于睡眠状态时（连续闭眼时间超过一分钟），则开启辅助睡眠应用程序；如果当车辆处于停止状态时，无论检测到是乘客还是驾驶员闭眼超过一分钟（系统处于待机工作状态），都会自动开启辅助睡眠应用程序（或者有人主动开启辅助睡眠应用程序），并且关闭电动车窗遮荫帘。

如图1所示，一种应用于汽车自适应智能辅助睡眠调节系统，该系统包括：

汽车车机：安装在汽车中控位置，使用触控屏操作的操作方式，内置处理器和数据通信模块；

车载空调：用于把汽车座舱内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动调整和控制在最佳状态，为司乘提供舒适的驾乘环境；

电动车窗遮荫帘：分别布置安装在侧窗、后风挡玻璃和天窗，并通过汽车车机控制开合面积；

车载香薰：为车载电动香薰，设置安装于于中控台上部，并与汽车车机建立调节控制连接；

摄像头：数量设置有三个，摄像头一位于汽车车机的屏幕上端，用于用户人脸识别，摄像头二位于内后视镜上，摄像头三位于汽车后窗侧梁上，摄像头二和摄像头三均用于采集用户面部状态和身体姿态；

声音传感器：设置有两个，声音传感器一位于车机内，采集车内声音，声音传感器二位于汽车左后视镜上，采集车外声音；

温度传感器：用于监测座舱内温度并转换成可用输出信号的传感器，数量设置四个，分别位于车辆座舱前排及后排的两侧；

光照强度传感器：安装在车内顶部，用于对座舱内环境光的强度进行监测，并转化成特定的电信号传输至汽车车机的处理器；

图像识别处理器：集成在汽车车机的主板上，内置有面部识别模块，用于处理摄像头采集到的图片，以识别用户面部和身体姿态信息；

云服务器：内置云端数据库，部署在数据中心内的大型商用服务器，用于数据存储和数据分析工作。

摄像头内部设置有图像采集模块，所述摄像头、声音传感器、温度传感器以及光照强度传感器均与汽车车机建立数据连接。

通过声音传感器、温度传感器以及光照强度传感器对汽车座舱内环境参数进行监测，将监测的环境参数实时传输至汽车车机，并通过摄像头将实时拍摄的座舱画面传输至汽车车机内，图像识别处理器内的面部识别模块读取座舱画面内用户的面部和身体姿态信息，汽车车机内的处理器对监测的环境参数和用户的面部和身体姿态信息通过数据通信模块传输至云服务器内，与云服务器的云端数据库信息进行数据存储和数据分析，将数据分析结果反馈至处理器后，通过处理器控制调节车载空调、电动车窗遮荫帘、座椅及车载香薰的工作状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。