[发明专利]一种坐姿下心理状态检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种心理检测装置，尤其是一种坐姿下心理状态检测装置及其方法。

背景技术

交互过程按照对象和方式的不同，可以被分为人与人的显/隐式交互、人与物的显/隐式交互以及物与物的显/隐式交互三种。

根据我国物联网的发展目标，针对人机隐式交互，开发能够获取用户心理情感状态的实验设备，研究相关的分析理论与判别技术，提高交互质量和友好性，是当前亟需解决的问题，且具有重大研究价值与应用意义。

发明内容

本发明提供了一种使用范围广、成本低的坐姿下心理状态检测装置及其方法。

实现本发明目的的一种坐姿下心理状态检测装置及其方法，其装置包括：由40对压力传感器组成的压力传感器阵，所述压力传感器阵依次连接数字控制模拟电子开关模块、运放电路、模数转换电路、单片机、无线模块和上位机；所述单片机、压力传感器阵、数字控制模拟电子开关模块、运放电路、模数转换电路和无线模块分别连接电源电路。

所述电源电路提供稳定的5V电压。

所述压力传感器为半桥式电阻应变片压力称重传感器。

所述运放电路包括偏置电路、输入级电路、中间级电路和输出级电路。

其方法包括如下步骤：

(1)进行初始化；(2)依次进行压力信号采集、温度信号采集和位姿信号采集；(3)对步骤(2)采集的信号进行补偿和计算；(4)将计算结果通过无线发送出去；(5)进入待机，并进行侦听，发现有指令重复步骤(1)～(5)。

所述步骤(2)使用多个半桥式电阻应变片压力称重传感器采集压力信号和位姿信号。

本发明所述的一种坐姿下心理状态检测装置及其方法的有益效果如下：

1、本发明的坐姿下心理状态检测装置及其方法，可以被用于汽车、服务机器人、家用机器人、会议室、办公室等多种环境，例如：判断汽车的行驶状态(急转、缓转)，以及驾驶员的心理情感状态，实现必要的提醒和驾驶辅助功能，应用范围较广。

2、低复杂度，作品的上、下位机系统在设计时充分考虑了人机交互使用过程较为方便。由于采用了无线连接方式，降低了连通复杂度。

3、可扩展性，作品在设计过程中考虑到后续的扩展问题，椅垫分隔和压力传感器的片选器件CD4051为增加到64个压力传感器组做了准备。

4、高效性，情感椅垫所进行的用户坐姿压力分布采集、数据的传输以及情感心理状态的判别实时性较好。

5、鲁棒性，作品的软硬件在不同环境下经过测试，都能有效的运行，系统鲁棒性较好。

6、低成本性，本作品使用了半桥式电阻应变片压力称重传感器，从而大大降低了本作品的成本。

附图说明

图1为本发明所述的一种坐姿下心理状态检测装置及其方法的结构示意图。

图2为本发明所述的一种坐姿下心理状态检测装置及其方法的工作步骤示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的坐姿下心理状态检测装置及其方法，其装置包括：由40对压力传感器组成的压力传感器阵1，所述压力传感器阵1依次连接数字控制模拟电子开关模块2、运放电路3、模数转换电路4、单片机5、无线模块6和上位机8；所述单片机5、压力传感器阵1、数字控制模拟电子开关模块2、运放电路3、模数转换电路4和无线模块6分别连接电源电路7。

所述电源电路7提供稳定的5V电压。所述压力传感器为半桥式电阻应变片压力称重传感器。所述运放电路3包括偏置电路、输入级电路、中间级电路和输出级电路。

数字控制模拟电子开关模块可由10片CD4051分两级组成。

模数转换电路可选取8位输出的AD0804。

运放电路可选取LM324(四运放)，由4个部分组成，偏置电路，输入级电路，中间级电路，输出级电路，其中输入级电路一般是采用差动放大电路(抑制电源)，中间级电路一般采用有源负载的共射负载电路(提高放大倍数)，输出级电路一般采用互补对称输出级电路(提高电路驱动负载的能力)。

单片机可选取STC90C52AD。

如图2所示，其方法包括如下步骤：

(1)进行初始化；(2)依次进行压力信号采集、温度信号采集和位姿信号采集；(3)对步骤(2)采集的信号进行补偿和计算；(4)将计算结果通过无线发送出去；(5)进入待机，并进行侦听，发现有指令重复步骤(1)～(5)。

所述步骤(2)使用多个半桥式电阻应变片压力称重传感器采集压力信号和位姿信号。