矿山工人疲劳检测可穿戴传感器专利全景：295条专利揭示工业安全监测技术趋势（2007-2026）
来源：Patsnap Eureka 专利全景分析 | 疲劳检测/可穿戴传感器研究
资讯信息
- 来源： Patsnap Eureka 专利全景报告
- 数据截止： 2026-08-31
- 专利数量： 295条已公开专利记录（2007-2026）
- 覆盖范围： 矿山工人疲劳/困倦检测的可穿戴传感器和车辆集成监控
- 分析维度： 申请人排名、技术构成、地域分布、增长趋势
核心发现
- 中国主导：107条在中国受理局提交，占总数36%
- 申请分散：Top 5 申请人仅占19.3%，无垄断
- 真实增长：2021-2024年增长55%
- 技术分布：材料分析(G01N, 18.6%) + 生理诊断(A61B, 13.6%) > 报警系统(G08B, 11.2%)
- 代表专利：SAFEMINE AG EP3016815B1（2021年授权）
1. 申请人排名
| 排名 |
申请人 |
专利数 |
类型 |
| 1 |
China Univ of Mining & Tech |
16 |
学术机构 |
| 2 |
SAFEMINE |
16 |
专业安全公司 |
| 3 |
President & Fellows of Harvard College |
9 |
学术机构 |
| 4 |
Pulse Function F6 |
8 |
— |
| 5 |
Joy Global Surface Mining |
8 |
矿业设备 |
| 6 |
Tech Mining |
7 |
— |
| 7 |
Hookd Wifi Inc |
6 |
— |
| 8 |
MCC Xiangtan Mining |
6 |
矿业设备 |
| 9 |
Shanxi Quanan |
6 |
— |
| 10 |
Liu Suhua |
6 |
个人 |
1.1 分析
- 学术机构活跃：中国矿业大学排名第一，哈佛第三
- 专业安全公司：SAFEMINE专注矿山安全
- 矿业设备商：Joy Global将传感器集成到矿用设备
- 长尾分布：Top 5仅19.3%，新进入者空间大
2. 技术构成
| IPC分类 |
占比 |
说明 |
| G01N |
18.6% |
材料分析/检测 |
| A61B |
13.6% |
生理诊断 |
| G08B |
11.2% |
报警/信号 |
| G06F |
9.8% |
数字数据处理 |
| G06Q |
7.5% |
商业/管理数据处理 |
| E02F |
7.5% |
挖掘设备 |
| B60K |
6.8% |
车辆动力系统 |
| B60R |
6.8% |
车辆部件 |
2.1 技术洞察
- 检测>响应：G01N+A61B (32.2%) > G08B (11.2%) → 行业聚焦于检测，响应仍需发展
- 车辆集成：B60K+B60R (13.6%) → 矿用车辆内集成监控
- 数据处理：G06F+G06Q (17.3%) → AI/数据分析在疲劳检测中重要
- 挖掘设备：E02F (7.5%) → 集成到挖掘机等设备
3. 地域分布
| 地域 |
专利数 |
占比 |
说明 |
| 中国 |
107 |
36.3% |
最大市场 |
| 美国 |
— |
— |
— |
| 欧洲 |
— |
— |
— |
| 其他 |
— |
— |
— |
4. 增长趋势
| 年份 |
专利数 |
说明 |
| 2007 |
3 |
起步 |
| 2015 |
~8 |
稳步增长 |
| 2021 |
11 |
基准年 |
| 2024 |
17 |
+55% vs 2021 |
| 2025 |
31 |
峰值（可能因公布延迟偏高） |
| 2026 |
待补 |
18个月公布延迟 |
5. 代表专利分析
EP3016815B1 (SAFEMINE AG)
| 属性 |
值 |
| 专利号 |
EP3016815B1 |
| 申请人 |
SAFEMINE AG |
| 授权日 |
2021-01-13 |
| 标题 |
Operator fatigue detection in surface mines |
| 场景 |
露天矿车辆操作员疲劳检测 |
| 核心思路 |
将感知的疲劳指标与车内响应系统关联 |
6. 矿山→汽车座舱的技术迁移
6.1 共通性
| 维度 |
矿山 |
汽车座舱 |
| 操作员 |
矿车/挖掘机驾驶员 |
汽车驾驶员 |
| 工作时长 |
8-12小时 |
4-10小时 |
| 噪声环境 |
极高 |
中等 |
| 安全后果 |
严重(设备事故) |
严重(交通事故) |
| 疲劳类型 |
体力+认知 |
认知为主 |
| 可穿戴 |
✅ 头盔/手环 |
⚠️ 头带/座椅 |
| 车辆集成 |
✅ 矿车 |
✅ 汽车 |
6.2 可迁移技术
| 技术 |
矿山应用 |
汽车迁移 |
难度 |
| 生理信号(EEG) |
头盔EEG |
头带EEG |
中 |
| 眼动追踪 |
车内摄像头 |
DMS摄像头 |
低 |
| 姿态检测 |
车内摄像头 |
OMS摄像头 |
低 |
| 报警系统 |
车内警报 |
座舱警报 |
低 |
| 数据处理 |
边缘+云端 |
边缘NPU |
中 |
| 车辆集成 |
矿车CAN |
汽车CAN |
低 |
7. IMS 开发启示
7.1 专利布局建议
| 优先级 |
方向 |
现有专利 |
白色空间 |
| 🔴 P0 |
多模态融合疲劳检测 |
单模态为主 |
融合方案空间大 |
| 🔴 P0 |
座舱EEG+fNIRS |
矿山EEG有专利 |
座舱fNIRS空白 |
| 🟡 P1 |
预测性疲劳预警 |
阈值检测为主 |
预测模型可布局 |
| 🟡 P1 |
驾驶员认知容量 |
矿山体力疲劳 |
认知负荷专利少 |
| 🟢 P2 |
矿山→汽车迁移 |
矿山方案 |
汽车适配方案 |
7.2 技术选型
| 传感器 |
矿山成熟度 |
汽车适配性 |
优先级 |
| 摄像头眼动 |
✅ 量产 |
✅ 已在DMS |
🔴 已有 |
| EEG头带 |
✅ 部署 |
⚠️ 头带限制 |
🟡 P1 |
| 心率手环 |
✅ 部署 |
⚠️ 需佩戴 |
🟡 P1 |
| 座椅压力 |
✅ 部署 |
✅ 可集成 |
🟡 P1 |
| 雷达呼吸 |
❌ 少见 |
✅ 60GHz |
🟡 P1 |
| 多光谱 |
❌ 无 |
✅ goVISCAN |
🟢 P2 |
8. 关键洞察
- 295条专利说明工业疲劳检测已成熟：技术储备充分
- **中国主导(36%)**说明中国市场对安全监测需求强烈
- 检测>响应的专利分布说明行业仍需加强干预系统
- SAFEMINE代表专利将”疲劳检测→车内响应”关联，与DMS→ADAS联动一致
- 55%增长说明市场正在加速
- 长尾分布为新进入者提供了专利布局空间
- 矿山→汽车迁移有自然合理性：操作员→驾驶员，矿车→汽车
参考资料
- Patsnap Eureka, “Mine Worker Fatigue Detection Wearable Sensor System Patent Landscape”, 2026-08-31
- EP3016815B1, SAFEMINE AG, “Operator fatigue detection in surface mines”, 2021-01-13
- China University of Mining & Technology, 矿山安全监测研究
- Joy Global, 矿用车辆集成监控系统
- Harvard College, 可穿戴生理传感器研究