本发明专利技术提供一种婴儿睡眠记录和哄睡机构及其使用方法，包括体态数据识别模块、生理数据识别模块和婴儿哄睡模块。本发明专利技术针对婴儿的睡眠问题，利用计算机视觉算法和传感器系统采集和识别婴儿的睡眠行为和质量帮助父母更好地管理和了解婴儿睡眠习惯，同时提升婴儿的睡眠质量，对于经验不足的父母而言，具有很好的应用潜能和价值。
1、婴儿的睡眠问题一直以来都是家长们关注的焦点之一，因为良好的睡眠是婴儿健康成长的关键因素。如何科学、有效地采集和记录婴儿的睡眠数据成为一项非常有意义的工作。这项工作不仅可以为监护人提供深入了解婴儿睡眠习惯和质量的机会，还有助于制定更合理的睡眠管理计划，从而提高婴儿的生活质量。在当今技术高度发达的背景下，睡眠数据的采集和记录变得更为便捷和准确。一种创新的方法是基于人体姿态识别算法和生理检测传感器系统，通过这样的系统，可以全面、细致地评估婴儿的睡眠质量。这个系统能够监测婴儿的体态、呼吸、心率等生理指标，为监护人提供全面而详实的睡眠数据。通过这些数据，监护人能够更好地了解婴儿的睡眠模式、深浅睡眠周期等重要信息，有助于及时发现和解决可能存在的睡眠问题。这不仅有助于改善婴儿的睡眠体验，还能减轻监护人的负担，使整个家庭生活更加和谐。本专利技术应用层面广，可以推广至社会应用，带来良好的家政效益。
>4、s2. 基于改进的dic数字图像相关性检测算法，识别当前婴儿的睡眠体态，根据婴儿单位时间内的动作幅度标记婴儿的熟睡程度，评估当前婴儿的体态状态反映的睡眠质量，并记录在云平台；5、s3. 构建可穿戴式的轻质智能项链，智能项链用来检测婴儿的心率和声音，实时采集心率和声音数据，构建睡眠质量函数，评估当前婴儿的生理状态反映的睡眠质量；
6、s4. 基于婴儿的体态状态和生理状态反映的睡眠质量，分析这两类数据的关联程度，并得到婴儿综合的睡眠质量评估；
7、s5. 根据婴儿的睡眠质量，构建自动化的哄睡机构，以实现自动调节和促进婴儿睡眠，同时将婴儿睡眠的全过程数据进行采集，作为迭代算法的更新数据集，以确保该机构针对每一个婴儿具有定制化功能和数据储存。
8、进一步的，所述s1中在婴儿睡眠空间范围内，布置dic数字图像相关性检测的电子设备，以采集婴儿的体态信息，婴儿睡眠空间规定为以婴儿头部和脚部上下距离30cm，以张开手臂向左右各拓展30cm，高度为50cm的长方体空间范围，在长方体中心的标高处放置视觉相机，镜头平行于婴儿的身体；
9、进一步的，所述s1中标记婴儿当前是否属于睡眠状态，过程如下：
10、（1）婴儿体态空间的图像化处理
11、基于dic数字图像相关性检测的电子设备将婴儿随时间变化的体态信息定义为每秒单位时间的数字图像，在婴儿的衣服上贴上便于图像识别的带有rgb值的圆形标记物，以便于dic设备可以准确的检测不同时间内点位中的灰度值来匹配婴儿的体态；婴儿体态用图像的灰度值表示，用来测量图像中每个像素点位的位移变化，其中t秒的图像信息作为t+1秒图像信息的参考值，计算如下：
12、
13、
14、其中，和代表图像中点位的水平和垂直位移场，是参考图像的灰度值，是目标图像的灰度值；和分别是参考图像和目标图像的平均灰度值；
15、（2）婴儿睡眠状态判断
16、采用单位时间内图像均方灰度值来反映婴儿动作变化的强度，基于1分钟内的婴儿动作幅度来判断婴儿是否处于睡眠状态，计算方法如下：
17、
18、
19、其中，是婴儿动作变化的强度，表示1分钟内关键点的灰度变化率，以此来表示婴儿的动作幅度的变化率，t是计算时间周期，取60秒。
20、进一步的，所述s2中基于改进的dic数字图像相关性检测算法，识别当前婴儿的睡眠体态，评估当前婴儿的体态信息反映的睡眠质量，根据婴儿单位时间内的动作幅度标记婴儿的熟睡程度，详细过程如下：
21、（1）引入光流技术改进dic计算的稳定性, 光流是描述图像中像素运动的一种技术，它可以用于提高 dic 算法对图像中物体位移的准确估计，以此用于精准的描述当前婴儿的体态信息反映的睡眠质量，定义图像参数函数为，水平位移场u和垂直位移场v的计算过程如下：
22、
23、
24、其中，分别表示图像的水平，垂直和时间的梯度或导数，表示微变量，分别表示图像在水平和垂直方向上的变化标记量，它们的平方项乘以权重参数，这些部分用于归一化光流梯度的影响，以确保位移场的计算受到图像梯度变化的影响较小；是权重参数，它的作用是确保变化量作用于平衡 dic 和光流的差异性；
25、（2）基于mysql构建带有标签的关系型数据库，用以存储婴儿睡眠时的动作幅度与睡眠程度的关系数据；
26、（3）基于体态检测和睡眠程度的匹配得到当前婴儿的体态状态反映的睡眠质量q1，
27、
28、
29、其中，是婴儿体态与睡眠程度的互信息匹配程度，是联合概率分布函数，分别是婴儿体态和睡眠程度的边缘概率分布函数，是误差修正参数。
30、进一步的，所述s3中放置智能传感器用来检测婴儿的心率和声音，其中，智能传感器放于床垫下方，与婴儿非接触，确保传感器不影响婴儿的活动空间。
31、进一步的，所述s3中构建睡眠质量函数，评估当前婴儿的生理状态反映的睡眠质量，详细过程如下：
32、基于放于床垫下方的智能传感器检测到的婴儿的心率和声音，将其存储值云端，并构建关系型数据库，基于此根据定义婴儿的生理状态反映的睡眠质量，利用对数函数拟合两者数据所反映的婴儿睡眠质量：
33、
34、
35、
36、其中，是婴儿的生理状态反映的睡眠质量，是婴儿心率监测数据由s3中的智能传感器实时获取，是婴儿声音监测数据；其中声音的检测容易受到空间其他声音的影响，是婴儿心率影响参数，其中，是婴儿的最高心率，是婴儿的最低心率；是婴儿声音的影响参数，是当前声音监测的数据，是室内噪声的标准数据，是一分钟内声音检测的数据浮动范围。
37、进一步的，所述s4中基于婴儿的体态状态和生理状态反映的睡眠质量，分析这两类数据的关联程度，并得到婴儿综合的睡眠质量评估，详细过程如下：
38、基于婴儿的体态状态反映的睡眠质量q1和生理状态反映的睡眠质量q2利用线性函数构建婴儿综合的睡眠质量评估函数q，
39、
40、
41、其中，是基于婴儿的体态状态反映的睡眠质量，是基于婴儿的生理状态反映的睡眠质量，是监护人参与辅助婴儿睡眠的质量。
42、进一步的，所述s5中根据婴儿的睡眠质量，构建自动化的哄睡机构，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，包括体态数据识别模块、生理数据识别模块和婴儿哄睡模块；所述哄睡机构运行具体过程描述如下：
2.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S1中在婴儿睡眠空间范围内，布置Digital Image Correlation，DIC数字图像相关性检测的电子设备，以采集婴儿的体态信息，婴儿睡眠空间规定为以婴儿头部和脚部上下距离30cm，以张开手臂向左右各拓展30cm，高度为50cm的长方体空间范围，在长方体中心的标高处放置视觉相机，镜头平行于婴儿的身体。
3.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S1中判断婴儿当前是否属于睡眠状态，过程如下：
4.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S2中基于改进的DIC数字图像相关性检测算法，识别当前婴儿的睡眠体态，评估当前婴儿的体态信息反映的睡眠质量，根据婴儿单位时间内的动作幅度标记婴儿的熟睡程度，详细过程如下：
5.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S3中放置智能传感器用来检测婴儿的心率和声音，其中，智能传感器放于床垫下方，与婴儿非接触，确保传感器不影响婴儿的活动空间。
6.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S3中构建睡眠质量函数，评估当前婴儿的生理状态反映的睡眠质量，详细过程如下：
7.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S4中基于婴儿的体态状态和生理状态反映的睡眠质量，分析这两类数据的关联程度，并得到婴儿综合的睡眠质量评估，详细过程如下：
8.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S5中根据婴儿的睡眠质量，构建自动化的哄睡机构，以实现自动调节和促进婴儿睡眠，详细过程如下：
9.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述S5中将婴儿睡眠的全过程数据进行采集，作为迭代算法的更新数据集，以确保该机构针对每一个婴儿具有定制化功能和数据储存，婴儿数据数据对于父母而言属于私密数据，并且不同体质的婴儿睡眠质量和行为不同，为此，该哄睡机构在监测数据的同时将数据存储至云数据库，基于用户密码为监护人提供婴儿的睡眠信息，该数据同时分给机构权限，将其作为调整评估婴儿睡眠质量算法的训练数据集，随着使用时间的增长，该机构会更加的了解使用婴儿的睡眠行为，实现自适应和自增长的睡眠数据记录和哄睡功能。
...
【技术特征摘要】
1.一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，包括体态数据识别模块、生理数据识别模块和婴儿哄睡模块；所述哄睡机构运行具体过程描述如下：
2.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述s1中在婴儿睡眠空间范围内，布置digital image correlation，dic数字图像相关性检测的电子设备，以采集婴儿的体态信息，婴儿睡眠空间规定为以婴儿头部和脚部上下距离30cm，以张开手臂向左右各拓展30cm，高度为50cm的长方体空间范围，在长方体中心的标高处放置视觉相机，镜头平行于婴儿的身体。
3.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述s1中判断婴儿当前是否属于睡眠状态，过程如下：
4.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述s2中基于改进的dic数字图像相关性检测算法，识别当前婴儿的睡眠体态，评估当前婴儿的体态信息反映的睡眠质量，根据婴儿单位时间内的动作幅度标记婴儿的熟睡程度，详细过程如下：
5.根据权利要求1所述一种婴儿睡眠记录和哄睡机构，其特征在于，所述s3中放置智能传感器用来检测婴儿的心率和声音，其中，智能传感器放于床垫下方，与婴儿非接触，确保传感器不影...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱意佐，李鸿翔，郑东平，
申请(专利权)人：嘉兴元贝贝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。