[发明专利]一种具有人体肌肉状态检测的软硬可调智能床垫及其控制方法

说明书

本发明公开了一种人体肌肉状态检测的软硬可调智能床垫及其控制方法，通过软硬可调智能床垫的特定功能层，能够以非接触耦合的方式采集人体表面肌肉电信号，并且对该微弱且混杂的肌肉电信号实施有效的干扰屏蔽、消混滤波、放大以及数字采样；本发明利用该肌肉电信号提取频域特征量，进而整合全身肌肉动作的信号特征组，利用BP神经网络实现动作模式类型的确定，进而分析人体睡眠质量，可以针对现有技术难以准确监测的人体细微动作实现高可靠性检测分析，更加精确地判断人体全身动作类型，进而使软硬可调智能床垫的调节与人体睡眠状态相匹配，起到明显更优的睡眠质量提升效果。

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，特别是涉及一种具有人体肌肉状态检测的软硬可调智能床垫及其控制方法。

背景技术

睡眠是每个人都需要进行的重要生理活动，睡眠可以帮助人体恢复疲劳、缓解情绪，充足的睡眠对人的正常生活十分必要。在现代社会中，患有失眠、嗜眠等症状的人不在少数，常常对人的白天生活造成很大的影响，导致其他精神和身体问题。同时，人体的健康状况又会直接影响和决定睡眠质量，例如肌肉疼痛、尿频等很多健康问题都会造成失眠或者睡眠质量低下。

床垫是睡眠的重要工具，与睡眠质量息息相关。现代人们使用的床垫种类逐渐趋向多元化，主要有：弹簧床垫、棕榈床垫、乳胶床垫、水床垫、磁床垫等。近年来，软硬可调智能床垫一经推出，便广受消费者青睐。顾名思义，软硬可调智能床垫与人体接触的软硬度能够调节，因此，它能够适应每个人不同的生理曲线、睡姿以及习惯，为每个人提供个性化的舒适睡眠环境。软硬可调智能床垫的结构一般包括软硬调节层、舒适接触层以及一个或者多个功能层；其中，软硬调节层采用改变充气量的原理实现对床垫软硬程度之调节；舒适接触层与人体相接触，提供较为舒适的接触触感；而各个功能层可以实现压力状态检测、温度调节等多种与智能化相关的功能。

人体在睡眠过程中身体也在不断做出各种动作，特别是睡着之后也会在无意识下产生一系列动作。其中，在浅睡眠状态下动作的频率和幅度都比较大，而在深度睡眠状态下动作的发生频率和幅度会相对较小。同时，在温度过高或者过低引起体感不适、憋尿、身体姿态不够舒适等情况下，人体也会应激而发生动作。对睡眠状态下人体动作进行持续性监测，可以了解用户的睡眠深度规律，分析影响用户睡眠质量的原因，并给与个性化的解决方案，包括对智能床垫软硬调节层和功能层的自适应控制等。

目前，对人体睡眠状态下动作的监测可以在软硬可调智能床垫的功能层设置压力传感器，测量人体动作引起的压力变化，通过压力值变化的幅度和频率代表人体动作的幅度与频率。但是，基于压力测量的人体动作监测精度较低，对人体细微动作的监测准确度和实时性都不够，对人体动作部位和动作方式也难以进行有效的判断。

人体的各种动作都是由肌肉牵引实现的，肌肉动作会在人体表面产生细微的电信号，并且随着人体动作的部位和方式不同、动作的幅度和频率不同，该肌肉电信号也会随之产生差异性。并且，睡眠过程中智能床垫与人体接触紧密且接触面积大，为肌肉电信号的提取提供了方便，因此，如果能够利用该电信号对睡眠过程中人体肌肉状态进行监测，进而分析人体睡眠质量，相比现有技术可以起到明显更优的技术效果。然而，肌肉电信号较为微弱且夹杂大量噪声，对该电信号的提取、识别都存在需要解决的困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种人体肌肉状态检测的软硬可调智能床垫及其控制方法。