一种智能坐垫

本发明涉及坐垫，具体而言，涉及一种智能坐垫。

背景技术：

1、市面上主流坐垫多为记忆棉、凝胶、普通海绵、固定工学塑形款，少数带有基础加热或定点震动按摩，广泛用于办公、居家、学习场景。

2、在相关技术中，现有坐垫依靠固定外形、单一材质实现压力缓冲，功能固定不可调节，仅能提供静态物理支撑，部分坐垫增设手动开关控温、固定档位按摩，依靠外层布料简单提升透气效果，依靠凹槽、镂空结构轻微减轻尾椎压迫，但久坐后仍存在下肢血液淤滞、腰椎及坐骨压力过大以及局部湿热问题，影响身体健康。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述问题中的至少一项。

2、为解决上述问题，本发明提供一种智能坐垫，包括坐垫本体和控制模块，所述坐垫本体由上至下顺次设有按摩层、感应层、冷暖层以及基座层，所述按摩层包括均匀排列的按摩气垫底座和与所述按摩气垫底座一一对应的弹性融合式按摩头，所述感应层用于获取传感器数据，所述传感器数据包括温湿度传感器数据、压力传感器数据、imu传感器数据以及压电薄膜传感器数据，所述冷暖层包括加热片和设置在所述加热片下方的冷凝片，所述基座层用于安装在外部设备上；

3、所述控制模块用于基于动态噪声补偿算法对所述传感器数据进行预处理，并提取得到生物力学特征，并根据所述生物力学特征，分别控制所述按摩气垫底座、所述弹性融合式按摩头、所述加热片以及所述冷凝片的运行方式。

4、可选地，所述控制模块具体用于：

5、基于所述动态噪声补偿算法，对所述传感器数据进行滑动平均滤波处理，并进行数据有效性校验；

6、当校验结果为无效时，启动周边传感器进行插值补全，得到修正传感器数据，并进行特征换算，得到所述生物力学特征；

7、根据所述生物力学特征中的总压力值、压力分布特征、离散度以及对应的预设阈值，确定坐垫使用状态，并根据所述坐垫使用状态，分别控制所述按摩气垫底座、所述弹性融合式按摩头、所述加热片以及所述冷凝片的运行方式。

8、可选地，所述控制模块具体用于：

9、将所述生物力学特征与已存储模板进行相似度匹配，确定用户身份；

10、根据所述用户身份和个性化设置方案，分别控制所述按摩气垫底座、所述弹性融合式按摩头、所述加热片以及所述冷凝片的运行方式。

11、可选地，所述控制模块具体用于：

12、获取使用时间上下文特征、响应动作数据、用户隐式反馈数据、用户显式反馈数据以及环境特征并进行脱敏处理，得到多维特征；

13、基于所述多维特征，采用主动扰动机制，确定高质量训练样本；

14、基于所述高质量训练样本，采用加权滑动平均与偏差积分算法，进行边缘端本地规则学习，并在达到云端学习条件时，采用云端深度学习模型进行增量学习，得到个性化决策权重文件；

15、根据所述个性化决策权重文件，基于a/b测试式灰度更新策略和异常数据清洗策略进行模型更新，得到新的个性化调节模型；

16、根据所述生物力学特征和所述新的个性化调节模型，分别控制所述按摩气垫底座、所述弹性融合式按摩头、所述加热片以及所述冷凝片的运行方式。

17、可选地，所述控制模块具体用于：

18、进行硬件自检、用户配置加载和计时状态初始化；

19、读取所述压力传感器数据和时间戳数据并进行数据预处理，得到所述生物力学特征中的压强特征；

20、根据所述压强特征，基于计时容错策略和坐姿分类条件，确定就坐状态，并确定总久坐时长和同类型坐姿久坐时长；

21、根据所述总久坐时长和所述同类型坐姿久坐时长，确定久坐提醒方案，并根据所述久坐提醒方案，控制所述弹性融合式按摩头的运行方式；

22、基于储存策略储存各项数据，并生成报表；

23、获取异常状态数据，生成并存储异常提醒方案。

24、可选地，所述加热片设有水平排列的长条形通风口，所述冷凝片的外壳采用蜂窝状结构，所述冷暖层还包括与所述加热片连接的加热芯片，所述加热芯片外壳包裹有铝箔，且所述加热芯片侧面设有温度传感器；

25、所述控制模块具体用于：

26、根据加热调节指令和所述加热芯片，控制所述加热片的运行，并通过所述温度传感器的温度反馈，控制所述加热片的运行方式；

27、根据降温调节指令，控制所述冷凝片的运行。

28、可选地，所述控制模块具体用于：

29、进行硬件自检、参数加载以及校准初始化；

30、根据所述生物力学特征，确定受力总重量、区域压强分布以及压强重心；

31、采用大数据云端技术，基于所述受力总重量、所述区域压强分布以及所述压强重心，确定坐姿类别；

32、基于预设用户优先级或所述生物力学特征，确定坐姿保护模式，并根据所述坐姿保护模式确定所述按摩气垫底座的目标气压值；

33、将所述目标气压值转化为气泵控制指令，并对所述按摩气垫底座进行pid闭环反馈调节；

34、获取所述按摩层和所述感应层的故障情况，根据所述故障情况，控制所述按摩气垫底座的运行状态。

35、可选地，所述按摩气垫底座两侧设有压力传感器，多个所述压力传感器对称分布，所述按摩气垫底座包括顺次连接的气垫、气泵、电磁阀以及缓冲阀。

36、可选地，所述基座层包括由上至下顺次设置的隔音隔热棉、硬质底板以及防滑基座，所述隔音隔热棉设于所述冷暖层下方，所述防滑基座用于安装在所述外部设备上。

37、可选地，所述坐垫本体还包括设于所述按摩层上方的表面接触层，所述表面接触层采用亲肤透气面料，并设有温湿度传感器。

38、本发明的智能坐垫的有益效果是：

39、设置由上至下顺次布置按摩层、感应层、冷暖层、基座层的一体式坐垫本体并配套控制模块，区别于现有技术依靠固定外形、单一材质仅能提供静态不可调节物理支撑的缺陷，分层式结构可将按摩、多模态感知、冷暖温控、设备安装支撑功能分区集成，各层功能互不干扰；其中按摩层配置均匀排列的按摩气垫底座与一一匹配的弹性融合式按摩头，相较于现有坐垫仅设置固定档位按摩、无法适配人体实时受力状态的局限，可依托气垫底座与弹性按摩头提供可动态调整的按摩作用基础；感应层同步采集温湿度、压力、imu、压电薄膜四类传感器数据，弥补了现有坐垫无多维度实时人体与工况感知、仅依靠外层布料、镂空结构被动轻微减压的短板，能够完整捕捉人体受压、生理振动、环境温湿、车身振动相关原始数据；冷暖层采用加热片搭配设于其下方的冷凝片组合结构，突破现有坐垫仅简单手动开关控温、温控形式单一的不足，同时具备升温、降温双向温控硬件基础；基座层可将整套坐垫本体稳定装配于汽车等外部设备，保障整套硬件结构稳定运行；配套控制模块通过动态噪声补偿算法对感应层采集的多类传感器数据统一预处理，过滤行车工况带来的数据干扰后提取能够反映人体实时坐姿、受压状态的生物力学特征，并基于该生物力学特征同步、分别调控按摩气垫底座、弹性融合式按摩头、加热片、冷凝片的运行模式，摆脱现有坐垫所有功能均为预设固定模式、无法根据驾乘人员实时身体状态主动适配调节的缺陷，能够依据人体实时受压数据动态调整支撑按摩力度与冷热输出，从动态支撑、主动按摩、双向温控三个维度同步缓解久坐带来的下肢血液淤滞、腰椎及坐骨压力过大、接触区域湿热积聚的健康问题。