[发明专利]一种多传感器坐姿检测座椅及其检测方法

权利要求书

1.一种多传感器坐姿检测座椅，其特征在于，包括座椅本体、压力传感器(1，2，3，4)、系统控制器(5)、第一组红外传感器(6)和第二组红外传感器(7)；所述座椅本体的每个椅腿底部对应设置有压力传感器(1，2，3，4)，座椅本体的两个前椅腿之间设置有第一组红外传感器(6)，座椅本体的椅背上设置有第二组红外传感器(7)，座椅本体的座板下方设置有系统控制器(5)；所述系统控制器(5)包括处理器、扬声器、振动器、无线模块和电源模块；所述处理器分别与扬声器、振动器、无线模块、电源模块、压力传感器(1，2，3，4)、第一组红外传感器(6)、第二组红外传感器(7)相电性连接。

2.根据权利要求1所述的多传感器坐姿检测座椅，其特征在于，所述第一组红外传感器(6)包括若干个红外传感器，红外传感器水平均匀的排列在座椅本体的两个前椅腿之间。

3.根据权利要求1所述的多传感器坐姿检测座椅，其特征在于，所述第二组红外传感器(7)包括若干个红外传感器，红外传感器水平均匀的排列在座椅本体的靠背上。

4.一种根据权利要求1所述的多传感器坐姿检测座椅的检测方法，其特征在于，所述检测方法的步骤如下：

(1)坐姿检测座椅通过压力传感器采集数据检测判断当前状态是否有人坐下，如果有人坐，处理器控制扬声器提示保持正确坐姿，并且开始系统计时；

(2)坐姿检测座椅的具体参数：座椅的长为L，座椅的宽为W；

(3)通过第二组红外传感器检测出人背部距离椅子背部的距离为L_i，其中i为各个红外传感器编号，处理器计算人身体与椅背距离的均值L_G，计算公式如下：

$L_G=\frac{1}{i}\ΣL_i$

(4)通过第一组红外传感器检测出人两腿之间的距离为X₁，以及人的右腿与右椅腿之间的距离为X₂，处理器计算出人两腿之间的中点与右腿椅之间的距离为X_G，其计算公式如下：

$X_G=X_1+\frac{X_2}{2}$

(5)通过压力传感器检测出椅腿的压力值[a₁,a₂,a₃,a₄]，并以此建立起平面坐标系；

若G为人当前重心所在位置G(x₀,y₀)，且

$\left\{\begin{array}{c}\frac{a_1+a_2}{a_3+a_4}=\frac{y_4-y_0}{y_0}\\ \frac{a_1+a_4}{a_2+a_3}=\frac{x_2-x_0}{x_0}\end{array}\right.$

化简得

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{a_2+a_3}{\Σa_i}{x}_2=\frac{a_2+a_3}{\Σa_i}W\\ y_0=\frac{a_3+a_4}{\Σa_i}{y}_4=\frac{a_2+a_3}{\Σa_i}L\end{array}\right.$

(6)处理器进行判决，公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}\left|X_G-x_0\right|\<{\mathrm{\δ}}_1\\ |(L-y_0)-L_G|\<{\mathrm{\δ}}_2\end{array}\right.$

其中，δ₁,δ₂为人正确坐姿时与系统计算所得的人体误差参数；

(7)通过计量t秒内的脉冲次数c计算出腿的抖动频率F_t，判决公式如下：

$F_t=\frac{c}{t}\<F$

其中，F为设定频率；

(8)通过对比当前系统计时T与预设定的久坐定时提示时间T_c，判决公式如下：

T＜T_c

(9)通过步骤(6)、步骤(7)，步骤(8)可判决当前坐姿状态，即通过步骤(6)检测坐姿问题，通过步骤(7)检测多动问题，通过步骤(8)检测久坐问题。