一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法及系统与流程

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本发明属于灯光调控，具体涉及一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法及系统。

背景技术：

1、在近年来，随着脑机接口技术的快速发展，基于脑电波的智能控制系统已经逐渐成为研究和应用的热点。特别是在照明系统中，利用脑电信号来控制灯光的自动调控方法，不仅能够提高用户的舒适度和便利性，还能在一定程度上节约能源和提升生活质量。

2、研究表明，不同的灯光对人体睡眠有较大的影响，在人体睡眠的不同阶段所适宜的光照也有所不同。在目前灯光调控领域中，为提高人体午休睡眠质量，只能通过单一化根据预判时间来进行灯光调控，这种调控方式存在一定缺陷性。例如，人体的差异性导致睡眠阶段的时间点不同，根据统一化时间预估进行调控灯光缺乏个性化，导致午休质量的下降；不同的人对光照的敏感度不同，使用统一光照也会影响午休质量。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法及系统，

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、获取人体在不同光照等级下的睡眠阶段生理数据，根据所述睡眠阶段生理数据通过评分模型计算得到指标评分数据，根据所述指标评分数据与所述光照等级通过联合分析模型计算得到睡眠光级；

4、通过脑电波测量床垫获取实时脑电波数据，根据所述实时脑电波数据通过睡眠阶段诊断模型计算得到睡眠阶段数据；

5、智能终端根据所述睡眠阶段数据产生自适应信号调节所述睡眠光级和唤醒光级。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述睡眠光级包括n1睡眠光级和n2睡眠光级，所述n1睡眠光级为在人体处于n1睡眠阶段下，所述生理数据达到最佳状态下的光照等级，所述n2睡眠光级为在人体处于n2睡眠阶段下，所述生理数据达到最佳状态下的光照等级。

7、具体地，所述光照等级为一至七级。

8、具体地，所述联合分析模型用于计算人体处于不同睡眠阶段下，所述指标评分数据处于最优状态下所对应的所述光照等级，首先根据所述睡眠阶段对所述指标评分数据进行划分得到n1评分数据和n2评分数据，然后分别将所述n1评分数据和所述n2评分数据进行排序得到一号评分序列和二号评分序列，根据所述一号评分序列和二号评分序列通过堆算法得到一号最优值和二号最优值，根据所述一号最优值和所述二号最优值确定睡眠灯光等级。

9、具体地，所述睡眠阶段诊断模型是基于特征提取和机器学习实现的，具体计算步骤如下：

10、s501：根据所述实时脑电波数据通过限制信号分量持续时间进行噪声滤除得到降噪信号数据；

11、s502：提取所述降噪信号数据的时域特征；

12、s503：根据所述实时脑电波数据通过基于时段高能弦波模型计算得到基本特征；

13、s504：根据所述基础特征和所述时域特征构建特征向量，根据所述特征向量通过k-fold数据划分方式合成nnf特征；

14、s505：根据所述nnf特征通过分类器进行分类得到所述睡眠阶段数据。

15、具体地，所述分类器是基于nn模型、xgboost模型、svm模型和knn模型实现的，所述分类器训练过程为根据所述特征向量构建特征向量集，预设拆分阈值，根据所述拆分阈值对所述特征向量集进行拆分得到拆分数据集，对所述拆分数据集进行依次遍历得到剩余数据集，将所述剩余数据集分别通过所述nn模型、所述xgboost模型、所述svm模型、所述knn模型进行计算得到输出结果，根据所述特征向量集通过所述nn模型、所述xgboost模型、所述svm模型、所述knn模型进行计算得到测试结果，根据所述输出结果进行模型训练得到初始分类器，根据所述测试结果通过所述初始分类器进行计算得到预测结果，根据所述预测结果对所述初始分类器进行修正得到所述分类器。

16、具体地，所述评分模型根据所述睡眠阶段生理数据中不同指标数值与权重值通过评分计算公式计算得到所述指标评分数据，所述评分计算公式表达式为：

17、

18、其中，y为指标评分数据，i为变量参数，n为指标总数，ai为第i个指标的权重值，ai为第i个指标数值。

19、一种应用基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法的一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控系统，包括：分析模块、诊断模块、调控模块；

20、所述分析模块，用于获取人体在不同光照等级下的生理数据，根据所述生理数据通过评分模型计算得到指标评分数据，根据所述指标评分数据与所述光照等级通过联合分析模型计算得到睡眠光级；

21、所述诊断模块，用于通过脑电波测量床垫获取实时脑电波数据，根据所述实时脑电波数据通过睡眠阶段诊断模型计算得到睡眠阶段数据；

22、所述调控模块，用于智能终端根据所述睡眠阶段数据产生自适应信号调节所述睡眠光级和唤醒光级。

23、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法。

24、一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法。

25、本发明的有益效果为：

26、(1)通过采集人体在不同光照等级下的不同睡眠阶段的生理指标数据，通过分析不同睡眠阶段下的生理指标数据在何种光照等级下达到最优状态，将最优状态的生理指标状态下的光照等级设置为个性化睡眠光级，实现了睡眠光级的个性化。

27、(2)通过脑电波测量床垫实时采集脑电波数据进行分析，避免通过设置繁琐的脑电波采集装置进行脑电波采集，避免了采集装置对人体睡眠的影响。

28、(3)根据实时采集的脑电波数据进行实时分析睡眠阶段，根据睡眠阶段动态调控光照等级，实现了灯光依照人体睡眠阶段自动化调控灯光，确保人体在不同睡眠阶段都能保持最利于休息的光照等级，提高了人体午休睡眠质量。

29、(4)根据睡眠阶段进行自动化灯光唤醒，较传统的声音唤醒，避免了声音唤醒造成人体的惊厥，避免造成人体的不适。

技术特征：

1.一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法，其特征在于，所述睡眠光级包括n1睡眠光级和n2睡眠光级，所述n1睡眠光级为在人体处于n1睡眠阶段下，所述生理数据达到最佳状态下的光照等级，所述n2睡眠光级为在人体处于n2睡眠阶段下，所述生理数据达到最佳状态下的光照等级。

3.根据权利要求1所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法，其特征在于，所述光照等级为一至七级。

4.根据权利要求1所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法，其特征在于，所述联合分析模型用于计算人体处于不同睡眠阶段下，所述指标评分数据处于最优状态下所对应的所述光照等级，首先根据所述睡眠阶段对所述指标评分数据进行划分得到n1评分数据和n2评分数据，然后分别将所述n1评分数据和所述n2评分数据进行排序得到一号评分序列和二号评分序列，根据所述一号评分序列和二号评分序列通过堆算法得到一号最优值和二号最优值，根据所述一号最优值和所述二号最优值确定睡眠灯光等级。

5.根据权利要求1所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法，其特征在于，所述睡眠阶段诊断模型是基于特征提取和机器学习实现的，具体计算步骤如下：

6.根据权利要求1所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法，其特征在于，所述分类器是基于nn模型、xgboost模型、svm模型和knn模型实现的，所述分类器训练过程为根据所述特征向量构建特征向量集，预设拆分阈值，根据所述拆分阈值对所述特征向量集进行拆分得到拆分数据集，对所述拆分数据集进行依次遍历得到剩余数据集，将所述剩余数据集分别通过所述nn模型、所述xgboost模型、所述svm模型、所述knn模型进行计算得到输出结果，根据所述特征向量集通过所述nn模型、所述xgboost模型、所述svm模型、所述knn模型进行计算得到测试结果，根据所述输出结果进行模型训练得到初始分类器，根据所述测试结果通过所述初始分类器进行计算得到预测结果，根据所述预测结果对所述初始分类器进行修正得到所述分类器。

7.根据权利要求1所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法，其特征在于，所述评分模型根据所述睡眠阶段生理数据中不同指标数值与权重值通过评分计算公式计算得到所述指标评分数据，所述评分计算公式表达式为：

8.一种应用基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法的一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控系统，其特征在于，包括：分析模块、诊断模块、调控模块；

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法。

10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法。

技术总结
本发明涉及一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法及系统，属于灯光调控技术领域。其中，该方法包括：获取人体在不同光照等级下的睡眠阶段生理数据，根据所述睡眠阶段生理数据通过评分模型计算得到指标评分数据，根据所述指标评分数据与所述光照等级通过联合分析模型计算得到睡眠光级；通过脑电波测量床垫获取实时脑电波数据，根据所述实时脑电波数据通过睡眠阶段诊断模型计算得到睡眠阶段数据；智能终端根据所述睡眠阶段数据产生自适应信号调节所述睡眠光级和唤醒光级。实现了根据实时采集的脑电波数据进行实时分析，判断睡眠阶段，根据睡眠阶段实现午休灯光自动化调控。

技术研发人员：程敏,吴宇豪,刘凯,翁良汉,杨远礼,程安,郝斌,江魏佳,汪洋,江敏
受保护的技术使用者：中机上动认证检测（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30

网址：一种基于日间短期睡眠光环境因素的光照调控方法及系统与流程 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1063140

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