[发明专利]一种基于多源生理信号的列车座椅舒适性评价方法及系统

说明书

本发明属于列车座椅调整信息处理技术领域，公开了一种基于多源生理信号的列车座椅舒适性评价方法及系统，结合被试本人的生理信号数据以及主观评价量表，将主流的主观评价法与基于生理信号的客观评价法结合起来，建立适用于群体的列车座椅舒适性数据库，并通过选用LightGBM梯度提升树这一具有快速的，分布式的，高性能的多种特性的机器学习建模方法，建立列车座椅舒适性评价模型。本发明通过将测试人员生理信号数据导入已建立的列车座椅舒适性评价模型，得到舒适性评价结果；利用本发明有效减少评价人员主观性带来的评价偏差，同时避免了直接客观分析法导致的不合理性，大大提升了列车座椅的舒适性评价准确性与可行性。

技术领域

本发明属于列车座椅调整技术领域，尤其涉及一种基于多源生理信号的列 车座椅舒适性评价方法及系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

提升列车座椅舒适性,首先需要对列车座椅舒适性进行评价。现有技术中， 评价列车座椅舒适性的方法主要分为主观评价法和客观评价法。主观评价法， 也称心理评价法，是让被试者根据自己的舒适程度感受，采用量表或问卷的形 式打分或描述，最后通过数学统计分析得出舒适度评价。但该方法操作过程中 也存在一些问题。量表及问卷如果考虑不周或者不完整，对评测结果影响较大， 虽然可采用自由叙述的方式，但数据处理需要时间，且难定量分析。另外被试 群体的体征及理解尺度有所不同，在评价过程中需考个体差异的问题。客观评 价法也称生理评价法、物理评价法。该方法是借助外部设备测量被试者相应身 体部位的生理指标及物理指标，通过分析可间接的、客观的反应出舒适度情况。缺点在于无法准确将数据对应到相应的舒适程度。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)目前座椅舒适性在汽车领域和航空领域已有一定研究成果，而列车座 椅舒适性研究较少，相较汽车和航空，列车座椅有着其独有特点，现有技术没 有一套科学可行的方法和装置对列车座椅舒适性进行评估。

(2)现有座椅评估技术通过分析座椅振动响应，表面压力分布等座椅外在 可测数据，对座椅舒适性进行评价。而座椅的不适感本质上就是乘坐座椅对乘 坐者生理心理产生的影响，现有技术无法辨识这些生理心理表征。

(3)现有技术对于座椅舒适度评级主要是依据已有标准或者通过逻辑回 归、线性回归模型等统计学模型对主观评价和客观所测数据进行模型拟合。而 人体实际生理心理表征复杂，脑电、心电、肌电可提取特征众多，现有技术中 统计学模型无法准确体现人体响应和主观舒适度评分间映射关系。

解决上述技术问题的难度：

通过模拟测试平台，精准复现列车运行复杂环境；

通过可穿戴非侵入式设备，获取被试在待测座椅上人体表征数据。通过问 卷调查，获取被试主观舒适性评价；

通过特征工程，数据处理手段进行数据预处理后，采用人工智能非线性建 模方法建立稳定、准确的列车座椅舒适性评价模型。

解决上述技术问题的意义：

提出一套运用人体生理心理表征作为评判依据的列车座椅舒适性评价方 法。准确辨识列车座椅不适对乘员产生的影响，对列车座椅优化提供参考评价 指标。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多源生理信号的列车座 椅舒适性评价方法及系统。

本发明是这样实现的，一种基于多源生理信号的列车座椅舒适性评价方法， 包括以下步骤：

步骤一，结合被试用户的生理信号数据以及主观评价量表，建立适用于群 体的列车座椅舒适性数据库。数据库由参加实验的全部被试的多源生理信号数 据和相应主观舒适性评价得分组成。