本發明涉及坐姿識別，尤其涉及一種基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統及方法。
背景技術：
1、現有智能坐墊大多采用剛性壓力傳感器，這些傳感器雖然能提供一定的壓力檢測功能，但由于其剛性特質會影響坐墊的舒適性，長時間使用會使得用戶產生異物感。另外，可穿戴設備雖然可以獲取用戶特定部位的運動信息，但需要多個傳感器的佩戴和固定，使用過程繁瑣，并且長時間佩戴會導致不適感，用戶體驗較差。
2、常用的外用設備一般是一些桌面設備，如超聲傳感器或攝像頭，此類設備具有監測范圍受限、占用桌面可用空間、用戶界面不友好等功能性缺點。其次，通過攝像頭進行圖像識別的方式也存在侵犯用戶隱私的風險，用戶在使用過程中會產生被監視的不適感和抗拒心理，這也限制了設備的應用場景。
3、此外，現有的坐姿監測設備往往缺乏實時的反饋功能，無法及時提醒用戶調整不良坐姿。并且，現有的反饋方式如蜂鳴報警、震動等，過于明顯且容易干擾用戶的工作或學習，影響用戶的效率和專注力。
4、因此，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
1、鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統及方法，旨在解決現有坐姿檢測系統無法實現不打擾且有效的實時反饋，以及舒適性較差的問題。
2、本發明的技術方案如下：
3、一種基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，包括智能臺燈和用于獲取坐姿信息的壓阻陣列坐墊；
4、所述壓阻陣列坐墊包括傳感陣列、與所述傳感陣列電連接的第一控制器；
5、所述智能臺燈包括：用于接收所述第一控制器信號的數據處理平臺和用于接受所述數據處理平臺信號的第二控制器，以及分別與所述第二控制器電連接的照明燈、亮度指示燈和重心指示燈環。
6、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其中，所述壓阻陣列坐墊還包括將所述傳感陣列夾設于中間的壓力墊上層保護膜和壓力墊下層保護膜；所述傳感陣列包括矩陣排列的若干個傳感單元，若干個所述傳感單元通過導電線串聯。
7、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其中，所述傳感單元為壓敏導電片velostat。
8、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其中，所述智能臺燈還包括底座、設置于所述底座上的顯示盒、以及與所述顯示盒連接的燈罩盒；所述亮度指示燈和所述重心指示燈環設置于所述顯示盒上，所述照明燈設置于所述燈罩盒內。
9、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其中，所述底座包括底座下蓋以及與所述底座下蓋匹配的底座上蓋；所述底座上蓋上設有照明燈開關，所述照明燈開關與所述第二控制器連接，用于控制所述照明燈的亮度。
10、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其中，所述顯示盒包括顯示盒后蓋以及與所述顯示盒后蓋匹配的顯示盒前蓋；所述亮度指示燈和所述重心指示燈環設置于所述顯示盒前蓋上。
11、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其中，所述燈罩盒包括燈罩上蓋以及與所述燈罩上蓋匹配的燈罩下蓋；所述燈罩下蓋設有照明窗口，所述照明窗口處設有透明燈罩；所述燈罩盒與所述顯示盒通過中空軟管連接。
12、一種基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互方法，包括步驟：
13、利用壓阻陣列坐墊采集原始壓力數據，并進行歸一化處理，得到多組原始壓力數據集；
14、利用所述原始壓力數據集對神經網絡模型進行訓練，得到坐姿識別模型；
15、利用壓阻陣列坐墊采集實時壓力數據發送至數據處理平臺進行存儲，所述數據處理平臺同時將所述實時壓力數據向所述坐姿識別模型中發送，輸出坐姿類型；
16、所述坐姿類型通過智能臺燈的燈光效果進行反饋。
17、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互方法，其中，所述利用壓阻陣列坐墊采集原始壓力數據，并進行歸一化處理，得到多組原始壓力數據集的步驟，包括：
18、由9×9傳感單元組成的傳感陣列采集原始壓力數據，并進行歸一化處理，得到9×9矩陣數據；
19、對所述9×9矩陣數據進行池化操作，包括2×2池化和3×3池化；
20、將所述2×2池化和3×3池化分別進行操作得到4×4特征圖和3×3特征圖；
21、將所述4×4特征圖和所述3×3特征圖展平，并拼接成一個綜合特征向量，即一組原始壓力數據集。
22、所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互方法，其中，利用所述原始壓力數據集對神經網絡模型進行訓練，得到坐姿識別模型的步驟，包括：
23、將所述綜合特征向量輸入全連接神經網絡模型中進行訓練，得到坐姿識別模型；
24、其中，所述全連接神經網絡模型包括第一全連接層、第二全連接層和第三全連接層；所述第一全連接層具有128個神經元，激活函數為relu；所述第二全連接層具有64個神經元，激活函數為relu；所述第三全連接層具有32個神經元，激活函數為relu；所述全連接神經網絡模型的輸出層具有7個神經元，激活函數為softmax。
25、有益效果：本發明提供一種基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統及方法，基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統包括智能臺燈和用于獲取坐姿信息的壓阻陣列坐墊；所述壓阻陣列坐墊包括傳感陣列、與所述傳感陣列電連接的第一控制器；所述智能臺燈包括：用于接收所述第一控制器信號的數據處理平臺和用于接受所述數據處理平臺信號的第二控制器，以及分別與所述第二控制器電連接的照明燈、亮度指示燈和重心指示燈環。本發明利用壓阻陣列坐墊和智能臺燈完成坐姿檢測和信息交互，實現了一種智能坐墊系統，該系統通過壓阻陣列坐墊能夠高精度地監測用戶的各種坐姿，并通過臺燈端的視覺化反饋機制，實時提醒用戶調整坐姿；并且，該系統還具有久坐提醒功能，有效管理用戶的坐姿健康。
1.一種基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其特征在于，包括智能臺燈和用于獲取坐姿信息的壓阻陣列坐墊；
2.根據權利要求1所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其特征在于，所述壓阻陣列坐墊還包括將所述傳感陣列夾設于中間的壓力墊上層保護膜和壓力墊下層保護膜；所述傳感陣列包括矩陣排列的若干個傳感單元，若干個所述傳感單元通過導電線串聯。
3.根據權利要求2所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其特征在于，所述傳感單元為壓敏導電片velostat。
4.根據權利要求1所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其特征在于，所述智能臺燈還包括底座、設置于所述底座上的顯示盒、以及與所述顯示盒連接的燈罩盒；所述亮度指示燈和所述重心指示燈環設置于所述顯示盒上，所述照明燈設置于所述燈罩盒內。
5.根據權利要求4所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其特征在于，所述底座包括底座下蓋以及與所述底座下蓋匹配的底座上蓋；所述底座上蓋上設有照明燈開關，所述照明燈開關與所述第二控制器連接，用于控制所述照明燈的亮度。
6.根據權利要求4所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其特征在于，所述顯示盒包括顯示盒后蓋以及與所述顯示盒后蓋匹配的顯示盒前蓋；所述亮度指示燈和所述重心指示燈環設置于所述顯示盒前蓋上。
7.根據權利要求4所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互系統，其特征在于，所述燈罩盒包括燈罩上蓋以及與所述燈罩上蓋匹配的燈罩下蓋；所述燈罩下蓋設有照明窗口，所述照明窗口處設有透明燈罩；所述燈罩盒與所述顯示盒通過中空軟管連接。
8.一種基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互方法，其特征在于，包括步驟：
9.根據權利要求8所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互方法，其特征在于，所述利用壓阻陣列坐墊采集原始壓力數據，并進行歸一化處理，得到多組原始壓力數據集的步驟，包括：
10.根據權利要求9所述的基于壓阻陣列坐墊和臺燈的坐姿檢測與交互方法，其特征在于，利用所述原始壓力數據集對神經網絡模型進行訓練，得到坐姿識別模型的步驟，包括：