一种无干扰睡眠的睡姿脊柱形态测试方法

摘要

本发明公开了一种无干扰睡眠的睡姿脊柱形态测试方法，其特征是包括如下步骤：（1）基于个性化人体尺寸构建数字化人体模型；（2）基于个性化人体提取其睡眠状态时人-床界面压陷形状数据，建立压陷形状数字模型；（3）将数字化人体模型与人-床界面压陷形状数字模型进行拟合，获得睡姿脊柱形态。本发明克服了现有脊柱形态测试技术不能测试仰卧睡姿的局限性。利用数字化人体模型与人-床界面压陷形状相拟合的方法进行睡姿脊柱形态测试，可适用于各种睡姿脊柱形态测试与评价；本发明还克服了现有脊柱形态测试技需受试者保持特定的姿势和位置，或需要利用特定的实验装置来测试的局限性，可以在任何床具或床垫上进行自然睡姿脊柱形态的测试。

主权项

一种无干扰睡眠的睡姿脊柱形态测试方法，其特征是包括如下步骤：(1)基于个性化人体尺寸构建数字化人体模型；(2)基于个性化人体提取其睡眠状态时人‑床界面压陷形状数据，建立压陷形状数字模型；(3)将数字化人体模型与人‑床界面压陷形状数字模型进行拟合，获得睡姿脊柱形态；所述个性化人体尺寸的数字化人体模型的构建是通过采集人体各部位的高度、宽度和围度方面的尺寸数据，进行建模，获得个性化人体模型；并为该模型建立内置简化骨架，所述内置简化骨架包括各关节及关节点；所述模型的各关节点赋予活动自由度以实现模仿各种睡姿；所述人‑床界面压陷形状数据提取，是指选取睡眠过程任意睡姿状态下人‑床界面体压分布测试数据，获得人‑床界面的压陷形状；然后为压陷形状建立数字化模型；所述数字化人体模型与人‑床界面压陷形状数字模型相拟合，是指通过改变数字化人体模型的各关节活动自由度，实现数字化人体模型与人‑床界面压陷形状的拟合；确定睡姿脊柱形态；所述个性化人体模型是通过将人体外形尺寸代入人体表面通用模型；所述通用模型包括5个主要部分，分别是躯干、双臂和双腿；每个部分分别由连续的超椭圆所组成，代表人体的横截面，这些超椭圆被定义为点集的几何形状，其上的任一点(x，y)满足公式：${\left|\frac{x}{a}\right|}^n+{\left|\frac{y}{b}\right|}^n=1$其中，a和b分别为半径，表征人体的宽度和厚度，n为阶数；建模时输入人体各部位界面的高度、宽度、厚度和围度；所述高度用于椭圆的定位，所述宽度和厚度分别确定椭圆的半径；椭圆的阶数利用最小二乘优化法，由所述围度计算获得；然后将相邻的椭圆上的点相连接，获得个性化人体模型。