睡眠体位检测方法及系统技术领域
本发明涉及一种体位检测技术，特别涉及一种睡眠体位检测方法及系统。
背景技术
呼吸系统是人体主要系统之一，是人体血液循环完成气体交换的路径，
而人体约有三分之一的时间处于睡眠状态中。有研究表明，睡眠体位与各类
呼吸疾病息息相关，例如，人睡眠时打鼾与睡眠时的体位相关。
目前，现有的睡眠体位检测方法有多种：例如，基于加速度位置传感器
的睡眠体位检测方法、基于多导的睡眠体位检测方法、基于心电图导联的睡
眠体位检测等。然而，这些方法有的还在理论研究，有的已经进入应用，对
于用户来说这些方法都有一个共同的缺点，需要将检测装置全部或者部分佩
戴在用户身上，如此一来，不利于用户的睡眠，也降低了睡眠体位检测的准
确度。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种睡眠体位检测方法，该方法可以让用户
免于佩戴检测装置，也能实现睡眠体位检测，避免了干扰用户的睡眠，同时
也提高了睡眠体位检测的准确度。
此外，还有必要提供一种睡眠体位检测系统，可以让用户免于佩戴检测
装置，也能实现睡眠体位检测，避免了干扰用户的睡眠，同时也提高了睡眠
体位检测的准确度。
一种睡眠体位检测方法，适用于数据处理设备，该数据处理设备与检测
装置连接，该方法包括步骤：设置标准体位，所述标准体位包括在标准状态
下，用户身体与床的接触面的轮廓及面积；当用户睡眠时，通过所述检测装
置获取用户睡眠时的睡眠数据；根据所述睡眠数据，计算用户睡眠时的特征
值，所述特征值包括用户睡眠时，用户身体与床的接触面的轮廓及面积；将
用户睡眠时的特征值与所述标准体位进行比较，以确定用户睡眠时的体位。
进一步地，若所述检测装置为多个压力传感器组成的阵列，则所述睡眠
数据为所述检测装置中每个压力传感器所产生的压力值。
进一步地，根据所述睡眠数据，计算用户睡眠时的特征值的方式如下：
创建一个模拟阵列，该模拟阵列中每一个点与所述检测装置中的一个压力传
感器对应，该模拟阵列的大小与所述检测装置中多个压力传感器组成的阵列
的大小存在一定的比率关系；当压力传感器上的压力值大于预先设定的阈值
时，该压力传感器在模拟阵列上对应的点将被点亮；计算所有被点亮的点所
包围的轮廓及面积，并根据所述比率关系，计算出用户睡眠时用户身体与床
的接触面的轮廓及面积。
进一步地，若所述检测装置为摄像装置，则所述睡眠数据是指用户睡眠
时，所述检测装置所拍摄的图像数据，通过所述图像数据计算出所述特征值。
进一步地，若所述检测装置为热量仪器，则所述睡眠数据为用户睡眠时
的热量分布图，通过所述热量分布图计算出所述特征值。
一种睡眠体位检测系统，应用于数据处理设备。该系统包括：设置模块，
用于设置标准体位，所述标准体位包括在标准状态下，用户身体与床的接触
面的轮廓及面积；获取模块，用于当用户睡眠时，通过所述检测装置获取用
户睡眠时的睡眠数据；计算模块，用于根据所述睡眠数据，计算用户睡眠时
的特征值，所述特征值包括用户睡眠时，用户身体与床的接触面的轮廓及面
积；比较模块，用于将用户睡眠时的特征值与所述标准体位进行比较，以确
定用户睡眠时的体位。
进一步地，若所述检测装置为多个压力传感器组成的阵列，则所述睡眠
数据为所述检测装置中每个压力传感器所产生的压力值。
进一步地，根据所述睡眠数据，计算用户睡眠时的特征值的方式如下：
创建一个模拟阵列，该模拟阵列中每一个点与所述检测装置中的一个压力传
感器对应，该模拟阵列的大小与所述检测装置中多个压力传感器组成的阵列
的大小存在一定的比率关系；当压力传感器上的压力值大于预先设定的阈值
时，该压力传感器在模拟阵列上对应的点将被点亮；计算所有被点亮的点所
包围的轮廓及面积，并根据所述比率关系，计算出用户睡眠时用户身体与床
的接触面的轮廓及面积。
进一步地，若所述检测装置为摄像装置，则所述睡眠数据是指用户睡眠
时，所述检测装置所拍摄的图像数据，通过所述图像数据计算出所述特征值。
进一步地，若所述检测装置为热量仪器，则所述睡眠数据为用户睡眠时
的热量分布图，通过所述热量分布图计算出所述特征值。
相较现有技术，本发明可以让用户免于佩戴任何检测装置，也能实现睡
眠体位检测，避免了干扰用户的睡眠，同时也提高了睡眠体位检测的准确度。
附图说明
图1为本发明睡眠体位检测系统第一实施例的应用环境图。
图2为本发明睡眠体位检测系统第二实施例的应用环境图。
图3为图1或图2中睡眠体位检测系统的功能模块图。
图4为本发明睡眠体位检测方法较佳实施例的具体实施流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步
说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功
效，详细说明如下。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发
明，并不用于限定本发明。
以下通过两个实施例来阐述睡眠体位检测系统10的应用环境。
如图1所示，为本发明睡眠体位检测系统第一实施例的应用环境图。该
睡眠体位检测系统10运行于数据处理设备1中。所述数据处理设备1可以是
手机、计算机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)
或者是其它任意适用的电子设备。该数据处理设备1与检测装置2通过有线
的方式(例如，USB线缆)或无线的方式(例如，蓝牙)进行连接。在第一
实施例中，所述检测装置2安装于床3的表面，当用户在床3上睡眠时，该
检测装置2用于产生睡眠数据，并将所述睡眠数据传输给所述数据处理设备1，
所述数据处理设备1根据睡眠数据计算出用户睡眠时的体位。所述体位是指
用户睡眠时的睡姿(也可以是用户身体与床3的接触面的轮廓)。具体地说，
所述检测装置2为多个压力传感器组成的N*M的阵列，例如，50*80的阵列
(即床3的表明分布有50*80个压力传感器)。当用户躺在床3表面时，每个
压力传感器产生一个压力值，每个压力传感器所产生的压力值即为所述检测
装置2所产生的睡眠数据。
所述数据处理设备1还创建一个模拟阵列，该模拟阵列包括N行及M列
的点，该模拟阵列的大小与所述检测装置2中多个压力传感器组成的阵列的
大小存在一定的比率关系(例如，一比十，一比二十，一比四十等)，其中，
所述模拟阵列中每一个点与检测装置2中的一个压力传感器对应。当压力传
感器上的压力值大于预先设定的阈值时，该压力传感器在模拟阵列上对应的
点将被点亮(例如，以特定颜色，如红色，进行标示)，所述数据处理设备1
计算所有被点亮的点所包围的轮廓及面积，并根据所述比率关系，计算出用
户睡眠时用户身体与床的接触面的轮廓及面积，从而得出用户睡眠时的体位。
如图2所示，为本发明睡眠体位检测系统第二实施例的应用环境图。
该睡眠体位检测系统10运行于数据处理设备1中。所述数据处理设备1
可以是手机、计算机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，
PDA)或者是其它任意适用的电子设备。该数据处理设备1与检测装置2通
过有线的方式(例如，USB线缆)或无线的方式(例如，蓝牙)进行连接。
在第二实施例中，所述检测装置2可以是摄像装置(例如，红外线摄像装置)。
所述检测装置2安装于床3的上方(例如，床3的正上方)，当用户在床3上
睡眠时，该检测装置2用于产生睡眠数据，并将所述睡眠数据传输给所述数
据处理设备1，所述数据处理设备1根据睡眠数据计算出用户睡眠时的体位。
具体地说，当用户躺在床3表面时，所述检测装置2对用户进行拍照，以产
生图像数据，所述图像数据即为所述检测装置2所产生的睡眠数据。
当接收到所述图像数据时，所述数据处理设备1对图像数据进行分析(例
如，人脸识别等技术)，以获得用户睡眠时的形状及面积，从而得出用户睡眠
时的体位。
需要说明的是，在第二实施例中，所述检测装置2还可以是热量仪器，
该热量仪器可以测量出人体的热量分布，并生成热量分布图，所述热量分布
图即为检测装置2所检测的睡眠数据。当接收到所述热量分布图时，所述数
据处理设备1对热量分布图进行分析(例如，人脸识别等技术)，以获得用户
睡眠时的形状及面积，从而得出用户睡眠时的体位。
此外，第一实施例及第二实施例可以结合，即采用第一实施例中的睡眠
数据(即压力值)计算用户睡眠时的体位，及采用第二实施例中的睡眠数据
(即图像数据或热量图)计算得出用户睡眠时的体位，之后对两种方式所计
算出来的体位进一步进行比较，如此一来，可以进一步提高睡眠体位的测量
精度。
如图3所示，为图1或图2中睡眠体位检测系统的功能模块图。所述数
据处理设备1包括睡眠体位检测系统10，输入/输出单元11，处理单元12，
及存储单元13。
该输入/输出单元11，用于提供人机交互界面，以供用户输入监测指令，
且输出显示数据处理设备1对监测指令的响应数据。
该处理单元12，用于调用并执行该睡眠体位检测系统10，以用于检测用
户睡眠时的体位。
该存储单元13，用于存储该睡眠体位检测系统10，及该睡眠体位检测系
统10的运行数据。
该睡眠体位检测系统10包括设置模块110，获取模块111，计算模块112，
及比较模块113。本发明所称的模块是完成一特定功能的计算机程序段，
比程序更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此本发明以下对软
件描述都以模块描述。
以下结合两个实施例来阐述该睡眠体位检测系统10的功能。
实施例一：
该设置模块110，用于设置标准体位，并将标准体位保存于数据处理设备
1的存储单元13中。在本实施例中，所述标准体位包括在标准状态下用户身
体与床3的接触面的轮廓及面积。所述设置模块110可以设置多个标准体位。
在本实施例中，所述标准体位包括，但不限于，仰卧、俯卧、左侧卧及右侧
卧等其它标准体位。也就是说，让用户以标准状态在床3的表面仰卧一次，
俯卧一次，然后左侧卧一次，右侧卧一次，设置模块110记录用户在标准状
态下仰卧时用户身体与床3的接触面的轮廓及面积、用户在标准状态下俯卧
时用户身体与床3的接触面的轮廓及面积、用户在标准状态下左侧卧时用户
身体与床3的接触面的轮廓及面积、及用户在标准状态下右侧卧时用户身体
与床3的接触面的轮廓及面积，以作为实时测量的标准体位。具体地说，用
户以标准体位(例如，仰卧)躺在床3上时，检测装置2中的每一个传感器
会产生压力值，当传感器上的压力值大于预设的阈值时，表明该传感器被用
户身体压住，则在模拟阵列中点亮该传感器对应的点，之后根据模拟阵列所
有被点亮的点算出标准体位的轮廓及面积。此外，用户睡眠时，手和脚的姿
势可能千变万化，为了避免出现检测盲点(即由于标准体位设置比较细致，
例如，包括手和脚的轮廓，导致无法通过标准体位确认用户睡眠时的体位)，
可以对标准体位进行简化，例如，在标准体位中，可以去除手及/或脚的轮廓，
以用户身体的主干部分(如头部到腰部的部分)作为定义标准体位的依据，
避免出现无法检测用户睡眠时的体位的情况，扩大了检测范围。例如，当用
户在标准状态下仰卧在床3上时，获取用户身体的主干部分的轮廓及面积，
作为仰卧的标准体位，也就是说，在判断用户是否仰卧时，可以忽略手及/或
脚的轮廓，扩大了用户睡眠时仰卧的检测范围。
该获取模块111，用于当用户睡眠时，通过检测装置2获取用户睡眠时的
睡眠数据。在本实施例中，所述睡眠数据是指用户睡眠时，所述检测装置2
中每个压力传感器所产生的压力值。
该计算模块112，用于根据上述获取的睡眠数据，计算用户睡眠时的特征
值。所述特征值包括用户睡眠时，用户身体与床3的接触面的轮廓及面积。
具体而言，在睡眠数据中，当压力传感器中的压力值大于预设的阈值时，表
明产生该压力值的传感器被用户身体压住，在模拟阵列中点亮该传感器对应
的点，计算所有被点亮的点所包围的轮廓及面积，根据与模拟阵列之间的比
率关系，计算出用户睡眠时用户身体与床3的接触面的轮廓及面积，即得到
所述特征值。
该比较模块113，用于将用户睡眠时的特征值与所述标准体位进行比较，
以确定用户睡眠时的体位。具体而言，若所述特征值中的轮廓与标准体位中
的轮廓进行比较之后，相似度在第一预设范围内(例如，85到100％的范围)，
且所述特征值中的面积与对应标准体位的面积之比在第二预设范围内(例如，
0.95到1.05的范围)，则该标准体位为用户睡眠时的体位。举例而言，若所述
特征值中的轮廓与标准体位中仰卧的轮廓进行比较之后，相似度为95％，且
所述特征值中的面积与仰卧的面积之比为1.02，则用户睡眠时的体位为仰卧。
实施例二：
该设置模块110，用于设置标准体位，并将标准体位保存于数据处理设备
1的存储单元13中。所述标准体位是指在标准状态下用户与床3的接触面的
轮廓及面积。所述设置模块110可以设置多个标准体位。在本实施例中，所
述标准体位包括，但不限于，仰卧、俯卧、左侧卧及右侧卧等其它标准体位。
也就是说，让用户以标准状态在床3的表面仰卧一次，俯卧一次，然后左侧
卧一次，右侧卧一次，设置模块110记录用户在标准状态下仰卧时用户与床3
的接触面的轮廓及面积、用户在标准状态下俯卧时用户与床3的接触面的轮
廓及面积、用户在标准状态下左侧卧时用户与床3的接触面的轮廓及面积、
及用户在标准状态下右侧卧时用户与床3的接触面的轮廓及面积，以作为实
时测量的标准体位。具体地说，用户以标准体位(例如，仰卧)躺在床3上
时，检测装置2拍摄标准体位的图像数据，例如，用户仰卧时拍摄一张图片、
用户俯卧是拍摄一张图片、用户左侧卧时拍摄一张图片、及用户右侧卧时拍
摄一张图片，并对所拍摄的图片进行分析处理，算出标准体位的轮廓及面积。
此外，用户睡眠时，手和脚的姿势可能千变万化，为了避免出现检测盲点(即
由于标准体位设置比较细致，例如，包括手和脚的轮廓，导致无法通过标准
体位确认用户睡眠时的体位)，可以对标准体位进行简化，例如，在标准体位
中，可以去除手及/或脚的轮廓，以用户身体的主干部分(如头部到腰部的部
分)作为定义标准体位的依据，避免出现无法检测用户睡眠时的体位的情况，
提高了检测范围。例如，当用户在标准状态下仰卧在床3上时，获取用户身
体的主干部分的轮廓及面积，作为仰卧的标准体位，也就是说，在判断用户
是否仰卧时，可以忽略手及/或脚的轮廓，提高了用户睡眠时仰卧的检测范围。
该获取模块111，用于当用户睡眠时，通过检测装置2获取用户睡眠时的
睡眠数据。在本实施例中，所述睡眠数据是指用户睡眠时，所述检测装置2
所拍摄的图像数据及/或热量数据。
该计算模块112，用于根据上述获取的睡眠数据，计算用户睡眠时的特征
值。所述特征值包括用户睡眠时，用户身体与床3的接触面的轮廓及面积。
具体而言，若所述睡眠数据为用户睡眠时的图像数据，对所述图像数据进行
处理(例如通过人脸识别技术)，计算出用户身体与床3的接触面的轮廓及面
积，即得到用户睡眠时的特征值。若所述睡眠数据为用户睡眠时的热量分布
图，则对所述热量分布图进行处理(通常，人体的温度为37度，而床的温度
为常温，人体的温度大于床3的温度)，通过热量分布图中的热量分布计算出
用户身体与床3的接触面的轮廓及面积，即得到用户睡眠时的特征值。
该比较模块113，用于将用户睡眠时的特征值与所述标准体位进行比较，
以确定用户睡眠时的体位。具体而言，若所述特征值中的轮廓与标准体位中
的轮廓进行比较之后，相似度在第一预设范围内(例如，85到100％的范围)，
且所述特征值中的面积与对应标准体位的面积之比在第二预设范围内(例如，
0.95到1.05的范围)，则该标准体位为用户睡眠时的体位。举例而言，若所述
特征值中的轮廓与标准体位中仰卧的轮廓进行比较之后，相似度为95％，且
所述特征值中的面积与仰卧的面积之比为1.02，则用户睡眠时的体位为仰卧。
在其它实施例中，所述睡眠体位检测系统10还用于统计一段时间(例如，
一个月)内用户睡眠时的体位，并与用户睡眠时的呼吸数据(例如，呼吸的
频率、心率、血压、呼吸时音量等数据)进行关联，并寻找出该用户睡眠时
的体位与呼吸数据的联系，例如，可以检测出用户睡眠时，哪个体位最容易
打鼾、哪个时间点最容易打鼾等，以提醒用户避免采用容易打鼾的体位进行
睡眠，从而提高睡眠质量。此外，所述呼吸数据还是可以是，但不限于，呼
吸机或者鼾声测量设备测量到的数据。例如，呼吸机测量到的数据主要包括
呼吸压力和流量，而通过得到的呼吸压力和流量再经过数据处理可以得到用
户的呼吸暂停、打鼾等情况。需要说明的是，在不同的体位之下，用户睡眠
时打鼾或者呼吸暂停的出现的情况会发生很大的变化，比如说，打鼾的用户，
在仰卧的情况下出现打鼾的可能性会大大增加，因此同时记录睡眠体位和呼
吸数据，然后对数据进行分析，可以得出在哪些睡眠体位下，用户更容易产
生打鼾或者其他的呼吸类病症。如此一来，可以提醒用户，特别是打鼾的用
户，采用更加合适的睡姿，能够在一定程度上减小打鼾的情况发生，而且不
同的睡姿与心脏疾病，睡眠呼吸机暂停等疾病都有关系，因此，可以通过长
时间的检测睡眠体位与生理数据，特别是呼吸数据，然后比较数据，得出在
哪些体位下睡眠对用户的身体健康更加有益。
如图4所示，为睡眠体位检测方法较佳实施例的具体实施流程图。
需要强调的是：图4所示流程图仅为一个较佳实施例，本领域的技术人
员当知，任何围绕本发明思想构建的实施例都不应脱离于如下技术方案涵盖
的范围：
设置标准体位；获取用户睡眠时的睡眠数据；根据上述获取的睡眠数据，
计算用户睡眠时的特征值；将用户睡眠时的特征值与所述标准体位进行比较，
以确定用户睡眠时的体位。
以下是结合本实施例逐步实现检测用户睡眠时的体位。
步骤S10，该设置模块110设置标准体位，并将标准体位保存于数据处理
设备1的存储单元13中。所述标准体位包括在标准状态下用户与床3的接触
面的轮廓及面积。所述设置模块110可以设置多个标准体位。在本实施例中，
所述标准体位包括，但不限于，仰卧、俯卧、左侧卧及右侧卧等其它标准体
位。
步骤S11，当用户睡眠时，该获取模块111通过检测装置2获取用户睡眠
时的睡眠数据。在本实施例中，若检测装置2为多个压力传感器组成的N*M
的阵列，则所述睡眠数据为所述检测装置2中每个压力传感器所产生的压力
值。若检测装置2为摄像装置，则所述睡眠数据是指用户睡眠时，所述检测
装置2所拍摄的图像数据。若检测装置2为热量仪器，则所述睡眠数据为检
测装置2所生成的热量分布图。
步骤S12，该计算模块112根据所述睡眠数据，计算用户睡眠时的特征值。
所述特征值包括用户睡眠时，用户身体与床3的接触面的轮廓及面积。具体
而言，若所述睡眠数据为所述检测装置2中每个压力传感器所产生的压力值，
当压力传感器中的压力值大于预设的阈值时，表明产生该压力值的传感器被
用户身体压住，在模拟阵列中点亮该传感器对应的点，计算所有被点亮的点
所包围的轮廓及面积，并根据比率关系，计算出用户睡眠时用户身体与床3
的接触面的轮廓及面积，从而得到所述特征值。若所述睡眠数据为所拍摄的
图像数据，对所拍摄的图像数据进行处理(例如通过人脸识别技术)，计算出
用户睡眠时用户身体与床3的接触面的轮廓及面积，即得到用户睡眠时的特
征值。若所述睡眠数据为所拍摄的热量数据，对所拍摄的热量数据进行处理
(通常，人体的温度为37度，而床的温度为常温，人体的温度大于床3的温
度)，通过热量数据中的热量分布计算出用户睡眠时用户身体与床3的接触面
的轮廓及面积，即得到用户睡眠时的特征值。
步骤S13，该比较模块113将用户睡眠时的特征值与所述标准体位进行比
较，以确定用户睡眠时的体位。在本实施例中，具体而言，若所述特征值中
的轮廓与标准体位中的轮廓进行比较之后，相似度在第一预设范围内(例如，
85到100％的范围)，且所述特征值中的面积与对应标准体位的面积之比在第
二预设范围内(例如，0.95到1.05的范围)，则该标准体位为用户睡眠时的体
位。举例而言，若所述特征值中的轮廓与标准体位中仰卧的轮廓进行比较之
后，相似度为95％，且所述特征值中的面积与仰卧的面积之比为1.02，则用
户睡眠时的体位为仰卧。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是
利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间
接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。