CN108562272B - 一种儿童坐姿模拟交互装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种儿童坐姿模拟交互装置及方法，属于人体坐姿检测及交互技术领域，包括底座、深度摄像头、中央处理芯片、电机控制板、下电机、转动支架、上电机、轴承、转动轴、锥齿轮、外壳。本发明装置采用深度摄像头、多个电机、转动支架、转动轴和外壳等综合实现了儿童坐姿检测和交互功能，该装置用于儿童日常学习生活中，可以适应不同桌面高度范围，不仅能够实时检测儿童坐姿的角度，还能通过装置实时模拟出儿童的姿态。

Description

一种儿童坐姿模拟交互装置及方法

技术领域

本发明属于人体坐姿检测及交互技术领域，特别涉及一种儿童坐姿模拟交互装置及方法。

背景技术

随着近年来人们对身体健康的关注，坐姿检测及矫正问题得到了重视。尤其对于儿童来说，从小不良的坐姿会导致脊柱及颈椎的发育问题，进而引发近视、体态不良等相关问题。常见的人体坐姿检测方法从形态上主要有穿戴式、距离检测式、红外检测式、双目摄像头式等；常见的坐姿提示或反馈方法有震动、声音、灯光、屏幕显示等。但已有方案手段相对简单直接，比如穿戴式的坐姿检测及提醒装置，但由于穿戴的不便捷性及易丢失等特点，不适合儿童活跃的活动及心理状态。已有坐姿的检测及传感器技术相对已成熟，但针对于儿童群体来说，还有相当重要的一个方面在于坐姿的反馈交互效果，需要一种智能的新兴交互设计技术迎合儿童喜好与心理需求，令使用者在使用坐姿检测装置时有相互激励效应。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术的不足之处，提供一种儿童坐姿模拟交互装置及方法，用于提示儿童学习时的错误坐姿，模拟儿童的坐姿形态与儿童行为形成交互关系，在迎合儿童模仿心理的同时能以类似不倒翁的形象与儿童形成陪伴。

本发明的技术方案如下：

本发明所述的一种儿童坐姿模拟交互装置，包括底座、深度摄像头、中央处理芯片、电机控制板、下电机、转动支架、上电机、轴承、转动轴、锥齿轮、外壳；所述深度摄像头、中央处理芯片、电机控制板、下电机固定在底座上；所述转动支架与下电机转轴固连；所述上电机固定在转动支架上，上电机转轴方向与下电机转轴方向平行；所述轴承嵌套在转动支架上；所述转动轴穿过轴承并与外壳固连；所述锥齿轮分别安装在转动轴和上电机转轴上，所述外壳罩在底座外部且与底座分离。

一种如上述儿童坐姿模拟交互装置的交互方法，具体步骤如下：

步骤1.深度摄像头采集儿童坐姿图像；

步骤2.图像信息经中央处理芯片处理后，输出前后倾斜角度、左右倾斜角度，传输给电机控制板；

步骤3.下电机和上电机综合控制左右倾斜角度和前后倾斜角度，带动外壳转动，模拟出与儿童相应的前后倾斜角度和左右倾斜角度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：

本发明装置采用深度摄像头、多个电机、转动支架、转动轴和外壳等综合实现了儿童坐姿检测和交互功能，该装置用于儿童日常学习生活中，可以适应不同桌面高度范围，不仅能够实时检测儿童坐姿的角度，还能通过装置实时模拟出儿童的姿态。

附图说明

图1是本发明的儿童坐姿模拟交互装置的一种实施例内部结构正视图；

图2是本实施例的儿童坐姿向左前方倾斜时装置的正视图；

图3是本实施例的儿童坐姿向左前方倾斜时装置的左视图。

在图1至图3中：

1-底座，2-深度摄像头，3-中央处理芯片，4-电机控制板，5-下电机，6-转动支架，7-上电机，8-轴承，9-转动轴，10-锥齿轮，11-外壳，12-方向示意辅助图标。

具体实施方式

下面结合附图及多个实施例进一步详细介绍本发明的具体结构、工作原理的内容。

本发明设计的一种儿童坐姿模拟交互装置的一种实施例，如图1、图2和图3所示，包括底座1、深度摄像头2、中央处理芯片3、电机控制板4、下电机5、转动支架6、上电机7、轴承8、转动轴9、锥齿轮10、外壳11；所述深度摄像头2、中央处理芯片3、电机控制板4、下电机5固定在底座1上；所述转动支架6与下电机5转轴固连；所述上电机7固定在转动支架6上，上电机7转轴方向与下电机5转轴方向平行；所述轴承8嵌套在转动支架6上；所述转动轴9穿过轴承8并与外壳11固连；所述锥齿轮10分别安装在转动轴9和上电机7转轴上，所述外壳11罩在底座1外部且与底座1分离。

一种如上述儿童坐姿模拟交互装置的交互方法，具体步骤如下：

步骤1.深度摄像头2采集儿童坐姿图像；

步骤2.图像信息经中央处理芯片3处理后，输出前后倾斜角度、左右倾斜角度，传输给电机控制板4；

步骤3.下电机5和上电机7综合控制左右倾斜角度和前后倾斜角度，带动外壳11转动，模拟出与儿童相应的前后倾斜角度和左右倾斜角度。

以本实施例为例介绍本发明装置的工作原理，结合附图1至图3，叙述如下：

该装置位于儿童书桌上，当儿童学习时，正确坐姿情况下，该装置会处于正中位，如图1所示。

深度摄像头2会实时探测儿童的上半身图像，经处理后得到前后倾斜角度和左右倾斜角度，此信息在中央处理芯片3传输给电机控制板4，通过电机控制板4分别向下电机5和上电机7输入左右倾斜角度和前后倾斜角度，控制电机的转动方向与角度，两台电机的转动会使外壳呈现类似不倒翁的不同程度的倾斜状态。

由于探测的实时性与模拟性，该装置会随着儿童的坐姿变化而变化。图2所示为坐姿向左前方倾斜时，该装置也相应倾斜的正视图，图3所示为相应左视图。当倾斜角度超出预设的正确坐姿角度范围时，该装置即会产生相应转动，且外壳倾斜角度与儿童一致；如果儿童坐正，装置角度也会相应回正。

本发明装置采用深度摄像头2、多个电机、转动支架6、转动轴9和外壳11等综合实现了儿童坐姿检测和交互功能，该装置用于儿童日常学习生活中，可以适应不同桌面高度范围，不仅能够实时检测儿童坐姿的角度，还能通过装置实时模拟出儿童的姿态。

Claims (2)

1.一种儿童坐姿模拟交互装置，其特征在于：包括底座、深度摄像头、中央处理芯片、电机控制板、下电机、转动支架、上电机、轴承、转动轴、锥齿轮、外壳；所述深度摄像头、中央处理芯片、电机控制板、下电机固定在底座上；所述转动支架与下电机转轴固连；所述上电机固定在转动支架上，上电机转轴方向与下电机转轴方向平行；所述轴承嵌套在转动支架上；所述转动轴穿过轴承并与外壳固连；所述锥齿轮分别安装在转动轴和上电机转轴上，所述外壳罩在底座外部且与底座分离。

2.一种如权利要求1所述的儿童坐姿模拟交互装置的交互方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1.深度摄像头采集儿童坐姿图像；

步骤2.图像信息经中央处理芯片处理后，输出前后倾斜角度、左右倾斜角度，传输给电机控制板；

步骤3.下电机和上电机综合控制左右倾斜角度和前后倾斜角度，带动外壳转动，模拟出与儿童相应的前后倾斜角度和左右倾斜角度。

Images