[发明专利]人体‑座椅接触面温觉特性检测装置及三维成像算法

权利要求书

1.人体-座椅接触面温觉特性检测装置，包括：嵌有传感器阵列的测试座椅(2)、8×8温度传感器阵列(3)、数据采集单元(4)和上位机(6)；受试者(1)坐于嵌有传感器阵列的测试座椅(2)上，数据采集单元(4)实时采集8×8温度传感器阵列(3)的数据，并将采集到的数据通过USB接口(5)传送到上位机(6)上；上位机(6)接收到数据后，利用算法进一步分析；为了可视化和更好地分析采集到的数据，我们提出了一种基于传感器阵列的三维成像算法：将采集到的数据经过经验模态分解(7)、平滑滤波(8)、三次样条插值(9)之后，最终呈现出具有温度层次的结果图。

2.根据权利要求1所述的人体-座椅接触面温觉特性检测装置及三维成像算法，其特征在于，所述的嵌有传感器阵列的测试座椅(2)表面嵌有由64个温度传感器组成8×8温度传感器阵列(3)，相邻温度传感器的水平间距为3cm，垂直间距为3cm；8×8温度传感器阵列(3)的覆盖面积为441cm²。

3.根据权利要求1所述的人体-座椅接触面温觉特性检测装置及三维成像算法，其特征在于，所述的由数据采集单元(4)控制8×8温度传感器阵列(3)采集座椅面的数据的步骤为：通电开始(11)后，首先进行数据采集系统的初始化(12)，而后判断计数器的值是否小于64(13)，在计数器的值小于64的情况下，计数器步长为1，计数器的数值增加1(14)，微处理器控制并读取温度传感器的序列号(15)和读取温度传感器的值(16)，然后存储数据到RAM(17)；接着返回到判断计数器的值是否小于64(13)步骤，直到计数器的值等于或者大于64的情况下，由微处理器控制并将数据发送到上位机(18)，结束(19)一轮8×8温度传感器阵列(3)的数据采集；微处理器的数据采集和通信过程的程序流程循环执行，直到操作者手动停止该过程。

4.根据权利要求1所述的人体-座椅接触面温觉特性检测装置及三维成像算法，其特征在于，所述的一种基于传感器阵列的三维成像算法包括数据预处理和热矩阵成像两部分；为了平滑采集到的原始数据，对原始数据应用Savitzky-Golay滤波；采用差值法消除偏移，将主体和座椅面之间的相对变化用作热矩阵成像的输入；使用三次样条插值将所有64个通道的1维温度值转换为3维热矩阵图像；三维成像算法将采集到的数据经过经验模态分解(7)、平滑滤波(8)、三次样条插值(9)之后，最终呈现出具有温度层次的结果图；它不仅能更完全地监测下肢和座椅表面之间的热变化，而且能够区分不同的坐姿。