[发明专利]一种孕妇睡姿检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种孕妇睡姿检测方法，包括如下步骤：(1)在压力传感器阵列中，建立二维直角坐标系；获取压力传感器阵列的负向压力边界、正向压力边界和压力中轴；(2)采集压力传感器阵列的压力信号分布；(3)通过基于聚类的压力信息提取，获取聚类中心数和聚类中心；(4)根据聚类中心数及聚类中心的坐标，判断孕妇睡姿。上述孕妇睡姿检测方法，基于压力传感器阵列和聚类算法计算聚类中心数和聚类中心，并根据聚类中心数及聚类中心的坐标，判断孕妇睡姿，算法简单，收敛迅速，具有很好的容错性。本发明同时提供了相应的孕妇睡姿检测装置，原理简单、成本低、简单实用，可以很好地监测孕妇的睡姿，并提供相应的警示。

技术领域

本发明涉及一种孕妇睡姿检测方法，具体涉及基于传感器阵列和聚类算法的孕妇睡姿检测方法；本发明同时涉及一种孕妇睡姿检测装置，用于实现上述孕妇睡姿检测方法。

背景技术

在女性妊娠，尤其是妊娠晚期，孕妇的睡姿非常重要。孕妇的睡姿与自身以及胎儿的安危都有重要关系。孕妇宜采取左侧睡姿，此种睡姿可纠正增大子宫的右旋，能减轻子宫对腹主动脉和髂动脉的压迫，改善血液循环，增加对胎儿的供血量、供氧量，有利于胎儿的生长发育。但是，孕妇不宜采取仰卧睡姿，因为仰卧睡姿时，巨大的子宫压迫下腔静脉，使回心血量及心输出量减少，从而出现低血压，孕妇可能会感觉头晕、心慌、恶心、憋气等症状。长时间仰卧或者不合适的睡姿可能导致胎儿和孕妇的不舒服，甚至可能导致胎儿缺氧等危险情况。然而孕妇在深度睡眠中可能会不自觉的翻身呈仰卧睡姿，对孕妇造成一定的危险。

为了保持孕妇的睡姿，并减轻孕妇长期左侧卧带来的不适，市场上存在大量的孕妇枕和侧卧垫。较常见的有C型枕、U型枕和H型枕。这些孕妇枕，都是通过特定物理形状的设计，让孕妇保持左侧卧睡姿，灵活性较差。

在现有技术中，在睡姿检测方面，存在非接触式和接触式两类检测方法。其中，非接触式检测方法通常通过红外成像或获取深度图像后进行图像识别对睡姿进行检测。非接触式检测方法成本较高，不适于家庭推广使用。与之相比，接触式检测方法的成本较低，更容易被家庭接受。

在接触式检测方法中，一种是依靠三轴加速度传感器来检测人体睡姿的体位信息。这种检测方法，在检测过程中，需要让测试者佩戴加速度传感器，不适合孕妇的睡姿检测。还有一种是通过压力传感器、传感片等组成的阵列对睡姿进行检测，然后依据触点或传感区形成的图形或数量判定睡姿。相关的检测装置具体可参见CN202397471U中公开的非觉察状态下完成睡姿检测的装置以及CN108209863A中公开的非穿戴式睡姿检测装置及其床品。相关的检测方法可以参见CN107330352A中公开的基于HOG特征和机器学习的睡姿压力图像识别方法，CN106056116A中公开的基于模糊粗糙集的睡姿压力图像识别方法。然而，由于人体睡眠时，姿势随意性大，实际触点分布形态多样，而如何提高睡姿判断的准确性成为睡姿检测中急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种孕妇睡姿检测方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种孕妇睡姿检测装置。

为了实现上述技术目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种孕妇睡姿检测方法，包括如下步骤：

(1)在压力传感器阵列中，以压力传感器阵列的底边L/2处作为坐标轴的原点，以底边右侧为X轴的正方向，建立二维直角坐标系；获取压力传感器阵列的负向压力边界L_n、正向压力边界L_p和压力中轴L_o；

(2)采集压力传感器阵列的压力信号分布，令第i个传感器的j时刻采样输出为q_i,j，对各个传感器t时间内的采样数据，进行滤波：

其中N＝t×F_s，t为数据采集时间，F_s为采样频率；