[發明專利]人體?座椅接觸面溫覺特性檢測裝置及三維成像算法

在審

• 申請號: 201710163555.1
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106908173A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 劉卓夫;應瓊媚;趙宇;常樂樂;羅中明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;G01K1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.人體-座椅接觸面溫覺特性檢測裝置，包括：嵌有傳感器陣列的測試座椅(2)、8×8溫度傳感器陣列(3)、數據采集單元(4)和上位機(6)；受試者(1)坐于嵌有傳感器陣列的測試座椅(2)上，數據采集單元(4)實時采集8×8溫度傳感器陣列(3)的數據，并將采集到的數據通過USB接口(5)傳送到上位機(6)上；上位機(6)接收到數據后，利用算法進一步分析；為了可視化和更好地分析采集到的數據，我們提出了一種基于傳感器陣列的三維成像算法：將采集到的數據經過經驗模態分解(7)、平滑濾波(8)、三次樣條插值(9)之后，最終呈現出具有溫度層次的結果圖。

2.根據權利要求1所述的人體-座椅接觸面溫覺特性檢測裝置及三維成像算法，其特征在于，所述的嵌有傳感器陣列的測試座椅(2)表面嵌有由64個溫度傳感器組成8×8溫度傳感器陣列(3)，相鄰溫度傳感器的水平間距為3cm，垂直間距為3cm；8×8溫度傳感器陣列(3)的覆蓋面積為441cm²。

3.根據權利要求1所述的人體-座椅接觸面溫覺特性檢測裝置及三維成像算法，其特征在于，所述的由數據采集單元(4)控制8×8溫度傳感器陣列(3)采集座椅面的數據的步驟為：通電開始(11)后，首先進行數據采集系統的初始化(12)，而后判斷計數器的值是否小于64(13)，在計數器的值小于64的情況下，計數器步長為1，計數器的數值增加1(14)，微處理器控制并讀取溫度傳感器的序列號(15)和讀取溫度傳感器的值(16)，然后存儲數據到RAM(17)；接著返回到判斷計數器的值是否小于64(13)步驟，直到計數器的值等于或者大于64的情況下，由微處理器控制并將數據發送到上位機(18)，結束(19)一輪8×8溫度傳感器陣列(3)的數據采集；微處理器的數據采集和通信過程的程序流程循環執行，直到操作者手動停止該過程。

4.根據權利要求1所述的人體-座椅接觸面溫覺特性檢測裝置及三維成像算法，其特征在于，所述的一種基于傳感器陣列的三維成像算法包括數據預處理和熱矩陣成像兩部分；為了平滑采集到的原始數據，對原始數據應用Savitzky-Golay濾波；采用差值法消除偏移，將主體和座椅面之間的相對變化用作熱矩陣成像的輸入；使用三次樣條插值將所有64個通道的1維溫度值轉換為3維熱矩陣圖像；三維成像算法將采集到的數據經過經驗模態分解(7)、平滑濾波(8)、三次樣條插值(9)之后，最終呈現出具有溫度層次的結果圖；它不僅能更完全地監測下肢和座椅表面之間的熱變化，而且能夠區分不同的坐姿。