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CN109171315A - 自动调节床垫及智能床 - Google Patents

自动调节床垫及智能床 Download PDF

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CN109171315A
CN109171315A CN201811229836.3A CN201811229836A CN109171315A CN 109171315 A CN109171315 A CN 109171315A CN 201811229836 A CN201811229836 A CN 201811229836A CN 109171315 A CN109171315 A CN 109171315A
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CN
China
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sensor
air bag
sensing
layer
tracheae
Prior art date
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Application number
CN201811229836.3A
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孙成俊
卢坤涛
刘众
乐勇
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Shenzhen Grand More Bedroom Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Grand More Bedroom Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shenzhen Grand More Bedroom Co Ltd filed Critical Shenzhen Grand More Bedroom Co Ltd
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Abstract

本发明涉及智能调节床技术领域，具体提供一种传感器及包括该传感器的自动调节床垫。该传感器包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括点阵传感器、条带传感器或者分立式传感器，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。本申请的技术方案采用气囊和柔性传感结构的组合，两者分别对应调节和传感的功能。这种设置可以在满足功能需求的同时，可以很大程度上降低重量和成本。

Description

自动调节床垫及智能床
技术领域
本发明涉及智能调节床技术领域，具体地，涉及一种传感器及包括该传感器的自动调节床垫以及智能床。
背景技术
人在不同的睡姿下，根据人体工程力学，身体各个部分需要的支撑是不一样的，并且各区域的体压是不一样的，从保持健康和平衡的角度来看，在平躺和侧躺时，需要保持脊椎的正常生理弯曲。目前市面上的普通床垫是无法满足此需求的，无达给与用户一个健康的睡眠。
从脊椎的生理弯曲、体压的合理分布、以及肌肉和供血的顺畅度考虑，需要对人体的某些区域的支撑进行适当的调节。这种情况下，床垫同时需要满足成本低，利于量产化和推广的要求，同时要重量要轻，利于运输，而且还要保留床垫本有的舒适度。目前已有的方案是采用电机和机械结构的方式对床垫实现多区域的高低调节，同时配套点阵传感模块，理论上基本上可以满足上述需求，但是面临的挑战是重量和成本，而且为了保证舒适度，最终整个床垫会偏厚。
从技术的角度来看，需要对用户的身体各个部位的压力进行传感检测和实时的调节。而目前市场的产品中还没有能很好地实现该功能的智能调节床垫。
因此，当前市场上，对于多区域根据睡姿自动调节的床垫具有很大的需求。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种用于床垫的传感器和一种能自动调节的智能床垫，旨在解决现有床垫无法同时根据睡姿和压力实现实时调节的问题，同时兼顾成本、体验感、重量及产业化实现难度等。
本发明实施例是这样实现的，一种用于床垫的传感器，包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括点阵传感器、条带传感器或者分立式传感，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。
本发明实施例的另一目的在于提供一种气囊式传感装置，包括压力传感器和气囊，所述传感器与弹簧连接，所述传感器和弹簧均位于所述气囊内，所述压力传感器位于气囊顶部或者底部。
本发明实施例的另一目的在于提供一种床垫，包括本发明提供的传感器，还包括气囊，所述传感器上方设置有舒适层，下方设置有缓冲层。
本发明实施例的又一个目的在于提供一种气囊调节床垫，包括多个个体气囊、中转气囊、气阀和分立气管，其中所述多个个体气囊通过分立气管与中转气囊连接，分立气管上设置有气阀用于控制气体流动，所述分立气管与多个个体气囊连接处的口径大于所述分立气管与中转气囊连接处的口径。
本发明实施例还提供一种气囊调节床垫，包括多个个体气囊、气阀和气管，相邻的两个个体气囊在两端通过气管联通，每一个气管上都设有一个气阀控制气流的流动。
本发明实施例还提供一种智能调节床，包括本发明的气囊调节床垫。
本申请的技术方案采用气囊和柔性传感结构的组合，两者分别对应调节和传感的功能。这种设置可以在满足功能需求的同时，可以很大程度上降低重量和成本，而且由于气泵和柔性传感都是非硬质感，比较容易满足舒适度的要求。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的床垫结构；
图2是本发明另一实施例提供的床垫的部分结构；
图3是本发明一个实施例提供的传感器中的传感层的排布示意图；
图4为本发明一个实施例提供的传感器结构示意图；
图5为本发明另一个实施例提供的传感器结构示意图；
图6为本发明一个实施例提供的传感结构的结构示意图；
图7为本发明另一个实施例提供的传感结构的结构示意图；
图8为本发明另一个实施例提供的传感结构的结构示意图；
图9为本发明另一个实施例提供的传感结构的分区结构示意图；
图10为本发明另一个实施例提供的传感结构的结构示意图；
图11为图10所示的传感结构的剖面图；
图12为本发明另一个实施例提供的传感结构的结构示意图；
图13为本发明另一个实施例提供的传感结构的结构示意图；
图14为本发明另一个实施例提供的传感结构的结构示意图；
图15为本发明另一实施例提供的缓冲层被切割的传感结构的结构示意图；
图16为本发明一个实施例提供的气囊式传感结构的结构示意图；
图17为本发明一个实施例提供的气囊式传感结构的结构示意图；
图18为本发明一个实施例提供的含有气压传感器的气压的结构示意图；
图19A为本发明一个实施例提供的床垫的结构示意图；
图19B为图19A中分立气管的结构示意图；
图19C为图19A中带隔音装置的气泵结构示意图；
图20为本发明另一个实施例提供的床垫的结构示意图；
图21为本发明一个实施例提供的气囊床垫的结构示意图；
图22为本发明一个实施例的电路结构示意图；
图23为本发明实施例提供的系统控制流程图；
图24为本发明一个实施例采用的低通滤波器结构示意图；
图25为本发明一个实施例采用的低通滤波器结构示意图；
图26为本发明一个实施例提供的多级仪表放大滤波的电路结构图；
图27为本发明一个实施例提供的传感识别流程方法；
图28为本发明一个实施例提供的躯干识别方法流程；
图29为本发明实施例提供的确定睡姿的具体步骤；
图30为本发明实施例提供的确定躯干区域对称性(SYM)的具体步骤；
图31为本发明一个实施例提供的智能调节床的调节算法示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种用于智能床的传感器，该传感器根据材料类型，可以是压阻传感器，也可以是压容传感器，也可以是应变式压力传感器。
具体地，该传感器包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括点阵传感器、条带传感器或者分立式传感器，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。
本发明实施例中，床垫按照传感与调节模块的关系可分为：传感与调节独立的结构(参见图1)和结合式传感气囊结构(如图2所示)。图1显示了传感结构和调节结构相互独立的床垫的实施例，如图1所示，该床垫由上至下依次包括：舒适层、传感层、缓冲层和气囊层，其中传感层与气囊层(调节结构)中间设置有缓冲层，两者在空间上是独立的，互不影响。气囊通过充放气来调节床垫对应部分的高度。传感层主要包括：柔性上层信号传导层、柔性下层信号传导层，以及中间的压力传感层。
图2显示了传感层和调节层整合为一体的实施例，该实施例中，床垫的舒适层下方设置有传感调节层，其中，气囊融合于传感-调节层中，此种设置将传感层和调节层整合为一体，相对于图1的实施例显著降低了床垫的厚度，并且减少了缓冲层的使用，另一方面也降低了成本，减轻了重量。
本发明实施例中使用的传感层可以设置为点阵传感器、条带传感器或者分立式传感。对于点阵传感器，也称为面式点阵传感器，传感器是一整张层状柔性膜，里面是矩阵排列的分布式传感单元，如图3所示，其显示了传感单元的排列方式，其中传感单元按照阵列排布，每排有一行行扫描线，每列有信号输出线。此种排列方式可以获取该传感器膜的点阵式压力值。
另一个实施例中，传感器是多个条带状传感单元组成的传感器，该实施例中的传感器有多个并排排列的传感单元，如图4所示，其中每个条带(传感单元)包含多个单体传感器，该实施例与图3显示的实施例的区别在于，条带状传感器的设置方式可以任意选取目标区域进行放置，也就是设置更加灵活，通过排布的疏密程度，可以实现对某些区域压力进行重点监测。
另一实施例中，传感器为分立式传感器，如图5所示，每个点都是一个独立的传感单元，这样传感层就能实现大小的调节和位置的自由设定，相对于图3和图4的实施例设置更加灵活。
图6显示了本发明一个实施例中的传感层分布图，传感器包括柔性顶层信号层和柔性底层信号层，以及位于两者中间的核心传感层。该柔性顶层信号层也称为柔性顶层走线层，该柔性底层信号层也称为柔性底层走线层。该传感模块的上方是舒适层，下方是缓冲层，用于隔离传感层和调节层。这种独立式传感结构存在的问题在于床垫表面承受的压力经过介质层(舒适层)会横向分摊给周围，造成传感数据的不独立性，由此造成传感层承受的压力与实际睡者的身体压力存在一定的偏差，使得检测结果不准确。为了减小这种偏差，本发明提出以下几种解决方案：1.厚度补偿法，2.硬度补偿法，3.切割分立法。
第一种方案，厚度补偿法，具体实施方案是在传感单元的上面或下面垫一层凸凹状结构，或者将位于传感层结构上面的舒适层或下面的缓冲层做成凹凸状结构或者两者均做成凹凸状。
图7显示了本发明一个实施例中底部缓冲层做成凹凸状的床垫结构的示意图，图8显示了缓冲层和舒适层均设置成凹凸状的实施例。做成凹凸状结构的目的在于当信号作用在舒适层时，必然造成该受力区域的厚度方向所有材料的形变。由于传感器的传感区域的材料材质要厚于其他区域(非传感区域)的材质，所以压力优先作用到传感区域，因此，在等效于同等厚度的情况下，传感区域的弹性系数应该大于周围区域(非传感区域，即不包含传感单元的区域)的弹性系数，如图9所示，其中K1表示传感区域的弹性系数，K2表示非传感区域的弹性系数，如上所述，K1>K2。这种情况下，压力就优先分配到传感区域，这种设置将降低压力的横向转移，同时提高传感器的独立性，提高了检测灵敏度。
第二种方案，硬度补偿法，具体是通过在传感单元的上面或下面垫一层硬质的模块，或传感单元的上面舒适层或下面的缓冲层挖槽填充硬质材料。如图10所示，图中只显示了传感层结构，在传感区域垫一块硬质的材料，此硬质材料的弹性系数要高于舒适层的弹性系数，所以传感区域的综合弹性系数要高于其他区域(非传感区域)，同样可以达到传感器更加独立的目的。图11为图10所示的传感层结构的剖面图。本发明实施例中床垫的舒适层为床垫最上方离使用者最近的结构层。舒适层可以包括以下材料：海绵，乳胶，记忆棉，山棕，椰棕，黄麻，凝胶因子乳胶，凝胶因子记忆棉，凝胶因子海绵以及竹炭纤维棉。
图12-图14显示了具有硬质垫块(填充物)的床垫实施例的结构图。图12显示的床垫是将舒适层接触传感区域的一侧挖去一部分厚度，然后填充硬质填充物。另一实施例中，该硬质填充物填充到底部的缓冲层中，如图13所示。另一个实施例中，舒适层和缓冲层均填充有硬质垫块。另一具体实施例中，将硬质垫块放置在底部缓冲层上方，且在传感层下方，如图14所示。
第三种方案，切割分立法，具体是指，在传感单元的列方向上，通过对上层舒适层进行一定厚度的切割(切割痕可以透过舒适层，也可以不透过舒适层)，从而使得传感单元具有更好的独立性，避免彼此干扰，具体结构如图15所示。图15中舒适层的切割线彼此平行，且与单体传感器的排列方向平行。
优选实施例中，该切割分立方案与图4所示的条带状传感单元结合使用。且舒适层的切割痕与条带状传感单元的边缘对应，这样设置隔断压力的横向传导效果更加显著。
本发明实施例提供的床垫还包括调节装置，传感器检测到床垫承受的压力状况后将信息传递给调节装置，该调节装置对床垫表面高度进行适应性调节，以使使用者获得最舒适的睡眠姿势。本发明实施例中使用的调节装置可以为气囊调节装置，也可以是其他的调节装置。
本发明另一实施例提供了一种结合气囊式传感结构，结合气囊式传感结构中传感器和调节气囊是一个整体结构，即调节-传感结构，如图2所示。这样在经过传感识别后，进行调节，同时又在不断的进行传感反馈以达到更加精准的调节，有效地实现了传感调节一体化。结合气囊式传感结构主要包括气囊、传感器和气流计三部分。当压力作用在气囊上时，气囊本身的弹性会抵消掉一部分压力，其他的压力作用在传感器上。所以传感器上获得的力并不完全等于实际作用的压力，会稍微有些偏差，而气囊本身的弹性分摊或抵消掉的压力是与气囊内的气压相关的，所以设置气流计可以对传感器的压力进行补偿和修正。
具体地，结合式传感气囊结构可以是传感器位于气囊内的顶部或底部，如图16所示，弹簧一端连接气囊顶部，另一端与压力传感器相连，该压力传感器位于气囊底部。当压力作用在气囊时，经过弹簧传递到压力传感器上。
也可以在气囊外部的顶部或底部设置有压力传感器，该压力传感器可以收集气囊区域的压力大小，如图17所示。图17中显示的结构旋转180°(即压力传感器位于气囊上方)也可以获得类似的传感调节一体化的效果。
另一实施例如图18所示，气压传感器位于气囊壁上，或者，气压传感器也可以位于气囊内壁上，当气囊充放气时，必然引起气囊中的气压变化。在气囊承受压力时，气压传感器也会感受到压力的对应变化，由此检测到承压的情况。
本发明实施例还提供一种气囊类床垫调节结构，通过以下具体实施例进行解释说明：
实施例1：
本实施例提供的床垫采用气囊调节的方式，如图19A所示，其中床垫的底部由一排排个体气囊排列而成，每一个个体气囊连接有一个气管，便于更小区域地调节压力和升降。气囊和气管都连接到中转气囊上，中间通过气阀控制，中转气囊通过整体气管和气泵连接。中转气囊用于储存气压，方便对个体气囊的调控。通过气阀和气泵控制对每一个气囊充放气的操作，由此调节各个气囊的软硬度。
另一方面，本发明实施例中分立气管采用口径变化的气管，如图19B所示，个体气囊处的气管的口径较大，中转气囊处的气管口径比较小，其可以在气泵处于相同压强的情况下，在充放气时降低气囊的气流速度，降低气囊中气流的声音。
优选地，气泵放置在隔音箱和缓冲层中，用于减缓气泵的振动，降低气泵的声音，如图19C所示。
实施例2：
本实施例相对于实施例1，增加了一个电机模块，如图20所示，该电机模块通过丝杆和螺母与中转气囊进行连接。
具体操作中，先通过气泵给中转气囊预充足量的气体，然后关闭气泵。在使用时，通过气阀将相应的气管打开，电机丝杆转动由此推动螺母挤压或者远离中转气囊，以增大中转气囊的气压将气体压入床垫里面的气囊中或者减小中转气囊的气压使床垫里面的气囊的气体进入中转气囊，由此调节气囊的软硬度。
实施例3
本实施例中的床垫如图21所示，床垫的底部由一排排气囊排列而成，相邻的气囊在两端通过气管联通，在每一个气管都有一个气阀控制，由此两个相邻的个体气囊直接可以通过气阀调节气流的彼此流动。
当人躺在床垫上时，臀部等压力较大的地方，压力较大的气囊的气体会通过打开的气阀的气管流到压力较小的气囊中。
在本床垫中，通过气阀将气囊分成三个部分，头部部分、脊椎部分、腿脚部分，三个部分内部的个体气囊可以实现气流的相互流通。进一步地，脊椎部分包括颈部、肩部、背部、腰部、臀部。在人躺在床垫时臀部的压力较大，腰部的压力较小，臀部所在的气囊中的气体流到腰部所在的气囊中，实现腰部的承托。
此外，可以通过算法控制阀门的开关，使相同充放气的气囊连通，实现指定的气囊进行快速的充放气。本实施例相对于实施例1和2制造成本低，重量轻，便于运输和安装。
本发明实施例的改进点在于：降低气流声音的设置：分立气囊处的气管的口径较大，中转气囊的气管的口径比较小，其可以减小气管气流的声音；在实施例2中，通过电机挤压中转气囊给床垫气囊充放气，减少气泵带来的声音，同时可以通过改变电机的转速控制充放气的速度，降低气管中气流的声音；对于实施例3中的床垫：当不同人躺在床垫时，头部部分、脊椎部分、腿脚区域的位置不同时，通过改变气阀开关的位置，实时的适应3个部分位置的变化。该实施例可显著降低生产成本。
电路结构
本发明实施例中的床垫还包括电路模块结构，该电路模块结构主要包括传感阵列扫描信号发生单元，传感信号放大滤波单元，AD单元，主控单元(MCU)和气囊控制单元，如图22所示。
本发明实施例采用的电路模块主要包含以下几个模块：
1.滤波放大单元：主要对传感器阵列输出的小信号进行低通滤波和放大；
2.信号扫描单元：形成传感器的行扫描信号；
3.AD单元：将滤波放大后的信号进行AD处理转换为数字信号；
4.MCU单元：主要是对AD后的传感信号进行预处理，然后进行传感识别算法，以及调节算法；
5.气囊控制单元：主要是控制气囊的充气泵的驱动模块。
本发明实施例的系统控制流程如图23所示。
本发明的系统性关键技术点
1、信号噪声处理
人在静躺时，压力是静态的直流信号，压力的改变可认为是电路直流工作点的改变。但是由于环境因素，如工频干扰或者环境的微振动等，以及电路器件和电源的原因会在传感信号输出端引入噪声，在严重的情况下，信号的噪声甚至会淹没一些幅值小的有效信号。而在传感器的灵敏度一定的前提下，降低信号的输出噪声是一件很有必要的事。为此，本申请中提出通过电路降噪和算法降噪共同降低信号噪声，提高信噪比。
(1)电路降噪：采用低通滤波器
由于压力是一种静态信号，可以认为频率极低，而环境和电路噪声是一种白噪声，即噪声分布在各个频段，因此电路设计时，在传感信号端加入低通滤波将很大程度上降低环境的噪声。
如图24所示，提供了一种简易的低通滤波器，当传感器由于形变产生阻抗变化时，将引起输出直流电平的变化，而电阻R和电容C组成的低通滤波结构可以实现一阶的低通滤波，其截止频率f0:
图25给出了另外一种传感结构的低通滤波电路图。其中R1、R2、R3和R4组成一组全桥结构，R1和R2的阻值大小变化方向相反，R3和R4的阻值大小变化方向相反，R1和R3阻值变化方向相反。当有压力作用在传感器上时，将引起运算放大器+、-两端的电压差，而RC构成低通的反馈回路，其截止频率f0为：
图26给出了一种多阶低通高精度的多级仪表放大滤波电路结构图，其中R1＝R2＝R3＝R4＝R,R1、R2、R3和R4组成一组全桥结构的传感器，R1和R2的阻值大小变化方向相反，R3和R4的阻值大小变化方向相反，R1和R3阻值变化方向相反。其中C1与传感器的输出电阻将构成第一阶低通滤波，其截止频率f1:
R5与C2，R6、C3构成第二阶低通滤波，其中R5＝R6，C2＝C3。第二阶低通的截止频率f2:
在放大器的最后一级输出，R13和C4进行了第三阶的无源低通RC滤波，其截止频率：
这三阶可以任意选取一阶或者多阶进行滤波。
(2)算法降噪：
根据传感结构特点和实测的传感值数据库设定特定阈值，处理噪音。
算法降噪主要是AD后对数字信号进行处理，降噪的方法主要有：信号数字滤波器、均值平滑滤波以及图像去噪法。
信号数字滤波器是通过增加多阶FIR或者IIR低通滤波器，截止频率可以为1HZ到100Hz，以及50Hz的工频陷波器滤除工频干扰。
均值滤波是可以去除一些信号中的毛刺噪点，即
(3)图像去噪：
将传感数据视为一张图片数据，传感点阵的数据对应为图片上各个像素点的值，采用图像的相关去噪算法进行去噪，包括形态学开运算或形态性闭运算等。即对传感数据形成的图片进行二值化处理，之后进行先膨胀后腐蚀或先腐蚀后膨胀的方法，对数据进行去噪处理。
2、识别算法
本发明实施例还提供一种传感识别方法，其包括：人数识别、是否超重、体动，以及睡姿识别和调节算法，具体如图27所示。
1、传感矩阵数据采集
传感阵列将各个的传感区域的压力转化为电压，然后经过ADC转换为数据信号，从而获得整张床的压力矩阵S[r][c]，其中r和c分别为阵列的行数和列数。
2、有无人识别
对压力矩阵的各个压力值进行判定，当所有的压力值均小于无人的判定阈值Sth1，则判定为无人。
3、超重识别
对矩阵所有元素求和，Sum(S[i][j])，如果超过阈值Sowth1，则判定为超重；或者如果矩阵中某个元素S[i][j]，超过第二阈值Sowth2，同样也判定为超重。
4、人数识别
对矩阵S求横向梯度，gradSx，取每排的gradSx[j]的极值，通过极值数判定人数。
5、是否正常躺的识别
首先将区块的压力转化为图像，首先识别图像的边缘，然后对压力点进行聚类，从而将分割呈压力区块。然后对区块进行躯干识别，躯干识别的一种方法是求出每排的宽度，然后将宽度相近的排数作为躯干部位，然后求出躯干部位的长、宽及长宽比，如果长、宽及长宽比分别介于某范围内，则判定为正常躺的睡姿，如图28所示。
6、基于SVM机器学习的睡姿识别算法
利用支持向量机(SVM)对上述采集的矩阵压力进行分类，按照躯干的平面的法向向量(方向：从背部向胸部)与床面的法向向量(方向：正面朝上)的夹角从0～180°进行睡姿划分，可以划分为多个等级，如0°，45°，90°，135°和180°。其中，由于人的躯干部位是左右对称，所以不区分是以躯干左半部分为支撑轴还是以右半部分为支撑轴，因为例如以左半部分为支撑轴的45°与以右半部分为支撑轴的135°是等效的。所以，在这里统一默认为以左半边分为支持轴，那么可以发现，0°即是仰卧，180°即为俯卧，90°为正侧躺。因此，我们从躯干的法向向量与床面的法相向量的夹角的角度，将睡姿分为5种。
具体步骤如图29所示，其中：
S1：采集训练样本的5中睡姿下的压力矩阵；
S2：采用[5]中的躯干部位识别算法，识别出人的头颈区域部，躯干区域，臀部以及大小腿区域；
S3：计算压力矩阵的特征值，该特征值主要包括：
(1)四个身体区域(头颈区域、躯干区域，臀部以及大小腿区域)的压力比重，
(2)压力像素点的梯度大小和梯度方向，例如像素点(i,j)的梯度：
Gi(i,j)＝F(i+1,j)-F(i-1,j)；
Gj(i,j)＝F(i,j+1)-F(i,j-1)；
G(i,j)＝sqrt(Gi(i,j)2+Gj(i,j)2)；
γ(i,j)＝arctan(Gj(i,j)/Gi(i,j))；
(3)躯干区域对称性SYM：
SYM的计算流程：
(4)臀部区域的对称性SYM；
(5)每排腿部区域的重心的方差。
S4:将S3获得的各个睡姿下的特征值作为SVM分类器的输入
S5：寻找每两种睡姿之间的分类器最优分类超平面(w X)+b＝0，并通过构建拉格朗日函数
根据拉格朗日函数的对偶性，将问题转换为：
s.t. αi≥0，i＝1，2，…，n
最终求得最优解，获得决策函数。
S6：求得两两睡姿之间的决策函数，
S7：通过投票计数，票数多的记为最终分类后的睡姿。
7、调节算法，具体步骤如图31所示：
S1：获取用户的基本信息，包括：性别、身高、体重、BMI、躯干的长度肩宽、胸围、腰围、臀围等信息。
S2：建立静态下的肌肉模型和脊椎模型，所谓的静态下即不考虑躯干与床的空间位置关系，可以以躯干长度方向与床的长度方向一致，躯干的法相与床的法相夹角为0，作为基准。肌肉模型即躯干各个部位的尺寸，脊椎模型即脊椎的长度，几个关键节点(颈椎、胸椎、腰椎和尾椎)的弯曲度。
S3：通过睡姿识别获取的用户各个区域的位置以及身体方向与床长度方向的夹角。
S4：通过步骤6中的睡姿识别获得躯干的法相与床面法相的夹角。
S5：结合S2、S3、S4即可获得人体躯干与床的空间模型，即人的各个躯干位置包括肌肉和脊椎在床作为参考系下的位置是确定的。
S6：计算各个像素点阵的调节高度，调节高度可以权衡肌肉模型下的合适调节高度以及脊椎模型下的调节高度作为最终的调节高度。由于调节的高度的目的最终目的是在床面与脊椎获得最好的贴合，以及脊椎各个部位获得最佳的力支撑，当然还得兼顾肌肉的舒适度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于床垫的传感器，包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括点阵传感器、条带传感器或者分立式传感器，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器包括传感区域和非传感区域，所述传感区域的弹性系数大于非传感区域的弹性系数。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括气囊结构，该气囊结构包括气囊、传感器和气流计。
4.一种气囊式传感装置，包括压力传感器和气囊，所述传感器与弹簧连接，所述传感器和弹簧均位于所述气囊内，所述压力传感器位于气囊顶部或者底部。
5.一种床垫，包括根据权利要求1所述的传感器，还包括气囊，所述传感器上方设置有舒适层，下方设置有缓冲层，所述舒适层上进行一定厚度的切割，所述切割穿透或者不穿透所述舒适层。
6.根据权利要求5所述的床垫，其特征在于，所述压力传感层为条带传感器，且所述切割的方向与所述条带传感器中单体传感器排列方向平行。
7.一种气囊调节床垫，包括多个个体气囊、气阀和气管，其特征在于，还包括中转气囊，所述气管为分立气管，所述多个个体气囊通过分立气管与中转气囊连接，分立气管上设置有气阀用于控制气体流动，所述分立气管与多个个体气囊连接处的口径大于所述分立气管与中转气囊连接处的口径；
或者，相邻的两个个体气囊在两端通过气管联通，每一个气管上都设有一个气阀控制气流的流动，所述多个个体气囊整体分为三个部分，分别对应头部部分、脊椎部分和腿脚部分，所述三个部分中的个体气囊中的气流能够相互流通。
8.根据权利要求7所述的气囊调节床垫，其特征在于，所述气囊调节床垫还包括电机模块，所述电机模块通过丝杆和螺母与所述中转气囊进行连接。
9.一种智能调节床，包括根据权利要求5-8中任一项所述的气囊调节床垫。
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