CN104390661A - 基于fpga的角度及距离提醒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的角度及距离提醒装置，包括FPGA处理器、倾角传感器，红外距离传感器、用于人脸识别并确定人眼位置的图像传感器、存储单元、语音单元、用于显示实际角度、距离的数值与标准值的偏差值的显示单元以及用于整个装置供电的电源模块，所述的FPGA处理器接收图像传感器检测到的人眼位置信息并将该信息传递给红外距离传感器，FPGA处理器接收倾角传感器检测到的电子产品的倾角信息以及红外距离传感器检测到的人眼与电子产品之间的距离信息，当倾角变化量和距离变化量保持在允许范围内时，FPGA处理器将上述信息与存储单元中预先存储的标准数据进行比较，并将最终偏差结果显示在显示单元上；偏差值超过允许范围，语音单元声音报警。

Description

基于FPGA的角度及距离提醒装置

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的角度及距离提醒装置，属于电子电器领。

背景技术

据国际电讯联盟数据显示，目前世界手机服务订户的数量是68亿，由于智能手机的普及，低头专注手机的队伍越来越壮大。专家介绍，长期“低头”，最容易引起颈椎病，并且它会带来一系列症状，包括眩晕恶心、猝倒、颈背部皮肤麻木、手臂疼痛、手指麻木等，甚至还会导致高血压、心脏疾病、视力障碍、乳房疼痛、吞咽障碍等看似与颈椎无关的症状。

目前市场上的智能手机或PAD类电子设备绝大多数都是依靠重力感应装置感知手机或PAD的实际倾角姿势，且大多应用于游戏模拟、屏幕切换等方面。但在阅读文字、观看视频、处理文件方面监测和提醒人眼到手机、PAD、显示器等电子设备的实际距离和倾角等还很少涉及，不能有效干预和提醒使用者调整姿态，无法有效帮助使用者在操作手机、PAD、显示器等电子设备时保持正确的距离和角度。

发明内容

为了克服现有电子产品存在的缺少在阅读文字、观看视频、处理文件方面监测和提醒人眼到手机、PAD、显示器等电子设备的实际距离和倾角的设备，不能有效干预和提醒使用者调整姿态，无法有效帮助使用者在操作手机、PAD、显示器等电子设备时保持正确的距离和角度的缺点，本发明提供一种基于FPGA的角度及距离提醒装置。

本发明采用的技术方案是：

基于FPGA的角度及距离提醒装置，其特征在于：包括FPGA处理器、用于测量电子产品的倾角的倾角传感器，用于测量人眼到电子产品的距离的红外距离传感器、用于人脸识别并确定人眼位置的图像传感器、存储单元、语音单元、用于显示实际角度、距离的数值与标准值的偏差值的显示单元以及用于整个装置供电的电源模块，所述的FPGA处理器分别与所述的倾角传感器，红外距离传感器、图像传感器、存储单元、语音单元、显示单元控制连接；

所述的FPGA处理器接收图像传感器检测到的人眼位置信息并将该信息传递给红外距离传感器，FPGA处理器接收倾角传感器检测到的电子产品的倾角信息以及红外距离传感器检测到的人眼与电子产品之间的距离信息，当倾角变化量和距离变化量保持在允许范围内时，FPGA处理器将上述信息与存储单元中预先存储的标准数据进行比较，并将最终偏差结果显示在显示单元上；偏差值超过允许范围，语音单元声音报警，偏差值没有超过系统允许范围，语音单元不报警。

进一步，还包括计时器，所述的计时器与FPGA处理器控制连接。

本发明的工作原理如下：

1、将本装置安装在手机、PAD、显示器类电子产品的两侧，当手机、PAD、显示器等显示设备打开时，系统自行启动，图像传感器进行人脸识别并确定人眼位置，计时器清零后重新计时，如果连续3秒内可以获取人脸信号，FPGA处理器将人眼位置信息输入给红外距离传感器，红外距离传感器测量人眼到手机、PAD、显示器类电子产品的距离，倾角传感器测量手机、PAD、显示器类电子产品的倾角，当倾角变化量和距离变化量保持在允许范围内，FPGA处理器将传感器测量的数据与存储单元中预先存储的相对应的标准数据进行比较(存储单元中存储的数据包括在阅读文字、观看视频、处理文件时，人眼到手机、PAD、显示器类电子产品不同尺寸屏幕的合适距离，同时包括人眼观看手机、PAD、显示器类电子产品的适合角度)，显示单元显示实际角度、距离的数值与标准值的偏差值，如果用户调整角度和距离后，偏差值超过允许范围，语音单元声音报警，偏差值没有超过系统允许范围，语音单元不报警；

2、当系统首次判断倾角和距离的偏差值没有超过系统允许范围后，显示装置显示偏差值，语音单元不报警，计时器开始计时，当计时器计时10分钟后，触发图像传感器，图像传感器进行人脸识别，重复上述步骤1的过程；

3、当图像传感器无法识别人眼时，FPGA处理器对存储单元中的数据与传感器反馈的数据不进行比较，显示单元、语音单元均不工作；

4、当计时器连续3秒无法检测到人眼时，FPGA处理器对存储单元中的数据与传感器反馈的数据不进行比较，显示单元、语音单元均不工作；

5、当FPGA处理器对存储单元中的数据与传感器反馈的数据进行比较后，偏差值如果超出允许值，语音单元报警提示使用者。

本发明中语音单元可以根据需要由用户自行关闭或开启。

本发明的有益效果体现在：

1、实时检测使用者操作手机或PAD类电子产品时眼睛到物体的距离和角度，实时显示实际状态与标准值的偏差，使用者可根据显示信息调整，确保使用者保持正确的姿态，有效避免视力降低、颈椎病等；

2、显示单元与语音单元共同作用，提醒使用者，确保使用者能有效接收到系统的提醒信息；

3、使用电子设备时，系统可以提醒、帮助用户养成良好的坐姿和站姿；

4、语音报警提醒可以根据用户需求关闭和开启，满足用户不同需求；

5、适应不同屏幕尺寸大小的物体配备，适用范围广；

6、系统标准数据可根据需要进行改写，满足不同用户需求。

附图说明

图1是本发明装置示意图。

图2是本发明逻辑示意图。

具体实施方式

参照图1至图2，基于FPGA的角度及距离提醒装置，包括FPGA处理器1、用于测量电子产品的倾角的倾角传感器3，用于测量人眼到电子产品的距离的红外距离传感器5、用于人脸识别并确定人眼位置的图像传感器4、存储单元2、语音单元6、用于显示实际角度、距离的数值与标准值的偏差值的显示单元7以及用于整个装置供电的电源模块8，所述的FPGA处理器分别与所述的倾角传感器，红外距离传感器、图像传感器、存储单元、语音单元、显示单元控制连接；

所述的FPGA处理器接收图像传感器检测到的人眼位置信息并将该信息传递给红外距离传感器，FPGA处理器接收倾角传感器检测到的电子产品的倾角信息以及红外距离传感器检测到的人眼与电子产品之间的距离信息，当倾角变化量和距离变化量保持在允许范围内时，FPGA处理器将上述信息与存储单元中预先存储的标准数据进行比较，并将最终偏差结果显示在显示单元上；偏差值超过允许范围，语音单元声音报警，偏差值没有超过系统允许范围，语音单元不报警。

进一步，还包括计时器9，所述的计时器与FPGA处理器控制连接。

本发明的工作原理如下：

1、将本装置安装在手机、PAD、显示器类电子产品的两侧，当手机、PAD、显示器等显示设备打开时，系统自行启动，图像传感器进行人脸识别并确定人眼位置，计时器清零后重新计时，如果连续3秒内可以获取人脸信号，FPGA处理器将人眼位置信息输入给红外距离传感器，红外距离传感器测量人眼到手机、PAD、显示器类电子产品的距离，倾角传感器测量手机、PAD、显示器类电子产品的倾角，当倾角变化量和距离变化量保持在允许范围内，FPGA处理器将传感器测量的数据与存储单元中预先存储的相对应的标准数据进行比较(存储单元中存储的数据包括在阅读文字、观看视频、处理文件时，人眼到手机、PAD、显示器类电子产品不同尺寸屏幕的合适距离，同时包括人眼观看手机、PAD、显示器类电子产品的适合角度)，显示单元显示实际角度、距离的数值与标准值的偏差值，如果用户调整角度和距离后，偏差值超过允许范围，语音单元声音报警，偏差值没有超过系统允许范围，语音单元不报警；

2、当系统首次判断倾角和距离的偏差值没有超过系统允许范围后，显示装置显示偏差值，语音单元不报警，计时器开始计时，当计时器计时10分钟后，触发图像传感器，图像传感器进行人脸识别，重复上述步骤1的过程；

3、当图像传感器无法识别人眼时，FPGA处理器对存储单元中的数据与传感器反馈的数据不进行比较，显示单元、语音单元均不工作；

4、当计时器连续3秒无法检测到人眼时，FPGA处理器对存储单元中的数据与传感器反馈的数据不进行比较，显示单元、语音单元均不工作；

5、当FPGA处理器对存储单元中的数据与传感器反馈的数据进行比较后，偏差值如果超出允许值，语音单元报警提示使用者。

本发明中语音单元可以根据需要由用户自行关闭或开启。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.基于FPGA的角度及距离提醒装置，其特征在于：包括FPGA处理器、用于测量电子产品的倾角的倾角传感器，用于测量人眼到电子产品的距离的红外距离传感器、用于人脸识别并确定人眼位置的图像传感器、存储单元、语音单元、用于显示实际角度、距离的数值与标准值的偏差值的显示单元以及用于整个装置供电的电源模块，所述的FPGA处理器分别与所述的倾角传感器，红外距离传感器、图像传感器、存储单元、语音单元、显示单元控制连接；

所述的FPGA处理器接收图像传感器检测到的人眼位置信息并将该信息传递给红外距离传感器，FPGA处理器接收倾角传感器检测到的电子产品的倾角信息以及红外距离传感器检测到的人眼与电子产品之间的距离信息，当倾角变化量和距离变化量保持在允许范围内时，FPGA处理器将上述信息与存储单元中预先存储的标准数据进行比较，并将最终偏差结果显示在显示单元上；偏差值超过允许范围，语音单元声音报警，偏差值没有超过系统允许范围，语音单元不报警。

2.如权利要求1所述的基于FPGA的角度及距离提醒装置，其特征在于：还包括计时器，所述的计时器与FPGA处理器控制连接。