CN115998116A - 一种智能压感调节卧具的智能调节方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法及设备，属于智能控制技术领域，用于解决现有的床垫智能调节方法，调节模式固定，无法适应每个用户的身体情况，易对用户产生不合适的支撑方式及力度的技术问题。方法包括：确定当前使用者的姿势；对压力矩阵进行区域划分，计算每个分区的压力平衡值；控制智能气泵对每个分区内的折叠气囊进行充气或抽气处理，获取每个折叠气囊的第一形变值；根据当前时刻与上一时刻的压力矩阵变化特征，获取当前使用者下一时刻的预测姿势；根据第一形变值以及预测姿势，确定各个身体部位预测位置处各个折叠气囊的第二形变值；根据第二形变值，对各个身体部位预测位置处的折叠气囊进行充气或抽气处理。

Description

一种智能压感调节卧具的智能调节方法及设备

技术领域

本申请涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种智能压感调节卧具的智能调节方法及设备。

背景技术

人的一生大约有三分之一的时间在睡眠中度过，睡眠质量的好坏会直接影响人们的精神状态和身体健康。而在睡眠过程中，睡眠质量的好坏与睡眠姿势存在直接的联系。睡眠或卧床是全身特别是脊柱放松的有效方式，因为身体与床充分接触，减少了身体直立时对抗重力的负担。但若睡眠姿势不当或卧姿不当，会加重紧缩脊椎和肌肉，或者使局部韧带拉伸过度，导致落枕、腰背疼痛等疾病，同时也会影响睡眠过程中的身体舒适感。

基于上述问题，目前出现了一些可以智能调节高度的床或床垫，通过调节床或床垫不同部位的高度，对使用者的身体各部位产生不同的支撑力，从而让使用者在睡眠时保持正常的生理曲线。但现有的智能调节方法多是提供几种固定的调节模式和支撑力度，用户受限于提供的模式，不仅需要手动进行设置，选择也较少。这些方法未考虑每个用户之间的差异化和不同的个性化需求，并不一定适用于每个用户，而不合适的支撑方式和支撑力度，反而会对用户的身体产生更大的危害。

发明内容

本申请实施例提供了一种智能压感调节卧具的智能调节方法及设备，用于解决如下技术问题：现有的床垫智能调节方法，调节模式固定，无法适应每个用户，易对用户产生不合适的支撑方式及力度。

本申请实施例采用下述技术方案：

一方面，本申请实施例提供了一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，所述智能压感调节卧具至少包括：智能气泵、呈阵列状垂直安装在卧具基座上的若干折叠气囊以及安装于每个折叠气囊表面的若干纤维传感器；所述方法包括：实时接收每个纤维传感器传回的压力数据，并将所述压力数据转换为压力矩阵；对所述压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势；根据所述当前使用者的姿势，对所述压力矩阵进行区域划分，并计算得到的每个分区的压力平衡值；控制所述智能气泵，对每个分区内的折叠气囊分别进行充气或抽气处理，在每个折叠气囊对应的压力值与所述压力平衡值的误差进入误差允许范围之后，获取每个折叠气囊的第一形变值；根据当前时刻与上一时刻的压力矩阵变化特征，获取所述当前使用者在下一时刻的预测姿势以及各个身体部位的预测位置；根据所述第一形变值以及所述预测姿势，确定所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊的第二形变值；根据所述第二形变值，对所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊提前进行相应的充气或抽气处理，以实现对所述当前使用者的同步支撑。

本申请实施例通过实时接收阵列排布在智能压感调节卧具上的纤维传感器传回的数据，并通过矩阵分析技术，对用户的不同部位进行不同力度的支撑，使用户各个部位受到的支撑力更加均衡，这样形成的支撑弧度更加贴合用户本身的身体曲线，本申请还根据当前的压力矩阵来预测下一秒的用户姿势和位置，从而在用户变换姿势的同时，即可同步将对应位置的折叠气囊调节为适合的弧度，对用户的姿势变化产生同步支撑效果。

在一种可行的实施方式中，在实时接收每个纤维传感器传回的压力数据，并将所述压力数据转换为压力矩阵之后，所述方法还包括：针对所有折叠气囊承受的不同的重量范围，设定不同的调节档位；不同的调节档位对应所述折叠气囊的不同伸缩区间；将所述压力矩阵中，数值大于最小压力阈值的元素值相加，得到所有折叠气囊当前承受的总重量；其中，所述最小压力阈值用于设定人体对所述智能压感调节卧具能够产生的最小压力；在所述总重量小于预设体重阈值的情况下，不对所述折叠气囊进行调节；在所述总重量大于等于所述预设体重阈值的情况下，根据所述总重量所属的重量范围，确定对应的调节档位。

在一种可行的实施方式中，对所述压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势，具体包括：在所述压力矩阵中，将数值大于最小压力阈值的元素区域确定为受压区域，并统计所述受压区域中的元素数量，作为卧具的当前受压面积；将所述当前受压面积与不同姿势类型的预设受压面积区间进行比对，初步确定所述当前使用者的姿势类型；其中，所述姿势类型包括坐姿、平卧、侧卧；所述平卧具体包括仰卧以及俯卧，所述侧卧具体包括左侧卧以及右侧卧；在所述姿势类型为侧卧的情况下，获取所述受压区域中的若干个元素值峰值，并将所述若干个元素值峰值拟合为一条直线，确定为受力轴线；分析所述受压区域中位于所述受力轴线两侧的元素数量，将元素数量较大的一侧确定为所述当前使用者的面向侧；在所述姿势类型为平卧的情况下，计算所述受压区域中的元素值平均值，并将小于所述元素值平均值的元素形成的区域确定为低受力区；若所述受压区域的纵向中段区域中存在至少一个所述低受力区，则确定所述当前使用者为仰卧姿势，否则确定所述当前使用者为俯卧姿势。

在一种可行的实施方式中，根据所述当前使用者的姿势，对所述压力矩阵进行区域划分，并计算得到的每个分区的压力平衡值，具体包括：根据所述当前使用者的姿势，判断所述当前使用者的身长；根据所述当前使用者的身长以及压力数据分布情况，确定所述当前使用者各个身体部位的位置；根据所述各个身体部位的位置，将所述受压区域至少划分为躯干分区、左上肢分区、右上肢分区、左下肢分区以及右下肢分区；分别获取每个分区中元素值的最小值以及最大值，并求平均值，得到所述每个分区对应的压力平衡值。

在一种可行的实施方式中，控制所述智能气泵，对每个分区内的折叠气囊分别进行充气或抽气处理，在每个折叠气囊对应的压力值与所述压力平衡值的误差进入误差允许范围之后，获取每个折叠气囊的第一形变值，具体包括：在受压区域中，对大于所述压力平衡值的元素对应的折叠气囊进行缓慢抽气，对小于所述压力平衡值的元素对应的折叠气囊进行缓慢充气；实时监测充气或抽气过程中，受压区域中每个折叠气囊承受的压力值，并记录每个折叠气囊的实时形变值；其中，所述实时形变值为折叠气囊的实时伸缩值与初始伸缩值之差；在所述折叠气囊承受的压力值与对应的压力平衡值的误差进入所述误差允许范围，或者所述实时形变值达到当前调节档位对应的伸缩区间边界值时，停止充气或抽气处理；将此时受压区域中每个折叠气囊的实时形变值，确定为所述每个折叠气囊的第一形变值。

在一种可行的实施方式中，根据当前时刻与上一时刻的压力矩阵变化特征，预测所述当前使用者在下一时刻的预测姿势以及各个身体部位的预测位置，具体包括：将当前时刻的压力矩阵与上一时刻的压力矩阵相减，得到当前压力变化矩阵，并在所述当前压力变化矩阵中继承所述压力矩阵的分区位置；分别统计每个分区中的负值与正值的比例；根据每个分区的所述比例，确定所述当前使用者的运动方向；将所述当前压力变化矩阵输入预训练的姿势预测模型中，得到所述当前使用者在下一时刻的预测姿势；根据所述运动方向以及所述预测姿势，确定所述当前使用者各个身体部位的预测位置。

在一种可行的实施方式中，根据所述第一形变值以及所述预测姿势，确定所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊的第二形变值，具体包括：根据所述预测姿势，确定预测受压区域；根据所述各个身体部位的预测位置，对所述预测受压区域重新进行区域划分，得到各个预测分区；将所述各个预测分区中的折叠气囊，与当前时刻各个分区中的折叠气囊一一对应；将所述当前时刻各个分区中折叠气囊的第一形变值，赋给对应的预测分区中的折叠气囊，得到所述预测受压区域中各个折叠气囊的第二形变值；并将所述预测受压区域之外的各个折叠气囊的第二形变值设为0。

在一种可行的实施方式中，根据所述第二形变值，对所述各个身体部位预测位置处各个折叠气囊提前进行相应的充气或抽气处理，具体包括：在下一时刻开始时，控制所述智能气泵，对每个折叠气囊进行充气或抽气处理，并记录每个折叠气囊的实时形变值，直至所述实时形变值与所述第二形变值的误差进入误差允许范围，或者所述实时形变值达到当前调节档位对应的伸缩区间边界值时，停止充气或抽气处理；在检测到所述当前使用者姿势变化结束后，根据实时的压力矩阵，控制所述智能气泵，对每个分区内的折叠气囊进行微调，以使每个折叠气囊对应的压力值与每个实际分区的压力平衡值的误差在所述误差允许范围之内。

在一种可行的实施方式中，所述智能压感调节卧具还包括第一条状气囊区以及第二条状气囊区，所述第一条状气囊区位于所述卧具基座的床头端，所述第二条状气囊区位于所述卧具基座的床尾端；在对所述压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势之后，所述方法还包括：在所述当前使用者的姿势类型为坐姿的情况下，不对所述折叠气囊进行调节；若所述第一条状气囊区表面的纤维传感器检测到的压力值超过最小压力阈值，根据预设充气量，控制所述智能气泵向所述第一条状气囊区中的若干条状气囊充入不同程度的气体，以使所述智能压感调节卧具的床头端凸起并呈现预设弧度；其中，若干条状气囊横向紧密排列在所述第一条状气囊区；所述横向是指与卧具的宽平行的方向。

另一方面，本申请实施例还提供了一种应用于智能压感调节卧具的智能调节设备，所述设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行根据上述任一实施方式所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法。

本申请实施例提供的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法及设备，依托于特殊结构的智能压感调节卧具，提出了通过压力矩阵分析用户姿势的方法，并对身体各部位分区调节，每个分区基于压力平衡值进行折叠气囊的调节，实现了用户身体各部分的均衡受力和均衡支撑。本申请并未设定固定的调节模式，而是根据用户对床垫产生的实时压力，进行实时的支撑反馈，无论换谁躺在床垫上，都可以产生合适的弧度，几乎可以适应每个用户，并且由于支撑力度是根据用户压力确定的，因此不会对用户产生不合适的支撑方式及力度。本申请还提出了用户下一姿势的预测方法以及同步气囊支撑方法，根据第一阶段调节各分区折叠气囊时记录的第一形变值，提前确定用户下一个姿势所需的第二形变值，从而在用户变换姿势的同时控制折叠气囊产生相应运动位置的弧度，如果用户翻身或变换位置结束后才调节卧具，突然的压力可能会导致用户惊醒或不舒适等情况，本申请解决了此问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种智能压感调节卧具结构俯视图；

图2为本申请实施例提供的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法流程图；

图3为本申请实施例提供的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种智能压感调节卧具结构俯视图，如图1所示，本申请中的智能压感调节卧具可以理解为一种智能床垫，在床垫的中部有呈阵列状垂直安装的若干个折叠气囊，每个折叠气囊表面安装一个纤维传感器(图中未示出)，用于将每个折叠气垫承受的压力值发送到处理器。床垫的两端部分还安装有第一条状气囊区以及第二条状气囊区，第一条状气囊区位于床垫的床头端(即图1中的右端)，第二条状气囊区位于床垫的床尾端(即图1中的左端)。所有气囊均安装于卧具基座上。所有折叠气囊以及所有条状气囊均与一个智能气泵相连，智能气泵与处理器相连，用于根据处理器的指令，向连接的气囊中充气或抽气。智能气泵与处理器均安装于床垫的床尾端。图中标注的数值的单位是毫米。

基于上述智能压感调节卧具的特殊结构，本申请实施例提供了一种智能调节方法，以更好地控制气囊的起伏调节，使用户使用该卧具时获得更好的用户体验。

如图1所示，应用于智能压感调节卧具的智能调节方法具体包括步骤S201-S206：

S201、处理器实时接收每个纤维传感器传回的压力数据，并将压力数据转换为压力矩阵，对压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势。

具体地，安装在每个折叠气囊表面的纤维传感器实时监测压力值并传送到处理器中，处理器将同一时刻接收到的压力数据以矩阵的形式存储，具体方式为：规定智能压感调节卧具的床头方向以及床尾方向，并以床头朝上获取卧具俯视图，在卧具俯视图中标记每个折叠气囊的行号i和列号j，然后将折叠气囊(i,j)对应的纤维传感器传回的压力值A_ij，显示在压力矩阵的第i行第j列，最终得到完整的压力矩阵。

进一步地，处理器会针对所有折叠气囊承受的不同的重量范围，设定不同的调节档位，不同的调节档位对应折叠气囊的不同伸缩区间。首先，将得到的压力矩阵中，数值大于最小压力阈值的元素值相加，得到所有折叠气囊当前承受的总重量，其中，最小压力阈值用于设定人体对智能压感调节卧具能够产生的最小压力。在总重量小于预设体重阈值的情况下，不对折叠气囊进行调节。在总重量大于等于预设体重阈值的情况下，根据总重量所属的重量范围，确定对应的调节档位。

作为一种可行的实施方式，在实际生活中，卧具上可能会承受一些除了人体之外的压力，比如枕头、被子、手机等，但这些压力都比较小，因此本申请通过分析各重量的人体(包括婴儿)坐在或躺在卧具上能够产生的最小压力，设置了一个最小压力阈值，将小于等于这个最小压力阈值的压力值确定为其他压力，将大于这个最小压力阈值的压力值认定为人体产生的压力。进一步，通过计算所有折叠气囊承受的总重量，可以得知当前使用者的大概体重，预设体重阈值用于区分未成年人和成年人，对于体重小于预设体重阈值的使用者，本申请提供的卧具不进行调节，以免对未成年人的身体发育造成影响。对于体重大于预设体重阈值的使用者，本申请将重量划分为多个区间，每个区间对应不同的调节档位，每个调节档位对应不同的折叠气囊伸缩区间。一般情况下，越大的重量区间，对应的折叠气囊伸缩区间越小，从而可以为肥胖使用者产生更强的支撑力，保护其脊柱健康。

进一步地，对压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势，具体包括：在压力矩阵中，将数值大于最小压力阈值的元素区域确定为受压区域，并统计受压区域中的元素数量，作为卧具的当前受压面积。将当前受压面积与不同姿势类型的预设受压面积区间进行比对，初步确定当前使用者的姿势类型；其中，姿势类型包括坐姿、平卧、侧卧；平卧具体包括仰卧以及俯卧，侧卧具体包括左侧卧以及右侧卧。

在一个实施例中，根据不同姿势的受压面积不同，一般的受压面积大小关系为：平卧>侧卧>坐姿，因此本申请中为不同的姿势类型设置了不同的的受压面积区间，实际受压面积在哪个区间内，即可初步判定为对应的姿势类型，确定了姿势类型之后，再进一步判断具体的姿势。

进一步地，在姿势类型为侧卧的情况下，获取受压区域中的若干个元素值峰值，并将若干个元素值峰值拟合为一条直线，确定为受力轴线；分析受压区域中位于受力轴线两侧的元素数量，将元素数量较大的一侧确定为当前使用者的面向侧。侧卧时，主受力区在躯干，通过将元素峰值拟合为与躯干大致重合的一条直线，并分析这条直线左右的元素数量，元素数量更多的一侧即为当前使用者的面向方向。

进一步地，在姿势类型为平卧的情况下，计算受压区域中的元素值平均值，并将小于元素值平均值的元素形成的区域确定为低受力区；若受压区域的纵向中段区域中存在至少一个低受力区，则确定当前使用者为仰卧姿势，否则确定当前使用者为俯卧姿势。此处设计的原理是由于人体仰卧时，腰部有拱起的弧度，与床垫之间的压力较小，俯卧时，肚子与床垫之间的压力较大，因此通过计算全身的压力平均值，选出压力较小的区域，若受压区域的中段存在压力较小的区域，则可确定该使用者是仰卧，反之则是俯卧。

作为一种可行的实施方式，在当前使用者的姿势类型为坐姿的情况下，不对折叠气囊进行调节。若第一条状气囊区表面的纤维传感器检测到的压力值超过最小压力阈值，根据预设充气量，控制智能气泵向第一条状气囊区中的若干条状气囊充入不同程度的气体，以使智能压感调节卧具的床头端凸起并呈现预设弧度；其中，若干条状气囊横向紧密排列在第一条状气囊区；横向是指与卧具的宽平行的方向。

在一个实施例中，由于第一条状气囊区位于床头处，因此在判定了当前使用者处于坐姿的情况下，第一条状气囊区的纤维传感器若感受到了人体压力，则控制智能气泵向第一条状气囊区的条状气囊充气，并且靠近床头方向的条状气囊充气最多，向下依次递减，从而形成支撑坡度，更好地支撑当前使用者的背部。

S202、处理器根据当前使用者的姿势，对压力矩阵进行区域划分，并计算得到的每个分区的压力平衡值。

具体地，根据当前使用者的姿势，判断当前使用者的身长。根据当前使用者的身长以及压力数据分布情况，确定当前使用者各个身体部位的位置。然后根据各个身体部位的位置，将受压区域至少划分为躯干分区、左上肢分区、右上肢分区、左下肢分区以及右下肢分区。

在一个实施例中，在当前使用者的姿势类型为平卧或侧卧时，首先将受压区域竖直方向的最大跨度，确定为当前使用者的身长。然后根据受压区域的压力最大的区域，确定肩部和臀部的位置，进而根据人体的分布比例，确定颈部、腰部、四肢等其他部位的位置，从而将受压区域划分为多个分区。

人体不同部位的重量不同，比如躯干部分和四肢的重量就有着较大的差距，若将人体看作一个整体进行调节，会忽略身体不同部位的重量差异性，因此本申请中将各个部位进行分区调节，使身体各个部位得到合适的支撑力。

进一步地，分别获取每个分区中元素值的最小值以及最大值，并求平均值，得到每个分区对应的压力平衡值。

人体躺在不可调节的床垫上时，由于生理弧度，导致各个部位对床垫造成的压力不均衡，比如躯干部分，臀部对床垫造成的压力较大，而腰部对床垫造成的压力较小，受力不均衡从而导致腰部无法得到有效的支撑，同时臀部处于挤压状态也会造成不适。因此本申请通过计算不同分区的压力最大值与最小值的平均值，得到该分区内的压力均衡值，进而根据当前的实际压力值，调节对应位置的折叠气垫的伸缩值，使相同分区内的身体与床垫之间的压力更加均衡。

S203、处理器控制智能气泵，对每个分区内的折叠气囊分别进行充气或抽气处理，在每个折叠气囊对应的压力值与所述压力平衡值的误差进入误差允许范围之后，获取每个折叠气囊的第一形变值。

具体地，在受压区域中，对大于压力平衡值的元素对应的折叠气囊进行缓慢抽气，对小于压力平衡值的元素对应的折叠气囊进行缓慢充气。实时监测充气或抽气过程中，受压区域中每个折叠气囊承受的压力值，并记录每个折叠气囊的实时形变值。其中，实时形变值为折叠气囊的实时伸缩值与初始伸缩值之差。

进一步地，在折叠气囊承受的压力值与对应的压力平衡值的误差进入误差允许范围，或者实时形变值达到当前调节档位对应的伸缩区间边界值时，停止

充气或抽气处理。将此时受压区域中每个折叠气囊的实时形变值，确定为每个5折叠气囊的第一形变值。

在一个实施例中，若躯干分区中，当前的压力最大值位于臀部，值为35，最小值位于腰部，值为5，那么压力均衡值为平均值20。此时，处理器控制智能气泵对躯干分区中压力值大于20的折叠气囊进行缓慢抽气，对压力值小于20的折叠气囊进行缓慢充气，并实时监控这些折叠气囊的压力值。本申请设置0了一个误差允许范围，比如允许存在0.5的误差范围，那么在折叠气囊的实时压力值到达[19.5，20.5]区间时即可停止充气或抽气。若某个折叠气囊调节过程中，已经达到了当前调节档位的气囊伸缩值的临界值，则停止继续调节。调节结束后，臀部位置的折叠气囊会下陷，而腰部的折叠气囊会拱起，对腰部形成

支撑力，并且臀部和腰部承受的支撑力较为均衡，能够更好的贴合当前使用者5的身体曲线。记录此时的各个气囊的第一形变值。

S204、处理器根据当前时刻与上一时刻的压力矩阵变化特征，获取当前使用者在下一时刻的预测姿势以及各个身体部位的预测位置。

具体地，将当前时刻的压力矩阵与上一时刻的压力矩阵相减，得到当前压

力变化矩阵，并在当前压力变化矩阵中继承压力矩阵的分区位置。分别统计每0个分区中的负值与正值的比例；根据每个分区的比例，确定当前使用者的运动

方向；将当前压力变化矩阵输入预训练的姿势预测模型中，得到当前使用者在下一时刻的预测姿势；根据运动方向以及预测姿势，确定当前使用者各个身体部位的预测位置。

在一个实施例中，通过相邻时刻的压力矩阵相减后得到的压力变化矩阵，5能够得知每个分区内的压力变化，若负值数量远远大于正值数量，那么说明当

前使用者对当前分区的总压力变小，若正值数量远远大于负值数量，那么说明当前使用者对当前分区的总压力变大。因此，结合左右分区中的负值与正值数量比例，可以判断出当前使用者的运动方向是向左运动还是向右运动。在准备阶段，本申请还通过大量的压力变化矩阵与对应的下一个姿势，预训练了一个运动姿势预测模型，将压力变化矩阵输入该模型中，即可输出下一个预测姿势，再结合运动方向，即可判断用户下一时刻的各部位身体位置。

S205、处理器根据第一形变值以及预测姿势，确定各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊的第二形变值。

具体地，根据预测姿势，确定预测受压区域。根据各个身体部位的预测位置，对预测受压区域重新进行区域划分，得到各个预测分区。将各个预测分区中的折叠气囊，与当前时刻各个分区中的折叠气囊一一对应。将当前时刻各个分区中折叠气囊的第一形变值，赋给对应的预测分区中的折叠气囊，得到预测受压区域中各个折叠气囊的第二形变值；并将预测受压区域之外的各个折叠气囊的第二形变值设为0。

在一个实施例中，在得到预测姿势之后，即可根据S202中提到的确定身体部位的方法，确定预测受压区域，并根据身体部位位置划分新的预测躯干分区和预测四肢分区。并将新的分区与之前划分的分区一一对应，将之前划分的分区中的折叠气囊第一形变值设为各个预测分区中折叠气囊的第二形变值。在两个对应的分区包含的折叠气囊数量不一致的情况下，可从左向右进行逐列对应，无需每个折叠气囊都一一对应，后续还会有微调操作，保证用户翻身或变换位置结束后，不会产生不适的现象。

S206、处理器根据第二形变值，对各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊提前进行相应的充气或抽气处理，以实现对当前使用者的同步支撑。

具体地，在下一时刻开始时，控制智能气泵，对每个折叠气囊进行充气或抽气处理，并记录每个折叠气囊的实时形变值，直至实时形变值与第二形变值的误差进入误差允许范围，或者实时形变值达到当前调节档位对应的伸缩区间边界值时，停止充气或抽气处理。

进一步地，在检测到当前使用者姿势变化结束后，根据实时的压力矩阵，控制智能气泵，对每个分区内的折叠气囊进行微调，以使每个折叠气囊对应的压力值与每个实际分区的压力平衡值的误差在误差允许范围之内。

在一个实施例中，在确定了第二形变值之后，下一时刻，对预测受压区域中的折叠气囊进行充气或抽气处理，以使使用者在翻身的同时，预测受压区域的折叠气囊进行同步变形，从而对使用者的身体产生同步支撑。在使用者变换姿势结束后，此时的卧具弧度并不一定完全契合使用者的身体曲线，此时，根据各新分区的压力平衡值，对各新分区的折叠气囊进行小范围的微调，即可达到契合使用者身体的效果。

作为一种可行的实施方式，本申请还可以记录同一个使用者不同姿势下的各分区第一形变值，在监测到记录过的使用者躺在床垫上时，可将各折叠气囊自动调节为第一形变值，避免重复检测。

本申请实施例提供的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法及设备，依托于特殊结构的智能压感调节卧具，提出了通过压力矩阵分析用户姿势的方法，并对身体各部位分区调节，每个分区基于压力平衡值进行折叠气囊的调节，实现了用户身体各部分的均衡受力和均衡支撑。本申请还提出了用户下一姿势的预测方法以及同步气囊支撑方法，根据第一阶段调节各分区折叠气囊时记录的第一形变值，提前确定用户下一个姿势所需的第二形变值，从而在用户变换姿势的同时控制折叠气囊产生相应运动位置的弧度，如果用户翻身或变换位置结束后才调节卧具，突然的压力可能会导致用户惊醒或不舒适等情况，本申请解决了此问题。

另外，本申请实施例还提供了一种应用于智能压感调节卧具的智能调节设备，如图3所示，应用于智能压感调节卧具的智能调节设备300具体包括：

至少一个处理器310；以及，与至少一个处理器310通信连接的存储器320；其中，存储器320存储有能够被至少一个处理器310执行的指令，以使至少一个处理器310能够执行：

实时接收每个纤维传感器传回的压力数据，并将所述压力数据转换为压力矩阵；对所述压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势；

根据所述当前使用者的姿势，对所述压力矩阵进行区域划分，并计算得到的每个分区的压力平衡值；

控制所述智能气泵，对每个分区内的折叠气囊分别进行充气或抽气处理，在每个折叠气囊对应的压力值与所述压力平衡值的误差进入误差允许范围之后，获取每个折叠气囊的第一形变值；

根据当前时刻与上一时刻的压力矩阵变化特征，获取所述当前使用者在下一时刻的预测姿势以及各个身体部位的预测位置；

根据所述第一形变值以及所述预测姿势，确定所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊的第二形变值；

根据所述第二形变值，对所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊提前进行相应的充气或抽气处理，以实现对所述当前使用者的同步支撑。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请的实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，所述智能压感调节卧具至少包括：智能气泵、呈阵列状垂直安装在卧具基座上的若干折叠气囊以及安装于每个折叠气囊表面的若干纤维传感器；所述方法包括：

实时接收每个纤维传感器传回的压力数据，并将所述压力数据转换为压力矩阵；对所述压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势；

根据所述当前使用者的姿势，对所述压力矩阵进行区域划分，并计算得到的每个分区的压力平衡值；

控制所述智能气泵，对每个分区内的折叠气囊分别进行充气或抽气处理，在每个折叠气囊对应的压力值与所述压力平衡值的误差进入误差允许范围之后，获取每个折叠气囊的第一形变值；

根据当前时刻与上一时刻的压力矩阵变化特征，获取所述当前使用者在下一时刻的预测姿势以及各个身体部位的预测位置；

根据所述第一形变值以及所述预测姿势，确定所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊的第二形变值；

根据所述第二形变值，对所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊提前进行相应的充气或抽气处理，以实现对所述当前使用者的同步支撑。

2.根据权利要求1所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，在实时接收每个纤维传感器传回的压力数据，并将所述压力数据转换为压力矩阵之后，所述方法还包括：

针对所有折叠气囊承受的不同的重量范围，设定不同的调节档位；不同的调节档位对应所述折叠气囊的不同伸缩区间；

将所述压力矩阵中，数值大于最小压力阈值的元素值相加，得到所有折叠气囊当前承受的总重量；其中，所述最小压力阈值用于设定人体对所述智能压感调节卧具能够产生的最小压力；

在所述总重量小于预设体重阈值的情况下，不对所述折叠气囊进行调节；

在所述总重量大于等于所述预设体重阈值的情况下，根据所述总重量所属的重量范围，确定对应的调节档位。

3.根据权利要求1所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，对所述压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势，具体包括：

在所述压力矩阵中，将数值大于最小压力阈值的元素区域确定为受压区域，并统计所述受压区域中的元素数量，作为卧具的当前受压面积；

将所述当前受压面积与不同姿势类型的预设受压面积区间进行比对，初步确定所述当前使用者的姿势类型；其中，所述姿势类型包括坐姿、平卧、侧卧；所述平卧具体包括仰卧以及俯卧，所述侧卧具体包括左侧卧以及右侧卧；

在所述姿势类型为侧卧的情况下，获取所述受压区域中的若干个元素值峰值，并将所述若干个元素值峰值拟合为一条直线，确定为受力轴线；分析所述受压区域中位于所述受力轴线两侧的元素数量，将元素数量较大的一侧确定为所述当前使用者的面向侧；

在所述姿势类型为平卧的情况下，计算所述受压区域中的元素值平均值，并将小于所述元素值平均值的元素形成的区域确定为低受力区；若所述受压区域的纵向中段区域中存在至少一个所述低受力区，则确定所述当前使用者为仰卧姿势，否则确定所述当前使用者为俯卧姿势。

4.根据权利要求3所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，根据所述当前使用者的姿势，对所述压力矩阵进行区域划分，并计算得到的每个分区的压力平衡值，具体包括：

根据所述当前使用者的姿势，判断所述当前使用者的身长；

根据所述当前使用者的身长以及压力数据分布情况，确定所述当前使用者各个身体部位的位置；

根据所述各个身体部位的位置，将所述受压区域至少划分为躯干分区、左上肢分区、右上肢分区、左下肢分区以及右下肢分区；

分别获取每个分区中元素值的最小值以及最大值，并求平均值，得到所述每个分区对应的压力平衡值。

5.根据权利要求1所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，控制所述智能气泵，对每个分区内的折叠气囊分别进行充气或抽气处理，在每个折叠气囊对应的压力值与所述压力平衡值的误差进入误差允许范围之后，获取每个折叠气囊的第一形变值，具体包括：

在受压区域中，对大于所述压力平衡值的元素对应的折叠气囊进行缓慢抽气，对小于所述压力平衡值的元素对应的折叠气囊进行缓慢充气；

实时监测充气或抽气过程中，受压区域中每个折叠气囊承受的压力值，并记录每个折叠气囊的实时形变值；其中，所述实时形变值为折叠气囊的实时伸缩值与初始伸缩值之差；

在所述折叠气囊承受的压力值与对应的压力平衡值的误差进入所述误差允许范围，或者所述实时形变值达到当前调节档位对应的伸缩区间边界值时，停止充气或抽气处理；

将此时受压区域中每个折叠气囊的实时形变值，确定为所述每个折叠气囊的第一形变值。

6.根据权利要求1所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，根据当前时刻与上一时刻的压力矩阵变化特征，预测所述当前使用者在下一时刻的预测姿势以及各个身体部位的预测位置，具体包括：

将当前时刻的压力矩阵与上一时刻的压力矩阵相减，得到当前压力变化矩阵，并在所述当前压力变化矩阵中继承所述压力矩阵的分区位置；

分别统计每个分区中的负值与正值的比例；

根据每个分区的所述比例，确定所述当前使用者的运动方向；

将所述当前压力变化矩阵输入预训练的姿势预测模型中，得到所述当前使用者在下一时刻的预测姿势；

根据所述运动方向以及所述预测姿势，确定所述当前使用者各个身体部位的预测位置。

7.根据权利要求1所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，根据所述第一形变值以及所述预测姿势，确定所述各个身体部位的预测位置处各个折叠气囊的第二形变值，具体包括：

根据所述预测姿势，确定预测受压区域；

根据所述各个身体部位的预测位置，对所述预测受压区域重新进行区域划分，得到各个预测分区；

将所述各个预测分区中的折叠气囊，与当前时刻各个分区中的折叠气囊一一对应；

将所述当前时刻各个分区中折叠气囊的第一形变值，赋给对应的预测分区中的折叠气囊，得到所述预测受压区域中各个折叠气囊的第二形变值；并将所述预测受压区域之外的各个折叠气囊的第二形变值设为0。

8.根据权利要求7所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，根据所述第二形变值，对所述各个身体部位预测位置处各个折叠气囊提前进行相应的充气或抽气处理，具体包括：

在下一时刻开始时，控制所述智能气泵，对每个折叠气囊进行充气或抽气处理，并记录每个折叠气囊的实时形变值，直至所述实时形变值与所述第二形变值的误差进入误差允许范围，或者所述实时形变值达到当前调节档位对应的伸缩区间边界值时，停止充气或抽气处理；

在检测到所述当前使用者姿势变化结束后，根据实时的压力矩阵，控制所述智能气泵，对每个分区内的折叠气囊进行微调，以使每个折叠气囊对应的压力值与每个实际分区的压力平衡值的误差在所述误差允许范围之内。

9.根据权利要求1所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法，其特征在于，所述智能压感调节卧具还包括第一条状气囊区以及第二条状气囊区，所述第一条状气囊区位于所述卧具基座的床头端，所述第二条状气囊区位于所述卧具基座的床尾端；

在对所述压力矩阵进行分析计算，确定当前使用者的姿势之后，所述方法还包括：

在所述当前使用者的姿势类型为坐姿的情况下，不对所述折叠气囊进行调节；

若所述第一条状气囊区表面的纤维传感器检测到的压力值超过最小压力阈值，根据预设充气量，控制所述智能气泵向所述第一条状气囊区中的若干条状气囊充入不同程度的气体，以使所述智能压感调节卧具的床头端凸起并呈现预设弧度；其中，若干条状气囊横向紧密排列在所述第一条状气囊区；所述横向是指与卧具的宽平行的方向。

10.一种应用于智能压感调节卧具的智能调节设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行根据权利要求1-9任一项所述的一种应用于智能压感调节卧具的智能调节方法。

Images