[发明专利]一种阵列式气囊床垫的下床意图识别方法及系统

权利要求书

1.一种阵列式气囊床垫的下床意图识别方法，其特征在于，该方法包括以下内容：

(1)确定各个动作的识别区域：整个下床过程分为平躺、起身、转身和离床四个动作，通过实验确定各个动作在床垫中对应的识别区域，令受试者在床垫上完成各个动作，获取动作前、后床垫的内压分布，内压明显变化的区域即为对应动作的识别区域；

(2)确定各个动作的识别气囊：通过实验对比动作前、后各个识别区域内每个气囊在饱气状态下的内压，将内压变化明显的气囊作为相应动作的识别气囊，得到背部平躺识别气囊、臀部平躺识别气囊、背部起身识别气囊、臀部起身识别气囊、左转身腿部识别气囊、左转身臀部识别气囊、右转身腿部识别气囊、右转身臀部识别气囊、左离床识别气囊和右离床识别气囊；

(3)确定各个识别气囊的识别阈值：采集动作前、后相应动作的识别气囊在饱气状态下的内压，将内压明显变化的临界值作为对应识别气囊的识别阈值；

(4)动作判定：在床垫正常使用过程中，若某段时间内所有平躺识别气囊的内压均大于各自的识别阈值时，则是平躺动作；若某段时间内臀部起身识别气囊的内压均大于各自的识别阈值，背部起身识别气囊的内压均小于各自的识别阈值时，则是起身动作；若某段时间内所有左转身臀部识别气囊的内压均大于各自的识别阈值，左转身腿部识别区域内至少有四个气囊的内压均大于左转身腿部识别阈值时，则是左转身动作；若某段时间内所有右转身臀部识别气囊的内压均大于各自的识别阈值，右转身腿部识别区域内至少有四个气囊的内压均大于右转身腿部识别阈值时，则是右转身动作；若某段时间内所有左离床识别气囊的内压均小于各自的识别阈值，则是左离床动作；若某段时间内所有右离床识别气囊的内压均小于各自的识别阈值，则是右离床动作；

(5)下床意图和行为识别：根据动作发生顺序判断用户的下床意图和下床行为，对用户下床过程进行跟踪与监护；若动作发生顺序为平躺、起身、转身、离床，则判断用户已经完成下床；若动作发生顺序为平躺、起身或平躺、起身、转身，则判断用户具有下床意图；当动作发生顺序为平躺、起身、转身，则判断用户具有强烈下床意图。

2.根据权利要求1所述的阵列式气囊床垫的下床意图识别方法，其特征在于，所述识别区域包括平躺识别区域、起身识别区域、左转身识别区域、右转身识别区域、左离床识别区域和右离床识别区域；平躺识别区域分为背部平躺识别区域和臀部平躺识别区域，床垫的中上部为背部平躺识别区域，中部为臀部平躺识别区域；起身识别区域分为背部起身识别区域和臀部起身识别区域，背部起身识别区域与背部平躺识别区域相同，臀部起身识别区域位于臀部平躺识别区域下方且紧邻臀部平躺识别区域；左转身识别区域分为左转身腿部识别区域和左转身臀部识别区域，右转身识别区域分为右转身腿部识别区域和右转身臀部识别区域，床垫的左侧中上部为左转身腿部识别区域，左侧靠近中部的区域左转身臀部识别区域，右侧中上部为右转身腿部识别区域，右侧靠近中部的区域为右转身臀部识别区域；床垫左侧靠近中部的区域和右侧靠近中部的区域分别为左离床识别区域和右离床识别区域。

3.根据权利要求1所述的阵列式气囊床垫的下床意图识别方法，其特征在于，通过实验获取平躺识别气囊的识别阈值，首先，在受试者平躺在床垫之前，采集饱气状态下各个平躺识别气囊初始状态的内压；然后，令受试者平躺在床垫上，头部放置在枕头上，身体处于自然放松状态，再次采集饱气状态下各个平躺识别气囊的内压，将受试者平躺前、后各个平躺识别气囊内压明显变化的临界值作为相应平躺识别气囊的平躺识别阈值。

4.根据权利要求1～3任一所述的阵列式气囊床垫的下床意图识别方法，其特征在于，该方法通过阵列式气囊床垫的下床意图识别系统实现，所述系统包括气压采集模块、上位机控制模块以及阵列式气囊床垫，阵列式气囊床垫包括海绵外壳、气囊、电磁阀、抽气泵、储气罐、充气泵、充气管路、放气管路、传感器管路和压力传感器；

多个气囊沿床垫长度和宽度方向呈阵列排布在海绵外壳内，所有气囊的进气端通过充气管路与储气罐连接，储气罐同时连接充气泵，每个气囊的进气端均连接一个电磁阀；所有气囊的出气端通过放气管路与抽气泵的输入端连接，抽气泵的输出端连接外部大气，每个气囊的出气端均连接一个电磁阀；每个气囊分别通过各自的传感器管路连接一个压力传感器，压力传感器与气压采集模块连接，气压采集模块与上位机控制模块连接。

5.根据权利要求4所述的阵列式气囊床垫的下床意图识别方法，其特征在于，所述气囊包括矩形气囊和楔形气囊，矩形气囊分布在床垫两侧的区域，楔形气囊分布在床垫的中间区域；矩形气囊的长度为200mm，宽度为120mm，饱气状态下的最大高度为110mm；楔形气囊的一端呈矩阵，另一端呈三角形，楔形气囊的长度为380mm，宽度为120mm，饱气状态下的最大高度为110mm。