[发明专利]用于止鼾床垫的人体睡眠位姿识别和顶推点确定方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于止鼾床垫的人体睡眠位姿识别和顶推点确定方法及装置。该方案在床垫表面人体仰卧时肩部和上背部区域布置压力传感器网络；采集人体作用于床垫时各压力传感器数值，去除不是由人体肩部作用而产生的干扰数据；将有压力数值显示的压力传感器作为人体肩部有效作用点；判断有效作用点宽度是否满足已知的人体肩部宽度范围，如果是，则认为处于仰卧睡眠状态，否则，认为处于侧卧睡眠状态；在确定为仰卧时，根据人体肩部有效作用点位置和压力传感器采集值，计算出人体作用于床垫的重心位置，将与所述重心位置距离最近的顶推机构确定为将要进行动作的机构。本发明降低了算法的复杂度，提高了睡眠姿态识别的准确率，同时降低了开发成本。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体而言涉及一种用于止鼾床垫的人体睡眠位姿识别和顶推点确定方法及装置。

背景技术

鼾症，是睡眠呼吸暂停综合征的一个主要临床表现。打鼾在日常生活中很常见，但长期打鼾对身体的危害很大，它不仅可导致打鼾症者白天嗜睡、疲惫，而且长期打鼾对呼吸系统疾病、代谢类疾病和心血管疾病都存在隐患。在临床实践中，侧卧睡眠是医生唯一推荐的在日常生活中有效止鼾的方法，侧卧可以改善呼吸气道中各个部位：口腔、鼻腔、咽部狭窄所导致的打鼾问题。

目前市面上基于侧卧方式可以改善打鼾状况的设备，有以下几种方式：1)通过束缚带、睡眠枕等对人进行睡眠姿态固定，使人一直保持侧卧睡姿状态；2)通过气垫、床体折叠等方式，改变床的形态，而使人形成侧卧姿态。

本申请人于2019年11月12日提交了一份发明名称为《一种主动干预引导侧卧的止鼾床垫系统》的发明申请，该申请中提出了一种采用顶推机构刺激人体使人自行侧卧的止鼾床垫系统，该系统通过传感器识别人体姿态和位置，当人体仰卧且打鼾时，推顶人体肩胛区域，从而引导睡眠者侧卧。

为了精确确定推顶杆伸出的位置，还需要精确获得人体睡眠姿态和位置。目前，针对人体睡眠姿态的识别研究者们提出了不同的方法。传统进行睡眠姿态检测的方式是使用摄像机和麦克风，这种传统方法由于夜间光线比较低会对成像造成很大的影响，同时可见光视频会造成患者严重的隐私问题，不利于患者的治疗，影响体验度。随着图像处理技术的发展，研究者们提出使用图像分析处理进行睡姿识别，通过在床上铺满压力传感器，采集压力传感器数据并将压力传感器数据转化为压力图像，然后提取图像的某种特征，最后通过某种算法进行识别。这种方法，不仅软件运算处理复杂，对硬件的要求也很高，会导致硬件成本增加，不利于产品大规模生产与普通民用化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于止鼾床垫的人体睡眠位姿识别和顶推点确定方法及装置，降低了算法的复杂度，提高了睡眠姿态识别的准确率，可选择出合适位置的顶推机构，从而提高了刺激人体翻身的成功率，同时降低了开发成本。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种用于止鼾床垫的人体睡眠位姿识别和顶推点确定方法，该方法应用于内嵌多个顶推机构的床垫；包括：

步骤1、在床垫表面人体仰卧时肩部和上背部区域布置压力传感器网络；

步骤2、去除干扰：采集人体作用于床垫时各压力传感器数值，去除不是由人体肩部作用而产生的干扰数据；

步骤3、睡姿识别：将去除干扰后有压力数值显示的压力传感器作为人体肩部有效作用点；判断人体肩部有效作用点宽度是否满足已知的人体肩部宽度范围，如果是，则认为处于仰卧睡眠状态，进入步骤4，否则，认为处于侧卧睡眠状态，重复执行步骤2和3；

步骤4、顶推点确定：根据人体肩部有效作用点位置和压力传感器采集值，计算出人体作用于床垫的重心位置，将与所述重心位置距离最近的顶推机构确定为将要进行动作的机构。

优选地，所述压力传感器的分布区域为：距离床头550mm-650mm的床垫横向区域。