基于压力传感器的人体坐姿识别测试研究

孙明扬，孟彩茹

(河北工程大学 机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038)

青少年长时间采用不正确的坐姿进行工作和学习会增加驼背、脊柱侧弯的发病几率[1]。长时间保持不正确的坐姿会给脊柱带来严重的伤害，进而导致颈肩部、四肢和腰部的肌肉的损伤，最终使青少年患上工作相关肌肉骨骼疾患(Work-related Musculoskeletal Disorders，WMSDs)的疾病[2-4]。为了预防此类问题的发生，坐姿监测机器人等智能设备成为青少年矫正不正确坐姿，并养成良好坐姿习惯的重要辅助设备。目前，对于坐姿的识别方法主要有：基于阵列压力传感器的坐姿识别[5-6]、基于视觉识别的坐姿识别[7-8]以及基于特殊传感器的坐姿识别[9-10]。基于阵列压力传感器的坐姿识别通过位于座底的阵列传感器感知臀部的压力分布变化来识别坐姿，对于坐姿改变幅度较小的监测效果不明显。基于视觉识别的坐姿识别方法对所处环境的光照强度要求高。光线强弱都会对监测效果产生影响，且所需的视觉传感设备成本较高。加速度传感器、角度传感器和光芯传感器等特殊传感器虽可用做坐姿识别的装置，但此类传感器具有一定的专业性，并不适用于坐姿监测，且传感器的调试过程比较繁琐，对所处的环境要求较高。针对以上问题，本文设计了一种基于压力传感器来监测人体上半身相应位置的变化并进行坐姿识别的方法。该方法通过监测不同坐姿人体上半身位置改变明显的几个位置实现机器人对人体坐姿信息的识别，为坐姿监测机器人实现坐姿识别提供一种新的监测方法。……