CN106981183A - 坐姿矫正方法及系统 - Google Patents

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CN106981183A
CN106981183A CN201710306885.1A CN201710306885A CN106981183A CN 106981183 A CN106981183 A CN 106981183A CN 201710306885 A CN201710306885 A CN 201710306885A CN 106981183 A CN106981183 A CN 106981183A
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肖永军
张升义
熊良斌
屠礼芬
李卫中
曾庆栋
方天红
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明提供一种坐姿矫正方法及系统。该坐姿矫正系统包括单片机最小系统、第一摄像头和语音模组，第一摄像头设置于用户的侧面。该坐姿矫正方法应用于该坐姿矫正系统，包括：第一摄像头采集当前用户标准坐姿的第一侧面图像并发送至单片机最小系统，第一侧面图像包括第一标志点。第一摄像头采集当前用户当前坐姿的第二侧面图像并发送至单片机最小系统，第二侧面图像包括第二标志点。单片机最小系统根据第二标志点相对第一标志点在第一摄像头视场的位移判定当前用户坐姿，并在判定当前用户坐姿不良时，控制语音模组语音提醒该当前用户。该坐姿矫正方法及系统结构(步骤)简单、成本低，有利于大范围推广使用。

Description

坐姿矫正方法及系统
技术领域
本发明涉及身体姿态监测技术领域，具体而言，涉及一种坐姿矫正方法及系统。
背景技术
现代生活中，因工作或其它原因而长期坐立的时间逐步增多。而长期坐立伏案工作不仅会造成颈椎病、腰椎病等直接伤害，还会导致体重增加、易失眠问题。特别是在伏案工作姿势不对时对身体危害更大，如使用电脑工作时，前倾+驼背，整个人窝在电脑前会致使胸下垂；托腮斜倚桌面，斜着眼睛看屏幕会导致偏头痛；桌面太高，耸着肩膀操作键盘和鼠标易造成鼠标手；面部过于向前，贴近电脑屏幕会导致硬颈椎等职业病问题。面对长期伏案工作的人群，现有的坐姿矫正系统具有成本高、价格昂贵，结构复杂等问题，阻碍了大范围推广使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种坐姿矫正方法及系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种坐姿矫正方法，应用于坐姿矫正系统，所述坐姿矫正系统包括单片机最小系统及与所述单片机最小系统电连接的第一摄像头和语音模组，所述单片机最小系统包括电性连接的单片机、时钟电路、复位电路和扩展按键，所述第一摄像头设置于用户的侧面，所述方法包括：
所述第一摄像头采集当前用户标准坐姿的第一侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第一侧面图像包括第一标志点；
所述第一摄像头采集当前用户当前坐姿的第二侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第二侧面图像包括第二标志点；
所述单片机最小系统根据所述第二标志点相对所述第一标志点在所述第一摄像头视场的位移判定当前用户坐姿；
所述单片机最小系统在判定当前用户坐姿不良时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户。
可选地，所述根据所述第二标志点相对所述第一标志点在所述第一摄像头视场的位移判定当前用户坐姿的步骤包括由所述单片机最小系统执行的以下步骤：
根据所述第一摄像头的视场建立直角坐标系，所述直角坐标系的原点为所述述第一摄像头的视场中心，X轴为水平方向并取向右方向为正方向，Y轴为竖直方向并取向上方向为正方向；
获取所述第一标志点在所述直角坐标系的坐标；
获取所述第二标志点在所述直角坐标系的坐标；
计算所述第二标志点的横坐标与所述第一标志点的横坐标的差值，记为第一差值；
计算所述第二标志点的纵坐标与所述第一标志点的纵坐标的差值，记为第二差值；
当所述第一差值大于第一预设值且所述第二差值小于第二预设值，判定当前用户坐姿为后仰；
当所述第一差值小于第三预设值且所述第二差值小于所述第二预设值时，判定当前用户坐姿为前倾；
当所述第一差值大于所述第一预设值且所述第二差值大于等于所述第二预设值，判定当前用户坐姿为向后平移；
当所述第一差值小于所述第三预设值且所述第二差值大于等于所述第二预设值，判定当前用户坐姿为向前平移。
可选地，所述坐姿矫正系统还包括第二摄像头，所述第二摄像头设置于用户的正面，所述方法还包括：
所述第二摄像头采集系统用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统储存所述系统用户的正面图像；
所述第二摄像头采集当前用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统将所述当前用户的正面图像与所述系统用户的正面图像进行对比，判定所述当前用户是否为系统用户；
在判定所述当前用户不是系统用户时，所述单片机最小系统显示是否将所述当前用户添加为系统用户，并根据用户选择执行相应操作。
可选地，所述坐姿矫正系统还包括红外传感器阵列，所述红外传感器阵列设置于用户的正面，所述方法还包括：
所述红外传感器阵列测量所述当前用户上身到所述红外传感器阵列的距离，并将所述距离发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统根据所述距离和所述当前用户的正面图像，判定所述当前用户是否离开。
可选地，所述方法还包括由所述单片机最小系统执行的以下步骤：
统计当前用户入坐时间，并在所述入坐时间超过预设时间时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户；
在所述语音模组进行语音提醒后，判定所述当前用户是否离开；
若判定所述当前用户未离开，则控制所述语音模组每隔预设时长进行一次语音提醒，并在该当前用户离开或接收到用户选择的忽略提醒后控制所述语音模组停止提醒；
若判定所述当前用户离开，则控制所述语音模组停止提醒。
可选地，所述第一标志点为所述第一侧面图像中头部区域的形心，所述第二标志点为所述第二侧面图像中头部区域的形心。
一种坐姿矫正系统，包括：单片机最小系统及与所述单片机最小系统电连接的第一摄像头和语音模组，所述单片机最小系统包括电性连接的单片机、时钟电路、复位电路和扩展按键；
所述第一摄像头设置于用户的侧面，用于采集当前用户标准坐姿的第一侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第一侧面图像包括第一标志点；
所述第一摄像头，还用于采集当前用户当前坐姿的第二侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第二侧面图像包括第二标志点；
所述单片机最小系统，用于根据所述第二标志点相对所述第一标志点在所述第一摄像头视场的位移判定当前用户坐姿；
所述单片机最小系统，还用于在判定当前用户坐姿不良时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户。
可选地，所述坐姿矫正系统还包括第二摄像头，所述第二摄像头设置于用户的正面；
所述第二摄像头，用于采集系统用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统，还用于储存所述系统用户的正面图像；
所述第二摄像头，还用于采集当前用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统，还用于将所述当前用户的正面图像与所述系统用户的正面图像进行对比，判定所述当前用户是否为系统用户；
在判定所述当前用户不是系统用户时，所述单片机最小系统显示是否将所述当前用户添加为系统用户，并根据用户选择执行相应操作。
可选地，所述坐姿矫正系统还包括红外传感器阵列，所述红外传感器阵列设置于用户的正面；
所述红外传感器阵列，用于测量所述当前用户上身到所述红外传感器阵列的距离，并将所述距离发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统，还用于根据所述距离和所述当前用户的正面图像，判定所述当前用户是否离开；
所述单片机最小系统，还用于统计当前用户入坐时间，并在所述入坐时间超过预设时间时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户，在所述语音模组进行语音提醒后，判定所述当前用户是否离开，若判定所述当前用户未离开，则控制所述语音模组每隔预设时长进行一次语音提醒，并在该当前用户离开或接收到用户选择的忽略提醒后控制所述语音模组停止提醒，若判定所述当前用户离开，则控制所述语音模组停止提醒。
可选地，所述坐姿矫正系统还包括与所述单片机最小系统电连接的显示器、第一摄像头调整装置和第二摄像头调整装置；
所述第一摄像头设置于所述第一摄像头调整装置，所述第一摄像头通过所述第一摄像头调整装置在二维平面运动；
所述第二摄像头设置于所述第二摄像头调整装置，所述第二摄像头通过所述第二摄像头调整装置在二维平面运动。
本发明提供的坐姿矫正方法及系统，基于单片机最小系统及第一摄像头进行坐姿识别，并在判定当前用户坐姿不良时，通过语音模组语音提醒该当前用户，结构(步骤)简单、成本低，有利于大范围推广使用。并且该坐姿矫正方法及系统基于一个点进行识别，识别速度快，实时性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明较佳实施例提供的一种坐姿矫正系统的结构框图。
图2为本发明较佳实施例提供的坐姿矫正系统的应用场景示意图。
图3为本发明较佳实施例提供的一种坐姿矫正方法的流程图。
图4为图3中步骤S110的实施示意图。
图5为图3中步骤S150的子步骤的流程图。
图5-1为当前用户标准坐姿的第一侧面图像。
图5-2为当前用户在1时刻的当前坐姿的第二侧面图像。
图5-3为当前用户在2时刻的当前坐姿的第二侧面图像。
图5-4为当前用户在3时刻的当前坐姿的第二侧面图像。
图5-5为当前用户在4时刻的当前坐姿的第二侧面图像。
图5-6为当前用户在5时刻的当前坐姿的第二侧面图像。
图6为本发明较佳实施例提供的另一种坐姿矫正方法的流程图。
图7为本发明较佳实施例提供的另一种坐姿矫正方法的流程图。
图8为本发明较佳实施例提供的另一种坐姿矫正方法的流程图。
图标：10-坐姿矫正系统；11-单片机最小系统；12-第一摄像头；13-第二摄像头；14-红外传感器阵列；15-语音模组；111-单片机；113-时钟电路；115-复位电路；117-扩展按键；16-显示器；17-电源模块；18-第一摄像头调整装置；19-第二摄像头调整装置；1-办公桌；31-桌板；32-支架；33-第一安装件；34-第二安装件；35-书架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。
请参阅图1，本发明较佳实施例提供一种坐姿矫正系统10。所述坐姿矫正系统10包括：单片机最小系统11及与所述单片机最小系统11电连接的第一摄像头12、第二摄像头13、红外传感器阵列14和语音模组15。
所述单片机最小系统11包括电性连接的单片机111、时钟电路113、复位电路115和扩展按键117，用于实现对获取的图像信息、距离信息的处理及有效信息的储存、以及对第一摄像头12、第二摄像头13、红外传感器阵列14和语音模组15的控制等。可选地，所述单片机111是M4系列ARM芯片的STM32F429。所述单片机111采用LQFP176封装，配有1024KB FLASH和256KB的SRAM，并外扩有32M字节的SDRAM和512M字节的FLASH，完全可以满足本系统需求。可选地，所述扩展按键117采用4×4键盘，用于人机交互时的输入按键。
第一摄像头12和第二摄像头13可以采用普通OV2640摄像模块。OV2640摄像模块为标准的SCCB通信接口，可兼容I2C接口，支持图像压缩，3.3V工作电源，可采用普通单片机111驱动。
红外传感器阵列14可以由8个横向排列的GP2Y0A02YK0F红外测距传感器组成(每个间距5cm)。GP2Y0A02YK0F红外测距传感器的有效探测距离为20cm～150cm，供电电压为4.5-5.5V，符合系统设计精度和电压，输出为模拟量，通过高精度AD转换即可实现高精度距离测量。
语音模组15可以采用N9200B音乐模块，其可采用串口通信，可直接连接2W/4Ω或1W/8Ω扬声器，工作电压3.3V，用于实现系统的语音提醒。可选地，所述坐姿矫正系统10还包括与所述单片机最小系统11电连接的显示器16。所述显示器16采用TFT真彩液晶，其为7寸800x480电阻式可触摸电容屏，用于对采集图像信息以及人机交互信息的实时显示。
可选地，所述坐姿矫正系统10还包括电源模块17，所述电源模块17为整个坐姿矫正系统10提供电源供给。该电源模块17采用220V市电输入，经过整流稳压后输出5V和3.3V的电源电压。
可选地，所述坐姿矫正系统10还包括第一摄像头调整装置18和第二摄像头调整装置19。所述第一摄像头12设置于所述第一摄像头调整装置18，所述第一摄像头12通过所述第一摄像头调整装置18在二维平面运动。所述第二摄像头13设置于所述第二摄像头调整装置19，所述第二摄像头13通过所述第二摄像头调整装置19在二维平面运动。所述第一摄像头调整装置18和第二摄像头调整装置19可以是与所述单片机最小系统11电连接的二维转台。可以通过单片机最小系统11控制所述第一摄像头调整装置18和第二摄像头调整装置19，调整第一摄像头12和第二摄像头13的位置，确保用户在第一摄像头12和第二摄像头13的视场内，以适应不同身高的人群。
在使用该坐姿矫正系统10进行坐姿矫正时，该坐姿矫正系统10可以，安装在办公桌1上，如图2所示。请参阅图2，是本发明较佳实施例提供的坐姿矫正系统10的应用场景示意图。
所述办公桌1包括桌板31、支架32、第一安装件33、第二安装件34和书架35。
所述桌板31安装于所述支架32上，所述支架32可以上下伸缩，以调整办公桌1的高度。所述支架32可以手动伸缩，也可以电动伸缩。当所述支架32为电动伸缩时，所述办公桌1还包括电机、转动齿轮等部件。所述单片机最小系统11与所述电机电连接，控制电机使得所述支架32上下伸缩。
所述第一安装件33和第二安装件34设置在桌板31的前方，所述第二摄像头调整装置19设置于所述第一安装件33，所述红外传感器阵列14设置于所述第二安装件34。
所述书架35设置在所述桌板31的左侧或右侧。。所述第一摄像头调整装置18、语音模组15和显示器16设置于所述书架35外侧。所述单片机最小系统11可以设置于所述书架35内侧，在显示器16的下方，图中未画出。请参阅图3，是本发明较佳实施例提供的一种坐姿矫正方法的流程图。所述坐姿矫正方法，应用于上述坐姿矫正系统10。下面将对图3所示的具体流程进行详细阐述。
步骤S110，所述第一摄像头12采集当前用户标准坐姿的第一侧面图像并发送至所述单片机最小系统11，所述第一侧面图像包括第一标志点。
步骤S110用于标定当前用户的标准坐姿，将第一标志点为参考点。实际实施时，可以是，用户在安装有坐姿矫正系统10的办公桌1前坐正后，第一摄像头12捕获当前用户的第一侧面图形，并在显示器16上显示第一摄像头12捕获的实时图像。用户根据第一摄像头12的实时图像，判断自身颈部是否处于摄像头的视场中心，若否则通过扩展按键117控制第一摄像头调整装置18在二维方向上运动，直到办公人员颈部处于摄像头的视场中心，如图4所示。
步骤S130，所述第一摄像头12采集当前用户当前坐姿的第二侧面图像并发送至所述单片机最小系统11，所述第二侧面图像包括第二标志点。
步骤S130用于采集当前用户的当前坐姿，及实时坐姿，将第二标志点作为比较点。第二侧面图像会随时间的变化而变化。
步骤S150，所述单片机最小系统11根据所述第二标志点相对所述第一标志点在所述第一摄像头12视场的位移判定当前用户坐姿。
请参阅图5，步骤S150包括由所述单片机最小系统11子执行的子步骤S151、子步骤S152、子步骤S153、子步骤S154、子步骤S155、子步骤S156、子步骤S157、子步骤S158和子步骤S159。
子步骤S151，根据所述第一摄像头12的视场建立直角坐标系，所述直角坐标系的原点为所述述第一摄像头12的视场中心，X轴为水平方向并取向右方向为正方向，Y轴为竖直方向并取向上方向为正方向。
子步骤S152，获取所述第一标志点在所述直角坐标系的坐标。
可选地，所述第一标志点为所述第一侧面图像中头部区域的形心。计算形心的公式为：
式中，(x,y)表示第一侧面图像中的任意一点，(x0,y0)表示第一侧面图像中头部区域的形心的坐标，即第一标志点的坐标。
子步骤S152的具体实施过程可以是，首先对第一侧面图像进行二维中值滤波，进而进行头部区域阈值分割，识别头部区域，最后进行形心计算，得到第一标志点的坐标。请参阅图5-1，图5-1所示的是当前用户标准坐姿的第一侧面图像，A0(x0,y0)表示第一标志点。考虑到第二摄像头13的视场像素可能是640*480，则图中A0的坐标可以为(-32,80)。
子步骤S153，获取所述第二标志点在所述直角坐标系的坐标。
可选地，所述第二标志点为所述第二侧面图像中头部区域的形心。第二标志点的坐标的计算方法可以与第一标志点的坐标的计算方法相同。计算形心的公式为：
式中，(x’,y’)表示第二侧面图像中的任意一点；(xn,yn)表示第二侧面图像中头部区域的形心的坐标，即第二标志点的坐标；n表示不同时刻，例如，(x1,y1)表示1时刻对应的第二侧面图像中头部区域的第二标志点的坐标。
子步骤S154，计算所述第二标志点的横坐标与所述第一标志点的横坐标的差值，记为第一差值。
子步骤S155，计算所述第二标志点的纵坐标与所述第一标志点的纵坐标的差值，记为第二差值。
子步骤S156，当所述第一差值大于第一预设值且所述第二差值小于第二预设值，判定当前用户坐姿为后仰。
所述第一预设值用于判定第二标志点是否相对第一标志点向后移动。所述第二预设值用于判定第二标志点是否相对第一标志点向下移动。考虑到前倾和后仰会导致第二标志点相对第一标志点向下移动，而平移不会导致第二标志点相对第一标志点向下移动，所以增加了第二预设值作为判定条件。所述第一预设值可以是0。考虑到用户坐下后不是纹丝不动的，可能会微微后仰，所述第一预设值也可以是大于0的一个数。例如，所述第一预设值可以是50，此时将第二标志点的横坐标相对第一标志点的横坐标在0至50之间的位移不判定为向后移动。同理，所述第二预设值可以是0，也可以是小于0的一个数。例如，所述第二预设值为-3，此时将第二标志点的纵坐标相对第一标志点的纵坐标在0至-3之间的位移不判定为向下移动。参阅图5-2，图5-2所示的是当前用户在1时刻的当前坐姿的第二侧面图像，A1(x1,y1)表示1时刻的第二标志点，图中A1的坐标可以是(60,74)。第一差值为92，大于第一预设值50。第二差值为-6，小于第二预设值-3。因此将图5-2所示的当前用户在1时刻的当前坐姿判定为后仰。
子步骤S157，当所述第一差值小于第三预设值且所述第二差值小于所述第二预设值时，判定当前用户坐姿为前倾。
所述第三预设值用于判定第二标志点是否相对第一标志点向前移动。所述第一预设值可以是0。考虑到用户坐下后不是纹丝不动的，可能会微微前倾，所述第三预设值也可以是小于0的一个数。例如，所述第三预设值可以是-50，此时将第二标志点的横坐标相对第一标志点的横坐标在0至-50之间的位移不判定为向前移动。请参阅图5-3，图5-3所示的是当前用户在2时刻的当前坐姿的第二侧面图像。A2(x2,y2)表示2时刻的第二标志点，图中A2的坐标可以是(-132,71)。第一差值为-100，小于第三预设值-50。第二差值为-9，小于第二预设值-3。因此将图5-3所示的当前用户在2时刻的当前坐姿判定为前倾。
考虑到前倾和后仰会导致第二标志点相对第一标志点向下移动，而平移不会导致第二标志点相对第一标志点向下移动，所以第二差值大于等于所述第二预设值时，判定用户坐姿为平移，结合第一差值与第一预设值和第二预设值的关系，就可以判定用户坐姿为向前平移还是向后平移了。具体判定方法参见子步骤S158和子步骤S159。
子步骤S158，当所述第一差值小于所述第三预设值且所述第二差值大于等于所述第二预设值，判定当前用户坐姿为向前平移。
请参阅图5-4，图5-4所示的是当前用户在3时刻的当前坐姿的第二侧面图像。A3(x3,y3)表示3时刻的第二标志点，图中A3的坐标为(-160,80)。第一差值为-128，小于第三预设值-50。第二差值为0，大于第二预设值-3。因此将图5-4所示的当前用户在3时刻的当前坐姿判定为向前平移。
子步骤S159，当所述第一差值大于所述第一预设值且所述第二差值大于等于所述第二预设值，判定当前用户坐姿为向后平移。
请参阅图5-5，图5-5所示的是当前用户在4时刻的当前坐姿的第二侧面图像。A4(x4,y4)表示4时刻的第二标志点，图中A4的坐标为(120,80)。第一差值为152，大于第一预设值50。第二差值为0，大于第二预设值-3。因此将图5-5所示的当前用户在4时刻的当前坐姿判定为向前平移。
应理解，除了将用户坐姿划分为前倾、后仰、向前平移和向后平移外，还可以对前倾、后仰和平移的程度进行划分。例如，将前倾划分为轻微前倾和严重前倾等。具体设置时只需要对第一差值、第二差值的大小进行进一步细分。例如，当第一差值小于第四预设值时，将用户坐姿判定为严重前倾，其中第四预设值小于第三预设值。例如，设第四预设值时-200。请参阅5-6，图5-6所示的是当前用户在5时刻的当前坐姿的第二侧面图像。A5(x5,y5)表示5时刻的第二标志点，图中A5的坐标为(-250,52)。第一差值为-218，小于第四预设值-200。第二差值为-28，小于第二预设值-3。因此将图5-6所示的当前用户在5时刻的当前坐姿判定为严重前倾。
步骤S170，所述单片机最小系统11在判定当前用户坐姿不良时，控制所述语音模组15语音提醒该当前用户。
请参阅图6，在步骤S110之前，所述方法还可以包括：步骤S190、步骤S210、步骤S230、步骤S250和步骤S270。
步骤S190，所述第二摄像头13采集系统用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统11。
步骤S210，所述单片机最小系统11储存所述系统用户的正面图像。
步骤S230，所述第二摄像头13采集当前用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统11。
步骤S250，所述单片机最小系统11将所述当前用户的正面图像与所述系统用户的正面图像进行对比，判定所述当前用户是否为系统用户。
步骤S270，在判定所述当前用户不是系统用户时，所述单片机最小系统11显示是否将所述当前用户添加为系统用户，并根据用户选择执行相应操作。
在判定所述当前用户不是系统用户时，所述单片机最小系统11可以利用显示器16显示是否将所述当前用户添加为系统用户，用户可以利用扩展按键117选择是或否。若用户选择是，则所述单片机最小系统11存储当前用户的正面图像，提取该当前用户的人脸特征，并加入特征信息库。若用户选择否，则执行下一步骤。
请参阅图7，所述方法还包括：步骤S290和步骤S310。
步骤S290，所述红外传感器阵列14测量所述当前用户上身到所述红外传感器阵列14的距离，并将所述距离发送至所述单片机最小系统11。
步骤S310，所述单片机最小系统11根据所述距离和所述当前用户的正面图像，判定所述当前用户是否离开。
具体地，当所述距离超过预设长度并且所述当前用户的正面图像中人脸特征消失，所述单片机最小系统11判定用户离开，否则判定用户未离开。
请参阅图8，所述方法还包括由所述单片机最小系统11执行的步骤S330、步骤S350、步骤S370和步骤S390。
步骤S330，统计当前用户入坐时间，并在所述入坐时间超过预设时间时，控制所述语音模组15语音提醒该当前用户。
所述预设时间根据可以采取系统设定，也可以根据用户需要灵活设置，例如是40分钟。
步骤S350，在所述语音模组15进行语音提醒后，判定所述当前用户是否离开。
若判定所述当前用户未离开，则执行步骤S370。若判定所述当前用户离开，则执行步骤S390。
步骤S370，控制所述语音模组15每隔预设时长进行一次语音提醒，并在该当前用户离开或接收到用户选择的忽略提醒后控制所述语音模组15停止提醒。
步骤S390，控制所述语音模组15停止提醒。
本发明提供的坐姿矫正方法和坐姿矫正系统10，基于单片机最小系统11及第一摄像头12进行坐姿识别，并在判定当前用户坐姿不良时，通过语音模组15语音提醒该当前用户，结构(步骤)简单、成本低，有利于大范围推广使用。并且该坐姿矫正方法及系统基于一个点进行识别，识别速度快，实时性好。并且，坐姿矫正方法和坐姿矫正系统10可以通过第二摄像头13识别当前用户是否为系统用户，便于分用户存储用户坐姿情况，便于查阅及对比，也可以避免多用户交换轮流坐立时，因无法识别坐立人员导致的坐姿误判。并且，坐姿矫正方法和坐姿矫正系统10可以通过第二摄像头13和红外传感器阵列14判断用户是否离开，并统计用户入坐时间，并在所述入坐时间超过预设时间时，控制所述语音模组15语音提醒该用户，防止用户久坐伤身。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，还需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种坐姿矫正方法，其特征在于，应用于坐姿矫正系统，所述坐姿矫正系统包括单片机最小系统及与所述单片机最小系统电连接的第一摄像头和语音模组，所述单片机最小系统包括电性连接的单片机、时钟电路、复位电路和扩展按键，所述第一摄像头设置于用户的侧面，所述方法包括：
所述第一摄像头采集当前用户标准坐姿的第一侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第一侧面图像包括第一标志点；
所述第一摄像头采集当前用户当前坐姿的第二侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第二侧面图像包括第二标志点；
所述单片机最小系统根据所述第二标志点相对所述第一标志点在所述第一摄像头视场的位移判定当前用户坐姿；
所述单片机最小系统在判定当前用户坐姿不良时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户。
2.根据权利要求1所述的坐姿矫正方法，其特征在于，所述根据所述第二标志点相对所述第一标志点在所述第一摄像头视场的位移判定当前用户坐姿的步骤包括由所述单片机最小系统执行的以下步骤：
根据所述第一摄像头的视场建立直角坐标系，所述直角坐标系的原点为所述述第一摄像头的视场中心，X轴为水平方向并取向右方向为正方向，Y轴为竖直方向并取向上方向为正方向；
获取所述第一标志点在所述直角坐标系的坐标；
获取所述第二标志点在所述直角坐标系的坐标；
计算所述第二标志点的横坐标与所述第一标志点的横坐标的差值，记为第一差值；
计算所述第二标志点的纵坐标与所述第一标志点的纵坐标的差值，记为第二差值；
当所述第一差值大于第一预设值且所述第二差值小于第二预设值，判定当前用户坐姿为后仰；
当所述第一差值小于第三预设值且所述第二差值小于所述第二预设值时，判定当前用户坐姿为前倾；
当所述第一差值大于所述第一预设值且所述第二差值大于等于所述第二预设值，判定当前用户坐姿为向后平移；
当所述第一差值小于所述第三预设值且所述第二差值大于等于所述第二预设值，判定当前用户坐姿为向前平移。
3.根据权利要求1所述的坐姿矫正方法，其特征在于，所述坐姿矫正系统还包括第二摄像头，所述第二摄像头设置于用户的正面，所述方法还包括：
所述第二摄像头采集系统用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统储存所述系统用户的正面图像；
所述第二摄像头采集当前用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统将所述当前用户的正面图像与所述系统用户的正面图像进行对比，判定所述当前用户是否为系统用户；
在判定所述当前用户不是系统用户时，所述单片机最小系统显示是否将所述当前用户添加为系统用户，并根据用户选择执行相应操作。
4.根据权利要求1所述的坐姿矫正方法，其特征在于，所述坐姿矫正系统还包括红外传感器阵列，所述红外传感器阵列设置于用户的正面，所述方法还包括：
所述红外传感器阵列测量所述当前用户上身到所述红外传感器阵列的距离，并将所述距离发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统根据所述距离和所述当前用户的正面图像，判定所述当前用户是否离开。
5.根据权利要求4所述的坐姿矫正方法，其特征在于，所述方法还包括由所述单片机最小系统执行的以下步骤：
统计当前用户入坐时间，并在所述入坐时间超过预设时间时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户；
在所述语音模组进行语音提醒后，判定所述当前用户是否离开；
若判定所述当前用户未离开，则控制所述语音模组每隔预设时长进行一次语音提醒，并在该当前用户离开或接收到用户选择的忽略提醒后控制所述语音模组停止提醒；
若判定所述当前用户离开，则控制所述语音模组停止提醒。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的坐姿矫正方法，其特征在于，所述第一标志点为所述第一侧面图像中头部区域的形心，所述第二标志点为所述第二侧面图像中头部区域的形心。
7.一种坐姿矫正系统，其特征在于，包括：单片机最小系统及与所述单片机最小系统电连接的第一摄像头和语音模组，所述单片机最小系统包括电性连接的单片机、时钟电路、复位电路和扩展按键；
所述第一摄像头设置于用户的侧面，用于采集当前用户标准坐姿的第一侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第一侧面图像包括第一标志点；
所述第一摄像头，还用于采集当前用户当前坐姿的第二侧面图像并发送至所述单片机最小系统，所述第二侧面图像包括第二标志点；
所述单片机最小系统，用于根据所述第二标志点相对所述第一标志点在所述第一摄像头视场的位移判定当前用户坐姿；
所述单片机最小系统，还用于在判定当前用户坐姿不良时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户。
8.根据权利要求7所述的坐姿矫正系统，其特征在于，所述坐姿矫正系统还包括第二摄像头，所述第二摄像头设置于用户的正面；
所述第二摄像头，用于采集系统用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统，还用于储存所述系统用户的正面图像；
所述第二摄像头，还用于采集当前用户的正面图像并发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统，还用于将所述当前用户的正面图像与所述系统用户的正面图像进行对比，判定所述当前用户是否为系统用户；
在判定所述当前用户不是系统用户时，所述单片机最小系统显示是否将所述当前用户添加为系统用户，并根据用户选择执行相应操作。
9.根据权利要求8所述的坐姿矫正系统，其特征在于，所述坐姿矫正系统还包括红外传感器阵列，所述红外传感器阵列设置于用户的正面；
所述红外传感器阵列，用于测量所述当前用户上身到所述红外传感器阵列的距离，并将所述距离发送至所述单片机最小系统；
所述单片机最小系统，还用于根据所述距离和所述当前用户的正面图像，判定所述当前用户是否离开；
所述单片机最小系统，还用于统计当前用户入坐时间，并在所述入坐时间超过预设时间时，控制所述语音模组语音提醒该当前用户，在所述语音模组进行语音提醒后，判定所述当前用户是否离开，若判定所述当前用户未离开，则控制所述语音模组每隔预设时长进行一次语音提醒，并在该当前用户离开或接收到用户选择的忽略提醒后控制所述语音模组停止提醒，若判定所述当前用户离开，则控制所述语音模组停止提醒。
10.根据权利要求9所述的坐姿矫正系统，其特征在于，所述坐姿矫正系统还包括与所述单片机最小系统电连接的显示器、第一摄像头调整装置和第二摄像头调整装置；
所述第一摄像头设置于所述第一摄像头调整装置，所述第一摄像头通过所述第一摄像头调整装置在二维平面运动；
所述第二摄像头设置于所述第二摄像头调整装置，所述第二摄像头通过所述第二摄像头调整装置在二维平面运动。
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