基于压力图像进行睡姿识别处理的颈枕高度调节方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于压力图像进行睡姿识别的颈枕高度调节方法及装置，高度调节方法包括初步判断人体姿势、识别人体俯躺及仰躺和建立头颈部高度随姿势变化模型；高度调节装置包括枕头外皮、压力传感器、横板、侧板、电动推杆、固定柱、转轴、控制单元、羽绒填充层、电源模块和压力传感器阵列，电源模块提供传感器及控制器电源，压力传感器阵列收集人体压力图像，压力传感器接收头部压力数据，控制单元综合分析人体压力图像信息和头部压力数据，并通过控制电动推杆使侧板转动，改变颈枕高度。上述装置及方法精简了特征计算，提高了对俯躺和仰躺的识别速度及精度，实现了通过压力图像识别睡姿调节颈枕高度保护人体的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于压力图像进行睡姿识别处理的颈枕高度调节方法及装置
本专利技术涉及睡姿识别技术，特别涉及一种基于压力图像进行睡姿识别处理的颈枕高度调节方法及装置。
技术介绍
越来越多的研究表明仰卧枕高和侧卧枕高与病人颈椎病的产生成正相关。枕头高度的不恰当会增加脊椎负担并且影响休息质量。而在根据身姿调节枕高保护颈椎的产品中，现有的睡姿识别技术主要有通过摄像头采集的图像识别和对压力传感器的压力识别。通过摄像头采集的图像进行识别，难以忽略实际情况中被子等物品的影响和夜光光线弱的影响，且产品安装难度大、影响房屋美观。通过压力传感器识别的方法解决了被子遮挡和夜间较暗的问题，但现有算法往往存在识别模式多但精度低和运算速度较慢等缺点。
技术实现思路
因此为了进一步提高效果和效率，本专利技术提供了一种精简的睡姿识别方法。在睡姿识别方法中，针对睡眠中俯仰躺及不同侧躺的倾斜程度，通过计算压力传感器压力密度变化，结合人体在不同姿势下的压力分布信息和最佳枕高信息，提出了一种基于压力图像处理的睡姿识别方法，并得到了最佳枕高与不同睡姿的关系。r>一种基于压力图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压力图像进行睡姿识别处理的颈枕高度调节方法，其特征在于，其包括以下步骤：/n步骤S1：确定最佳枕高和调节方式；/n建立最佳枕高预测函数Y：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于压力图像进行睡姿识别处理的颈枕高度调节方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤S1：确定最佳枕高和调节方式；
建立最佳枕高预测函数Y：



其中，Y1为无颈椎病时的最佳枕高、Y2为有颈椎病时的最佳枕高、Y3为仰躺枕高、Y4为侧躺枕高、C为有无颈椎病，C为0代表无颈椎病，C为1代表有颈椎病、λ为颈枕高度调节度、F为调节方式函数；
用户可通过改变调节时间ts和幂次γ选择调节方式函数F：



x为高度调节过程中调节到当前高度所用时间，ts为高度调节所用总时间，为常数；
步骤S2：初步判断人体俯仰躺和侧躺；
S21、由M*W个压力传感器组成的压力检测阵列收集人体在床上的压力信息，将获得的压力值转换为0-255的灰度值，转换表达式为：



其中，P为灰度值、N为压力传感器压力、Nmax为压力最大值、Nmin为压力最小值；
S22、计算压力密度ρ：



其中，Ni为压力值，Pij为压力点个数；
引入双阈值K1、K2，当压力图像的压力密度ρ大于K1时，人体为俯仰躺，若压力图像的压力密度ρ小于K2时，人体为侧躺；
步骤S3：识别人体俯躺和仰躺；
通过基于局部对称性和灰度统计特征的压力密集区域定位方法对压力密集区域进行定位，将压力密度大的区域进行中心对称变换，然后与原图像加权平均得到变换图像，获得标准差C1：



式中，Mi为检测窗口中的每个统计点，每个点记为1，Nij为该点压力值；
遍历各区域位置信息得到中心位置信息，将上下两个标准差最大的情况进行标记，得到两定位范围，对定位范围进行比较，即：



式中，S上、S下分别为距离头部中心Z最近的检测窗口区域和最远的检测窗口区域，a为上部分面积所占上下两部分面积比例，当a大于K6且S上和S下的距离d小于K7时人体为仰躺姿势，其余为俯躺姿势，其中d为S上和S下中心位置间的距离，K6为0.6，K7与上半身长H2相等；
步骤S4：建立头颈部高度随姿势变化模型，根据上述步骤检测的人体姿势调节最佳枕高。


2.根据权利要求1所述基于压力图像进行睡姿识别处理的颈枕高度调节方法，其特征在于，在所述S2中：
当压力图像的压力密度ρ介于K1和K2之间时，不能准确区分人体处于俯仰躺还是侧躺，此时人体为俯仰躺、未完全侧躺或已侧躺，通过引入压力图像的平衡度标准来判断人...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立国，马子荐，金梅，刘强，李媛媛，李福昆，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13