CN115944183A - 一种座椅尺寸的主动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种座椅尺寸的主动调节方法，座椅包括可调节的座板、靠背、腰靠和颈靠，座椅通过压力传感系统采集设置于座椅表面对应人体各部位的压力传感器采集压力信号；通过座椅感知控制系统对压力信号进行识别提取分析，匹配不同体型的不同舒适座椅尺寸，在不同的坐姿模式下，采用不同的调整步骤，达到将座椅的支撑性能尺寸主动调节至舒适座椅尺寸的目标。本发明利用多种压力算法分析多组采集的压力信号的压力分布和变化特征，用以识别乘坐者体型和坐姿状态及变化趋势，主动对座椅尺寸进行舒适性调节，增加了乘坐者的舒适感，不仅避免了多类型传感器导致的传感通道和多维信息融合的复杂性，还减少了传感器使用成本和计算时间。

Description

一种座椅尺寸的主动调节方法

技术领域

本发明涉及座椅调节领域，尤其涉及一种座椅尺寸的主动调节方法。

背景技术

现有技术一：

现有中国发明专利号为CN110843613A公开了一种基于人因工程学的座椅自动调节方法，该方法提供了针对驾驶座椅，面向不同身高体重的驾驶者的合理座椅尺寸，以及自动调节方式，如将手掌握于扶手末端，开启自动调节；根据距离传感器，判断驾驶者距离方向盘的距离，并调节座椅前后；根据摄像头判断驾驶者眼部的位置并调节座椅高度；根据坐垫及靠背的受力，调节座椅靠背角度。现有技术一的缺陷为：1.该技术需要人将手掌握于扶手末端作为“命令”以开启座椅的自动调节。2.该技术提供初始的舒适性，不能随乘坐时间或者乘坐状态的变化提供动态的舒适性。

现有技术二：

现有中国发明专利号为CN109367440B公开了一种座椅调节方法和座椅调节装置，其由摄像头获取座椅处的视频图像；分别获取头枕、靠背、坐垫上受到的压力；当坐垫压力大于设定值时，通过图像识别判断，有人时启动座椅调节；其中，靠背角度调节：当头枕压力大于设定值时，靠背向后仰方向转动；当头枕压力和靠背压力同时为0，且人不处于前俯姿态时，靠背向前俯方向转动；座椅平移调节：当视频图像识别出座椅上的人处于后仰姿态且靠背压力大于设定值时，向后移动设定距离；当视频图像识别出座椅上的人处于前俯姿态且靠背压力为0时，控制座椅平移调节机构向前移动设定距离，重复上述操作，实现对座椅的智能调节。现有技术二的缺陷为：1.需要基于摄像头和压力传感器两种传感设备对行为进行感知，增加了装置成本。2.仅基于行为进行判断，缺少行为意图的逻辑判断，容易造成误调节。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明目的是提供一种座椅尺寸的主动调节方法，其基于座椅，该座椅主动匹配不同体型乘坐者的座位调节需求和使用过程中的座位调整需求，座椅自动调整至舒适座椅尺寸，以满足乘坐者的舒适性需求。

本发明提供了如下的技术方案：

一种座椅尺寸的主动调节方法，座椅包括可调节的座板和靠背，所述靠背在腰部和颈部分别设有可调节的腰靠和颈靠，其特征在于，还包括：

压力传感系统，用于实时采集所述座椅上人体不同体位的压力数值，其包括设置在所述座椅表面上人体不同体位的若干压力传感器；

座椅感知控制系统，用于感知、分析、映射压力信号和控制电机调整座椅尺寸；所述座椅感知控制系统还包括依次电连接的压力分析模块、映射模型以及所述电机控制模块，所述压力传感器与所述压力分析模块电连接；

调节系统，用于根据接收到的所述电机控制模块传递的电机控制信号来调节座椅不同部位的尺寸，所述调节系统与所述电机控制模块电连接；

基于所述座椅，其尺寸的主动调节方法包括以下步骤：

S1:通过所述压力分析模块接收实时压力数值并识别座椅表面压力分布特征，包括压力变化的幅度和频率，通过所述压力分析模块判断坐姿模式，并确定舒适压力分布目标；

S2:通过所述映射模型实现舒适压力分布目标向舒适座椅尺寸映射转化，得舒适座椅尺寸；所述映射模型按照坐姿模式分类存储了舒适压力分布目标和对应的舒适座椅尺寸

S3:将舒适座椅尺寸传送至所述电机控制模块，所述电机控制模块获得当前座椅尺寸，并将舒适座椅尺寸与当前座椅尺寸进行对比，计算对应达到舒适座椅尺寸的不同部位的电压信号；

S4:所述电机控制模块将不同部位的电压信号传输至所述调节系统中，通过所述调节系统调节所述座椅的支撑性能尺寸至舒适座椅尺寸；

所述坐姿模式包括首次乘坐时提供舒适的初始座椅支撑性能尺寸调节、乘坐过程中随乘坐时间增加的座椅定时调节、乘坐过程中面临身体局部不适的座椅主动调节以及乘坐过程中面临全身不适的座椅主动调节，对应为第一调节模式、第二调节模式、第三调节模式以及第四调节模式，所述压力分析模块根据收集的不同部位的所述压力传感器采集的压力信息判断坐姿模式分别处于第一、二、三或四调节模式；

当所述座椅通电启动时，自动进入第一调节模式；

之后每30秒，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断是否产生局部不适，如是，进入第三调节模式；

每2分钟，通过所述压力分析模块的压力算法H，判断是否产生全身不适，如是，进入第四调节模式；

每30分钟，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断是否在30分钟内全身舒适，如是，进入第二调节模式；

通过所述第一、二、三和四调节模式，分别计算舒适压力分布目标，并根据舒适压力分布目标，将所述座椅的支撑性能尺寸调整至舒适座椅尺寸；

所述压力算法D为对比30秒内某个压力传感器压力数值变化幅度到20％以上并且变化频率3次以上的，被判定为压力变化部位不舒适，反之则没有不舒适；

所述压力算法H为对比座椅的多个压力传感器在2分钟内压力数值变化幅度20％以上和变化频率3次以上，则判定全身不适；并且根据不同部位的压力变化幅度，筛选压力变化最大的部位。

根据一些实施方式，所述压力分析模块判断坐姿模式为所述第一调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-1：通过所述压力分析模块的压力算法A和压力算法B，实现乘坐者体型和对应的舒适静态压力分布识别，舒适压力分布目标为舒适静态压力分布；

步骤S2、S3和S4，座椅支撑性能尺寸调整至舒适座椅尺寸，第一调节模式结束；

其中所述压力算法A为通过多个所述压力传感器采集的压力数值预测乘坐者体型的神经网络模型，在该神经网络模型中利用坐姿状态下的静态压力分布识别乘坐者的体型特征；

压力算法B为不同体型特征对应的舒适静态压力分布，通过压力算法A输入不同的体型参数，获得对应的舒适静态压力分布。

根据一些实施方式，

所述压力分析模块判断坐姿模式为第二调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-2，通过所述压力分析模块的压力算法E，启动时间序列上的下一个压力分布目标，预测乘坐者的舒适压力分布；

步骤S2、S3和S4，座椅支撑性能尺寸调整至舒适座椅尺寸，第二调节模式结束；

所述压力算法E是在30分钟为节点的时间序列上，预设的不同体型乘坐者的舒适人椅压力数值。

根据一些实施方式，

所述压力分析模块判断坐姿模式为第三调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-3，通过所述压力分析模块的压力算法F，得到不舒适人体部位的舒适压力分布目标；

步骤S2、S3、S4；

步骤S5:在局部压力被调整后2分钟内，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断当前坐姿是否存在不适，为是时，通过所述压力分析模块的压力算法G，再次预测座椅局部调节的目标压力分布，返回步骤S2；为否时，座椅调整至舒适座椅尺寸，第三调节模式结束；

其中所述压力算法F筛选压力变化幅度最大的人体部位，得到不舒适人体部位的目标压力分布，其选自压力算法F1或压力算法F2；

所述压力算法F1进行压力数值变化幅度识别，当压力数值变化幅度在20％-40％之间，如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比的后50％，则判定该身体部位趋向于低压力数值，即当前压力区间百分比-25％；如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值低位，即舒适压力区间百分比的前50％，则判定该身体部位趋向于高压力数值，即当前压力区间百分比+25％；

所述压力算法F2进行压力数值变化幅度识别，当压力数值变化幅度在大于40％，如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比的后50％，则判定该身体部位趋向于低压力数值，即当前压力区间百分比-50％；如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值低位，即舒适压力数值区间百分比的前50％，则判定该身体部位趋向于高压力数值，即当前压力数值区间百分比+50％；

所述压力算法G：如果当前体压分布处于舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比后25％，则规划每2分钟该身体部位压力数值依次降低百分比的25％，直至无法再次降低25％时，压力数值增加至舒适压力区间百分比的100％，并依次降低百分比的25％，直至百分比的1％。

根据一些实施方式，

所述压力分析模块判断坐姿模式为所述第四调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-4，分析压力变化幅度最大的部位，通过所述压力分析模块的压力算法F，得到压力变化幅度最大部位的目标压力分布，舒适压力分布目标为压力变化幅度最大部位的目标压力分布；

步骤S2；

步骤S2-1：根据压力变化幅度最大部位的舒适座椅尺寸，通过所述压力分析模块的压力算法I，得到其他部位的座椅尺寸；

步骤S3、S4；

S6:在座椅支撑性能尺寸被调整后2分钟内，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断当前坐姿是否存在不适，若为是，执行S7；若为否，则座椅支撑尺寸调整至最终的舒适座椅尺寸，第四调节模式结束；

S7:通过所述压力分析模块的压力算法G，确定压力变化幅度最大的座椅部位再次调节的目标压力分布，依次执行步骤S2、S3、S4，并返回S6。

所述压力算法I包括多个所述座椅的支撑性能尺寸的关联函数，根据压力变化幅度最大部位的舒适座椅尺寸，通过所述关联函数，得其余的座椅支撑性能尺寸；

所述压力算法G：如果当前体压分布处于舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比后25％，则规划每2分钟该身体部位压力数值依次降低百分比的25％，直至无法再次降低25％时，压力数值增加至舒适压力区间百分比的100％，并依次降低百分比的25％，直至百分比的1％。

根据一些实施方式，所述压力传感器分别左右对称设于所述座椅的颈部、肩胛背部、腰部、坐骨结节和大腿根部。

根据一些实施方式，所述调节系统为可调节多个所述座椅的支撑性能尺寸，其包括座高调节系统、座板倾角调节系统、靠背倾角调节系统、腰靠厚度调节系统、腰靠高度调节系统、颈靠厚度调节系统和颈靠高度调节系统，分别对应调整座高、座板倾角、靠背倾角、腰靠厚度、腰靠高度、颈靠厚度和颈靠高度。

相比于现有技术，本发明具备以下有益效果：

(1)本发明通过多个对称分布的压力传感器监测坐姿压力，并通过压力分析模块分析多组对应的压力分布和变化特征，用以识别乘坐者体型和坐姿状态及变化趋势，并通过电机控制模块和伺服电机的配合，主动对座椅尺寸进行舒适性调节，不仅避免了多类型传感器导致的传感通道和多维信息融合的复杂性，减少了传感器使用成本和耦合计算时间，还预测了乘坐者的坐姿变化意图，无需乘坐人发出指令，主动进行调节，增加了乘坐者的舒适感。

通过坐姿状态下的静态压力分布识别乘坐者的体型特征，并依据体型特征提供对应舒适座椅尺寸，座椅主动调节至舒适座椅尺寸，减少了乘坐者主动输入人体尺寸等操作步骤，同时也减少了用户自主进行座椅尺寸调节的步骤。

(2)本发明提供了座椅在时间维度上的自动调节性能，根据压力数值在时间上的变化规律，如每30分钟进行一次预设的支撑性能尺寸调节以匹配变化的舒适需求，减少了乘坐者在长时间乘坐过程中进行有意识的多次的手动操作行为，同时避免了因未及时手动调节导致不舒适加剧。

(3)本发明依据压力变化幅度制定了座椅调节幅度，如第一档中压力数值变化±20-40％，进行对应25％的压力增减调节；第二档中压力数值变化±40％以上，进行50％以上的压力增减调节，通过精准的分级调节，更精准适配乘坐者调节意图。

(4)本发明提供了自动调节失效时的循环调节方法，如当进行座椅调节后的2分钟内，再次出现相同部位或整体的不适行为，则将压力数值按舒适压力区间百分比的25％进行持续增加或降低，并且实现循复往返式的变化，以此让乘坐者在舒适区间范围内自由选择一个相对舒适的参数。

(5)在进行多个座椅支撑性能尺寸的全身调节时，本发明采用面向压力变化幅度最大的人体部位，进行对应座椅尺寸调节，其余支撑性能尺寸则基于其余的座椅支撑性能尺寸的关联模型进行自动计算，以达到综合最舒适。因此，在进行全身不适干预时，总是提供综合最佳的支撑性能尺寸。

附图说明

图1为本发明一实施例的座椅调节尺寸标识图。

图2为图1对应的调节系统示意图。

图3为本发明一实施例的座椅的压力传感器分布示意图。

图4为本发明的座椅的控制原理示意图。

图5为本发明提供第一调节模式下映射模型的一实施例中人体局部压力对应的舒适座椅调节指标。

图6为本发明的座椅整体调节流程图。

图7为本发明的第一调节模式的流程图。

图8为本发明的第二调节模式的流程图。

图9为本发明的第三调节模式的流程图。

图10为本发明的第四调节模式的流程图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本发明进行示例性的描述，而并不能对本发明的保护范围构成任何限制。所有包含在本发明的发明宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本发明的保护范围。

本发明提供的座椅尺寸的主动调节方法，通过主动调节座椅支撑性能尺寸，包括座高、座板倾角、靠背倾角、腰靠高度、腰靠厚度、颈靠高度、颈靠厚度，来达到向乘坐者提供舒适的乘坐体验。该主动调节方法通过压力传感器采集压力信号，识别乘坐者的体型和坐姿，然后自动调节座椅支撑性能尺寸去匹配乘坐者的体型和坐姿，主动为乘坐者提供舒适的座椅尺寸；压力传感器采集压力信号，通过座椅感知控制系统识别座椅表面的压力分布及变化，判断乘坐者坐姿变化的轨迹和意图，然后自动调节座椅支撑性能尺寸去匹配变化的座椅尺寸需求。

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1，座椅的支撑性能指标包括有以下7个尺寸指标：座高D_H、座板倾

和颈靠高度D_N_2。如图2，上述7个尺寸指标的调节，由7个调节系统完成，分别为座高调节系统、座板倾角调节系统、靠背倾角调节系统、腰靠厚度调节系统、腰靠高度调节系统、颈靠厚度调节系统和颈靠高度调节系统对应完成。每个个调节系统包括1个伺服电机，上述7个伺服电机与电机控制模块电连接，由电机控制模块通过分别对7个伺服电机输入不同的电压信号进行控制电机的正反转动和转动量，以灵活调整对应的座椅的7个尺寸指标。

座椅上设有压力传感系统，具体为在座椅上的不同部位，设置有多个压力传感器，如图3所示，图中黑点即为压力传感器，从上至下在座椅表面，在颈部、肩胛背部、腰部、坐骨结节、大腿根部五个位置，左右对称的共设有10个压力传感器，通过压力传感器，采集人体在不同坐姿行为时的不同部位的压力数值，用于分析使用者的体型和坐姿是否舒适。例如，需要了解使用者的体型，可通过采集的压力数值分析静态压力分布；需要了解使用者的局部运动情况，可通过采集的局部压力数值分析局部压力变化；需要了解使用者的全身运动情况，可通过采集的全身压力变化分析全身压力变化。

如图4，座椅上的10个压力传感器，与座椅感知控制系统电连接，座椅感知控制系统的控制过程包括依次电连接的压力分析模块、映射模型以及前文所述的电机控制模块。压力分析模块是根据不同的压力控制目标，对实时采集的压力数据进行不同的算法计算，得到压力分布数值，并将压力分布数值输入映射模型内，得到对应的舒适座椅支撑性能尺寸值，将座椅支撑性能尺寸输入电机控制模块，电机控制模块按照座椅的7个尺寸指标为舒适座椅尺寸，以舒适座椅尺寸为目标进行控制调节。电机控制模块在具体调节时，根据其存储的历史记录确定当前座椅尺寸，计算当前座椅尺寸和舒适座椅尺寸在正向或反向的调节量，按照调节量控制输出电压，并将输出电压传递给对应的电机，对应的电机驱动调节座椅的尺寸至舒适座椅尺寸。

当乘坐者首次坐在座椅上，自行调整坐姿以确保身体跟座椅充分接触；

座椅尺寸的主动调节方法包括以下步骤：

S1:通过所述压力分析模块接收实时压力数值并识别座椅表面压力分布特征，包括压力变化的幅度和频率，通过所述压力分析模块判断坐姿模式，并确定舒适压力分布目标；

S2:通过所述映射模型实现舒适压力分布目标向舒适座椅尺寸映射转化，得舒适座椅尺寸；所述映射模型按照坐姿模式分类存储了舒适压力分布目标和对应的舒适座椅尺寸

S3:将舒适座椅尺寸传送至所述电机控制模块，所述电机控制模块获得当前座椅尺寸，并将舒适座椅尺寸与当前座椅尺寸进行对比，计算对应达到舒适座椅尺寸的不同部位的电压信号；

S4:所述电机控制模块将不同部位的电压信号传输至所述调节系统中，通过所述调节系统调节所述座椅的支撑性能尺寸至舒适座椅尺寸；

通过10个对称的压力传感器监测坐姿压力，并通过压力分析模块的压力算法运算，用以识别乘坐者体型和坐姿状态及变化，并得到存储于映射模型的舒适压力分布的目标。避免了多类型传感器导致的传感通道和多维信息融合的复杂性，减少了传感器使用成本和计算时间。

坐姿模式包括首次乘坐时提供舒适的初始座椅支撑性能尺寸调节、乘坐过程中随乘坐时间增加的座椅定时调节、乘坐过程中面临身体局部不适的座椅主动调节以及乘坐过程中面临全身不适的座椅主动调节，对应命名为第一调节模式、第二调节模式、第三调节模式和第四调节模式，不同的调节模式采用不同的压力算法和调节步骤。

如图6，当乘坐人坐于座椅上，座椅通电启动时，自动进入第一调节模式；

之后每30秒，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断是否产生局部不适，如是，进入第三调节模式；

每2分钟，通过所述压力分析模块的压力算法H，判断是否产生全身不适，如是，进入第四调节模式；

每30分钟，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断是否在30分钟内全身舒适，如是，进入第二调节模式；

通过所述第一、二、三和四调节模式，分别计算舒适压力分布目标，并根据舒适压力分布目标，将所述座椅的支撑性能尺寸至舒适座椅尺寸；

压力分析模块中包括压力算法A、B、D、E、F、G、H和I，压力分析模块通过压力算法D和H判断，以进入不同的调节模式。

压力算法A为10个压力数值预测乘坐者体型的神经网络模型，在该神经网络模型中通过坐姿状态下的静态压力分布识别乘坐者的体型特征，得到有关乘坐者的体型参数。

压力算法B用于从压力算法A得到体型对应的舒适静态压力分布，其通过输入自压力算法A计算的体型参数，获得对应的舒适静态压力分布。

压力算法D为对比30秒内某个压力传感器压力数值变化幅度到20％以上并且变化频率3次以上的，被判定为压力变化部位不舒适，反之则没有不舒适；

压力算法E是在30分钟为节点的时间序列上，预设的不同体型乘坐者的舒适压力分布。

压力算法F识别压力数值的变化幅度，其选自压力算法F1或压力算法F2。

压力算法F1为压力数值变化幅度识别的一种方法，当压力数值变化幅度在20％-40％之间，如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比的后50％，则判定该身体部位趋向于低压力数值，即当前压力区间百分比-25％；如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值低位，即舒适压力区间百分比的前50％，则判定该身体部位趋向于高压力数值，即当前压力区间百分比+25％。

压力算法F2为压力数值变化幅度识别的另一种方法，当压力数值变化幅度在大于40％，如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比的后50％，则判定该身体部位趋向于低压力数值，即当前压力区间百分比-50％；如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值低位，即舒适压力数值区间百分比的前50％，则判定该身体部位趋向于高压力数值，即当前压力数值区间百分比+50％。

压力算法G为如果当前体压分布处于舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比后25％，则规划每2分钟该身体部位压力数值依次降低百分比的25％，直至无法再次降低25％时，压力数值增加至舒适压力区间百分比的100％，并依次降低百分比的25％，直至百分比的1％。

压力算法H为对比座椅的所有的压力传感器在2分钟内压力数值变化幅度20％以上和变化频率3次以上，则判定全身不适；并且根据不同部位的压力变化幅度，筛选压力变化最大的部位。

压力算法I，包括7个座椅支撑性能尺寸的关联函数。已知部分座椅支撑性能尺寸，通过上述关联函数，可以求得另外几个未知的座椅支撑性能尺寸。

映射模型中压力分布数值与舒适座椅支撑性能尺寸之间的映射函数，输入压力分布数值，得到对应的座椅支撑性能尺寸，通过映射模型得到对应的舒适座椅尺寸，输入电机控制模块进行座椅尺寸调整。

通过座椅感知控制系统的自动识别、分析和控制各部位对应的伺服电机，减少了乘坐者主动输入人体尺寸等操作步骤，同时也减少了用户自主进行座椅尺寸调节的步骤，座椅自适应乘坐者体型，使用更方便。

实施例一

如图7，乘坐者首次坐于本发明提供的座椅上，自行调整坐姿以确保身体跟座椅充分接触，系统加电启动，然后自动依次执行以下第一调节模式步骤：

1)10个压力传感器记录各自的压力数值，并上传至座椅感知控制系统中的压力分析模块。

2)通过压力算法A和压力算法B，实现乘坐者体型和对应的舒适静态压力分布识别。

3)通过压力分布与舒适座椅尺寸的映射模块计算实现目标静态压力分布的7个座椅支撑性能尺寸，并将7个座椅支撑性能目标尺寸发送至电机控制模块。

4)通过电机控制模块记录初始座椅支撑性能尺寸和经调节后新座椅支撑性能尺寸，并计算7个座椅支撑性能目标尺寸与当前尺寸的差异，确定7个座椅支撑性能尺寸的正向或反向的调节量。

5)通过电机控制模块的信号输出功能，通过电压信号去操控对应的伺服电机的转动，分别计算7个座椅支撑性能尺寸加量或减量需要的电压信息，并将电压信号分别传输至伺服电机。

6)7个座椅调节伺服电机依据电压信号自动调节至与乘坐者静态压力最匹配的舒适的初始座椅尺寸。

实施例二

如图8，第二调节模式，即乘坐过程中随乘坐时间增加的座椅定时调节，在执行该模式时，已经自动经过了第一调节模式的调整，座椅已自动调节至舒适座椅的初始尺寸，乘坐者保持相对稳定的坐姿，该调节方法在具体实施中为以下步骤：

1)座椅自动调节至舒适的初始尺寸后，乘坐者保持相对稳定的坐姿，压力传感器开始持续获取各压力传感器的压力数值，并上传数据到压力分析模块。

2)通过压力分析模块的压力算法D，分析30分钟内的压力数值，当任何连续30秒内未出现压力数值变化幅度达到20％以上且变化频率达到3次以上，则认定当前坐姿没有出现不适。

3)当前坐姿连续30分钟没有出现不适，则依据压力算法E启动时间序列上下一个压力分布目标。

4)通过压力分布与舒适座椅尺寸的映射模块计算实现压力分布目标的7个座椅支撑性能尺寸，并将7个座椅支撑性能目标尺寸发送至电机控制模块。

5)通过电机控制模块的计算7个座椅支撑性能目标尺寸与当前尺寸的差异，确定7个座椅支撑性能尺寸在正向或反向的调节量。

6)通过电机控制模块的信号输出功能分别计算7个座椅支撑性能尺寸正向或反向调节量需要的电压信息，并将电压信号分别传输至伺服电机。

7)7个伺服电机依据电压信号自动调节至符合乘坐者当前人椅压力分布需求的座椅尺寸。

实施例三

如图9，第三调节模式，即为乘坐过程中面临身体局部不适的座椅主动调节，在执行该模式中，已经经过了第一调节模式的调整，座椅已自动调节至舒适座椅的初始尺寸，该调节方法在具体实施中包括以下步骤：

1)座椅自动调节至舒适的初始尺寸后，乘坐者感到某个身体部位不舒适，并产生局部的身体运动，压力传感器记录局部身体运动产生的压力变化数据，并上传数据到压力分析模块。

2)依据压力算法D，分析30秒内是否存在某个压力传感器的压力数值变化幅度达到20％以上且变化频率3次以上，如果存在，即判定该压力传感器对应身体部位存在不舒适。

3)依据压力算法F1或者压力算法F2，获得不舒适人体部位的目标压力分布。

4)通过映射模块计算实现某个人体部位目标压力数值的对应座椅指标及其尺寸，如图5所示，并将对应的座椅指标尺寸发送至电机控制模块。

5)通过电机控制模块计算座椅目标尺寸与当前尺寸的差异，确定座椅尺寸的正向或反向的调节量。

6)通过电机控制模块的信号输出功能，通过电压信号去操控伺服电机的转动，计算目标座椅尺寸正向或反向调节量需要的电压信息，并将电压信号分别传输至对应的伺服电机。

7)不适身体部位对应的伺服电机依据电压信号自动调节至目标尺寸，实现身体局部的目标压力。

8)在局部压力被调整后2分钟内，依据压力算法D，局部压力传感器压力数值再次在30秒内的变化幅度达到20％以上，变化频率3次以上的，该人体部位将再次被判定存在不适，调节无效，需要进行再次调节，若没有不舒适则已调节至舒适座椅尺寸。

9)根据压力算法G，确定座椅部位再次调节的目标压力。

10)通过压力分布与舒适座椅尺寸的映射模块计算实现人体部位目标压力数值的对应座尺寸，并发送到电机控制系统进行座椅调节，返回步骤8。

实施例四

如图10，第四调节模式，即为乘坐过程中面临全身不适的座椅主动调节，在执行该模式时，已经经过了第一调节模式的调整，座椅已自动调节至舒适座椅的初始尺寸，该调节方法在具体实施中包括以下步骤：

1)座椅自动调节至舒适的初始尺寸后，乘坐者感到多个身体部位不舒适，并产生多个身体部位的运动，压力传感器记录多个身体运动产生的压力变化数据，并上传数据到压力分析模块。

2)依据压力算法H，如是，即判定全身不适，需要进行全部座椅支撑性能尺寸调节。

3)筛选压力变化幅度最大的人体部位，并依据压力算法F1或者压力算法F2确定压力变化幅度最大部位的目标压力分布。

4)通过映射模块计算实现压力变化幅度最大部位的目标压力分布对应座椅指标及其尺寸。

5)依据压力算法I，计算其余座椅支撑性能尺寸，并将7个座椅支撑性能尺寸发送至电机控制模块。

6)通过电机控制模块计算7个座椅支撑性能目标尺寸与当前尺寸的差异，确定7个座椅支撑性能尺寸在正向或反向的调节量。

7)通过电机控制模块的信号输出功能，分别计算7个座椅支撑性能尺寸正向或反向调节量需要的电压信息，并将电压信号分别传输至座椅各部位的伺服电机。

8)7个伺服电机依据电压信号自动调节至符合乘坐者当前人椅压力分布需求的座椅尺寸。

9)在全部7个座椅支撑性能尺寸被调整后2分钟内，依据压力算法D，如有压力变化部位不舒适，需要进行再次调节，若没有不舒适则已调节至舒适座椅尺寸。

10)筛选压力变化幅度最大的人体部位，并依据压力算法G，确定压力变化幅度最大的座椅部位再次调节的目标压力数值。

11)通过压力分布与舒适座椅尺寸的映射模块计算实现人体部位目标压力数值的对应座尺寸，并发送到电机控制系统进行座椅调节，调节完毕后，返回步骤9)。

以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种座椅尺寸的主动调节方法，座椅包括可调节的座板和靠背，所述靠背在腰部和颈部分别设有可调节的腰靠和颈靠，其特征在于，还包括：

压力传感系统，用于实时采集所述座椅上人体不同体位的压力数值，其包括设置在所述座椅表面上人体不同体位的若干压力传感器；

座椅感知控制系统，用于感知、分析、映射压力信号和控制电机调整座椅尺寸；所述座椅感知控制系统还包括依次电连接的压力分析模块、映射模型以及所述电机控制模块，所述压力传感器与所述压力分析模块电连接；

调节系统，用于根据接收到的所述电机控制模块传递的电机控制信号来调节座椅不同部位的尺寸，所述调节系统与所述电机控制模块电连接；

基于所述座椅，其尺寸的主动调节方法包括以下步骤：

S1:通过所述压力分析模块接收实时压力数值并识别座椅表面压力分布特征，包括压力变化的幅度和频率，通过所述压力分析模块判断坐姿模式，并确定舒适压力分布目标；

S2:通过所述映射模型实现舒适压力分布目标向舒适座椅尺寸映射转化，得舒适座椅尺寸；所述映射模型按照坐姿模式分类存储了舒适压力分布目标和对应的舒适座椅尺寸

S3:将舒适座椅尺寸传送至所述电机控制模块，所述电机控制模块获得当前座椅尺寸，并将舒适座椅尺寸与当前座椅尺寸进行对比，计算对应达到舒适座椅尺寸的不同部位的电压信号；

S4:所述电机控制模块将不同部位的电压信号传输至所述调节系统中，通过所述调节系统调节所述座椅的支撑性能尺寸至舒适座椅尺寸；

所述坐姿模式包括首次乘坐时提供舒适的初始座椅支撑性能尺寸调节、乘坐过程中随乘坐时间增加的座椅定时调节、乘坐过程中面临身体局部不适的座椅主动调节以及乘坐过程中面临全身不适的座椅主动调节，对应为第一调节模式、第二调节模式、第三调节模式以及第四调节模式，所述压力分析模块根据收集的不同部位的所述压力传感器采集的压力信息判断坐姿模式分别处于第一、二、三或四调节模式；

当所述座椅通电启动时，自动进入第一调节模式；

之后每30秒，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断是否产生局部不适，如是，进入第三调节模式；

每2分钟，通过所述压力分析模块的压力算法H，判断是否产生全身不适，如是，进入第四调节模式；

每30分钟，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断是否在30分钟内全身舒适，如是，进入第二调节模式；

通过所述第一、二、三和四调节模式，分别计算舒适压力分布目标，并根据舒适压力分布目标，将所述座椅的支撑性能尺寸调整至舒适座椅尺寸；

所述压力算法D为对比30秒内某个压力传感器压力数值变化幅度到20％以上并且变化频率3次以上的，被判定为压力变化部位不舒适，反之则没有不舒适；

所述压力算法H为对比座椅的多个压力传感器在2分钟内压力数值变化幅度20％以上和变化频率3次以上，则判定全身不适；并且根据不同部位的压力变化幅度，筛选压力变化最大的部位。

2.根据权利要求1所述的座椅尺寸的主动调节方法，其特征在于，所述压力分析模块判断坐姿模式为所述第一调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-1：通过所述压力分析模块的压力算法A和压力算法B，实现乘坐者体型和对应的舒适静态压力分布识别，舒适压力分布目标为舒适静态压力分布；

步骤S2、S3和S4，座椅支撑性能尺寸调整至舒适座椅尺寸，第一调节模式结束；

其中所述压力算法A为通过多个所述压力传感器采集的压力数值预测乘坐者体型的神经网络模型，在该神经网络模型中利用坐姿状态下的静态压力分布识别乘坐者的体型特征；

压力算法B为不同体型特征对应的舒适静态压力分布，通过压力算法A输入不同的体型参数，获得对应的舒适静态压力分布。

3.根据权利要求2所述的座椅尺寸的主动调节方法，其特征在于，所述压力分析模块判断坐姿模式为第二调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-2：通过所述压力分析模块的压力算法E，启动时间序列上的下一个压力分布目标，预测乘坐者的舒适压力分布；

步骤S2、S3和S4，座椅支撑性能尺寸调整至舒适座椅尺寸，第二调节模式结束；

所述压力算法E是在30分钟为节点的时间序列上，预设的不同体型乘坐者的舒适人椅压力数值。

4.根据权利要求2所述的座椅尺寸的主动调节方法，其特征在于，所述压力分析模块判断坐姿模式为第三调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-3：通过所述压力分析模块的压力算法F，得到不舒适人体部位的舒适压力分布目标；

步骤S2、S3、S4；

步骤S5:在局部压力被调整后2分钟内，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断当前坐姿是否存在不适，为是时，通过所述压力分析模块的压力算法G，再次预测座椅局部调节的目标压力分布，返回步骤S2；为否时，座椅调整至舒适座椅尺寸，第三调节模式结束；

其中所述压力算法F筛选压力变化幅度最大的人体部位，得到不舒适人体部位的目标压力分布，其选自压力算法F1或压力算法F2；

所述压力算法F1进行压力数值变化幅度识别，当压力数值变化幅度在20％-40％之间，如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比的后50％，则判定该身体部位趋向于低压力数值，即当前压力区间百分比-25％；如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值低位，即舒适压力区间百分比的前50％，则判定该身体部位趋向于高压力数值，即当前压力区间百分比+25％；

所述压力算法F2进行压力数值变化幅度识别，当压力数值变化幅度在大于40％，如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比的后50％，则判定该身体部位趋向于低压力数值，即当前压力区间百分比-50％；如果过去30分钟该部位压力值处于乘坐者对应部位舒适压力分布区间的数值低位，即舒适压力数值区间百分比的前50％，则判定该身体部位趋向于高压力数值，即当前压力数值区间百分比+50％；

所述压力算法G：如果当前体压分布处于舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比后25％，则规划每2分钟该身体部位压力数值依次降低百分比的25％，直至无法再次降低25％时，压力数值增加至舒适压力区间百分比的100％，并依次降低百分比的25％，直至百分比的1％。

5.根据权利要求2所述的座椅尺寸的主动调节方法，其特征在于，所述压力分析模块判断坐姿模式为所述第四调节模式时的主动调节方法为依次执行以下步骤：

步骤S1-4：分析压力变化幅度最大的部位，通过所述压力分析模块的压力算法F，得到压力变化幅度最大部位的目标压力分布，舒适压力分布目标为压力变化幅度最大部位的目标压力分布；

步骤S2；

步骤S2-1：根据压力变化幅度最大部位的舒适座椅尺寸，通过所述压力分析模块的压力算法I，得到其他部位的座椅尺寸；

步骤S3、S4；

S6:在座椅支撑性能尺寸被调整后2分钟内，通过所述压力分析模块的压力算法D，判断当前坐姿是否存在不适，若为是，执行S7；若为否，则座椅支撑尺寸调整至最终的舒适座椅尺寸，第四调节模式结束；

S7:通过所述压力分析模块的压力算法G，确定压力变化幅度最大的座椅部位再次调节的目标压力分布，依次执行步骤S2、S3、S4，并返回S6。

所述压力算法I包括多个所述座椅的支撑性能尺寸的关联函数，根据压力变化幅度最大部位的舒适座椅尺寸，通过所述关联函数，得其余的座椅支撑性能尺寸；

所述压力算法G：如果当前体压分布处于舒适压力分布区间的数值高位，即舒适压力数值区间百分比后25％，则规划每2分钟该身体部位压力数值依次降低百分比的25％，直至无法再次降低25％时，压力数值增加至舒适压力区间百分比的100％，并依次降低百分比的25％，直至百分比的1％。

6.根据权利要求1所述的座椅尺寸的主动调节方法，其特征在于，所述压力传感器分别左右对称设于所述座椅的颈部、肩胛背部、腰部、坐骨结节和大腿根部。

7.根据权利要求1所述的座椅尺寸的主动调节方法，其特征在于，所述调节系统为可调节多个所述座椅的支撑性能尺寸，其包括座高调节系统、座板倾角调节系统、靠背倾角调节系统、腰靠厚度调节系统、腰靠高度调节系统、颈靠厚度调节系统和颈靠高度调节系统，分别对应调整座高、座板倾角、靠背倾角、腰靠厚度、腰靠高度、颈靠厚度和颈靠高度。

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