【摘 要】随着全球人口老龄化程度的不断加深，老年群体对家居设备的适老化需求日益迫切。研究针对人口老龄化背景下老年用户对卫浴设备的适老化需求，提出基于多模态传感控制的发光二极管（Light Emitting Diode，LED）智能灯镜设计方案，通过整合人体感应、光线感知、语音交互及手势控制等多模态传感技术，结合人机工程学与容错性设计原则，构建集环境感知、数据融合、场景化控制于一体的智能系统。

【关键词】适老化设计；LED智能灯镜；多模态传感；控制算法

引言

近年来，65岁以上人口占比逐渐攀升，为更好地保障老人家居生活的便利性，加快家居用品适老化的改造已成为时代趋势。在家庭卫浴空间中，LED灯镜是不可或缺的设备之一，老年人往往视力明显下降，因此传统的灯镜产品难以适应和满足其生理和心理需求。鉴于此，在LED灯镜的研发和设计过程中，要考虑融入多模态传感技术，不仅可以更精准、高效地对环境进行分辨，还能理解用户的实际意图。在本次研究中，基于对老年群体洗漱、梳妆等使用场景的需求分析，深化多模态传感控制技术的应用，以提升LED智能灯镜的使用体验和效果，保障适老化智能家居产品的实际落地。

一、多模态传感控制的理论基础

（一）多模态传感技术原理

1.人体感应的实时性与误触控制

人体感应模块采用红外热释电传感器和毫米波雷达结合的方案，前者凭借检测人体红外辐射的变化辨认移动目标，后者利用电磁波多普勒效应去探测微动状态，两者数据彼此补充，于0.5秒内实现实时的响应[1]。为把误触的概率降低，系统定下了双重触发条件，还结合时间窗滤波算法，将由宠物活动、窗帘飘动等干扰因素引起的误触率控制到0.3次/24小时以下，保证传感反馈的可靠性。

2.光线感知的动态调节逻辑

光线感知单元集成光敏电阻与色温传感器，实时采录0～2 000 lux光照强度和2 700～6 500 K的色温数据，采取“三段式响应”的调节逻辑。若环境光的强度低于50 lux，灯镜自动开启3 000 K暖光，慢慢把亮度调到80%；若光照为50～300 lux，保持目前亮度，按照±500 K的色温偏差做微小调整；在环境光高于300 lux的情况下，灯光切换至5 000 K冷光，且亮度调低至30%[2]。该逻辑恰好满足老年人对光线柔和程度的诉求，又能防止强光刺激引发的视觉不舒适感，增强使用的舒适感。

3.扩展模态的适老化适配性分析

扩展模态包括语音交互与手势控制：语音模块采用远场降噪麦克风+关键词唤醒技术。针对老年人方言口音与发音模糊问题，建立包含200组老年语音特征的识别模型，唤醒准确率达92%；手势控制采用飞行时间（Time of Flight，TOF）传感器，设计“上下滑动调亮度”“左右挥手切换模式”等6种简化手势，动作识别距离控制在0.8～1.5米，符合老年人手臂活动范围[3]。

（二）适老化设计原则

1.人机工程学

卫生间洗脸盆池应采取倾斜15度设计安装，高度应为65厘米，下方镂空方便轮椅进入，面盆兼顾扶手功能。结合老年人身体机能特性优化灯镜参数，灯镜安装高度设定为中心离地面130～140厘米，镜片倾斜角可调节设计，需要满足多模态传感控制结合[4]。

2.容错性设计

系统构建三级容错机制，初级容错为操作确认提示，如“是否开启夜间模式”；中级容错为误操作自动恢复，如误触关灯后10秒内可重新激活；高级容错为紧急状态识别，如检测到人体在镜前静止超过3分钟且光线骤暗，自动触发声光报警并发送提醒[5]。

二、多模态传感控制的关键技术设计

（一）传感模块集成方案

传感模块集成方案主要包括硬件选型和电路设计。