CN109117705B - 一种通过台灯进行坐姿识别的系统及方法 - Google Patents

一种通过台灯进行坐姿识别的系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种通过台灯进行坐姿识别的系统，包括远程控制端和若干台灯，远程控制端同时控制若干台灯工作；每个台灯对应唯一的远程控制端识别标志；所述台灯上设有：用于判断是否有人进入或离开监测范围的红外检测装置；用于获取坐姿图像的图像采集装置；用于发出提醒信号的提醒装置；与所述远程控制端进行通信连接的通信单元；以及，用于获取外部输入信息的信息输入单元；所述图像采集装置、提醒装置、信息输入单元均与通信单元连接；所述红外检测装置与提醒装置连接，信息输入单元与图像采集装置连接。

Description

一种通过台灯进行坐姿识别的系统及方法
技术领域
本发明涉及台灯领域，特别涉及一种通过台灯进行坐姿识别的系统及方法。
背景技术
台灯是一种居家生活常用的生活用品，主要放置在书桌或卧室，提供照明让人们学习和阅读。然而，人们却忽略了使用台灯时对眼睛的保护，导致越来越多的人患上近视眼。中国青少年的近视率常年居于世界前列，根据国家教育部、卫生部的调查表明：目前我国有4亿多近视患者，其中青少年已成“重灾区”：小学生近视率在30％以上，中学生达70％，大学生达到90％。“写字姿势不正确，用眼时间长”是导致近视的重要原因。同时，写字姿势不正确，也会导致脊柱弯曲等问题。根据2012年发布的《北京市西城区、石景山区14所小学学生形体健康检测分析报告》，在调查的近万学生中，写字姿势问题人数比例达77.6％。
中国专利申请号CN201620721404.4，公开日2017年3月15日，发明创造的名称为可矫正坐姿的台灯，该申请案公开了一种可矫正坐姿的台灯，包括底座、灯杆和用于提供照明光线的灯光组件，所述灯杆的一端转动连接在所述底座上，另一端与所述灯光组件转动连接，该台灯还包括用于实时监测使用者坐姿、并能够提供矫正信息的坐姿监测组件和用于处理数据信息的处理组件，所述坐姿监测组件与所述处理组件电连接，所述灯光组件的上连接有用于过滤照射光线中蓝光光线的防蓝光件。其不足之处在于仅通过检测使用者与台灯之间的距离来判断坐姿是否正确，而无法区别不良坐姿，无法对使用者做出有针对性的提醒。
发明内容
本发明的一个目的在于解决上述现有技术存在的无法区别不良坐姿，对使用者做出有针对性提醒的问题，提供了一种通过台灯进行坐姿识别的系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的一种技术方案是：一种通过台灯进行坐姿识别的系统，包括远程控制端和若干台灯，远程控制端同时控制若干台灯工作；每个台灯对应唯一的远程控制端识别标志；所述台灯上设有：用于判断是否有人进入或离开监测范围的红外检测装置；用于获取坐姿图像的图像采集装置；用于发出提醒信号的提醒装置；与所述远程控制端进行通信连接的通信单元；以及，用于获取外部输入信息的信息输入单元；所述图像采集装置、提醒装置、信息输入单元均与通信单元连接；所述红外检测装置与提醒装置连接，信息输入单元与图像采集装置连接；所述图像采集装置通过柔性连接部件与台灯连接；
所述图像采集装置为具有目光追踪功能的图像采集装置。
本发明为解决其技术问题还提供了一种通过台灯进行坐姿识别的方法，适用于一种通过台灯进行坐姿识别的系统，包括：通过信息输入单元输入身高和座椅高度，信息输入单元通过通信单元将输入的信息传送至远程控制端，远程控制端根据身高和座椅高度计算相应的标准坐姿参数；当红外检测装置检测到有人进入台灯的监测范围并持续一定时间后，提醒装置发出是否进行坐姿校正的提醒，信息输入单元收到坐姿校正的确认信号后，图像采集装置开始工作，准备进行图像采集；所述图像采集装置追踪用户目光，通过柔性连接部件调节图像采集装置处于人体轴线正前方，进行图像采集；图像采集装置通过通信单元将获取的图像信息传送至远程控制端；远程控制端对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正；如果开始进行坐姿识别与校正，所述图像采集装置每过T0时刻进行一次图像采集，将采集到的图像信息传输至远程控制端，远程控制端判断坐姿是否标准。
进一步地，所述远程控制端对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正，包括：对采集图像进行目标点位标注，将采集图像的目标点位的位置信息与标准坐姿参数进行对比；若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，则将该采集图像作为标准坐姿图像，对应的目标点位作为标准目标点位，开始进行坐姿识别与校正；若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差超出设定的允许范围，则提醒用户调整坐姿，再次进行图像采集，直至采集图像目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，开始进行坐姿识别与校正。
进一步地，所述目标点位包括：头顶点位、下巴点位、左肩点位、右肩点位以及人体轴线。
进一步地，所述标准目标点位包括：标准头顶点位、标准下巴点位、标准左肩点位、标准右肩点位以及标准人体轴线。
进一步地，所述远程控制端判断坐姿是否标准，包括：远程控制端将采集图像的目标点位与标准坐姿参数进行对比：
(51)如果连续n1*T0时间均检测到人体轴线与标准人体轴线一致，左右肩部与标准左右肩部点位相比位置下落，则判断发生了驼背行为，提醒装置提醒用户注意后背挺直；
(52)如果连续n2*T0时间均检测到：头顶点位和下巴点位与标准头顶点位和下巴点位相比高度降低，此时若人体轴线与左右肩部位置与标准坐姿图像的对应目标点位一致，且头顶和下巴水平高度降低的幅度超出设定的阈值时，则判断发生了低头行为，提醒装置提醒用户注意抬头；
(53)如果连续n3*T0时间均检测到：人体轴线与左右肩部位置与标准坐姿图像的标准目标点位一致，头顶与下巴点位偏移人体轴线，则判断发生了偏头行为，提醒装置提醒用户纠正头部姿势；
(54)如果连续n4*T0时间均检测到：人体轴线与标准人体轴线相比发生偏移，则判断为产生了倾斜行为，提醒装置提醒用户注意不要身体倾斜；
(55)如果连续n5*T0时间均检测到：左肩点位、右肩点位不处于同一水平线，则判断为产生了高低肩行为，提醒装置提醒用户注意平衡双肩。
进一步地，当红外检测装置检测到人离开图像采集范围后一段时间，图像采集装置、提醒装置、信息输入单元以及通讯模块均进入休眠模式，直到下一次检测到有人进入图像采集范围，图像采集装置、提醒装置、信息输入单元以及通讯模块均进入工作模式。
本发明的实质性效果：(1)通过对采集图像的分析，准确判断用户坐姿问题，区别常见的坐姿问题，如驼背、低头、偏头、倾斜以及高低肩问题，进行针对性的提醒；(2)当红外检测装置6检测到使用者离开图像采集范围后，进入休眠模式，直到下一次检测到有人进入图像采集范围，节约能源，一方面减少了使用者的操作步骤，另一方面也延长了各部件的使用寿命。(3)采用一对多的形式，远程控制端控制多台台灯，相较于近程控制将控制芯片设计在台灯主体内部而言，减轻了台灯的重量和制造难度，节约了成本，同时借助于远程控制端GPUserver强大的运算能力，也大大提升图像处理的速度。
附图说明
图1为本发明的一种系统示意图。
图2为本发明台灯的结构框图。
图3为本发明的一种不良坐姿分析图。
图中：1、远程控制端，12、通信单元，13、图像采集装置，14、提醒装置，15、信息输入单元，16、红外检测装置。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
一种通过台灯进行坐姿识别的系统，如图1所示，包括远程控制端1和若干台灯，远程控制端1同时控制若干台灯工作；每个台灯对应唯一的远程控制端1识别标志。
如图2所示，所述台灯上设有：红外检测装置16，用于判断是否有人进入或离开监测范围；图像采集装置13，用于获取坐姿图像；提醒装置14，用于发出提醒信号；通信单元12，与远程控制端1进行通信连接；以及，用于获取外部输入信息的信息输入单元15。图像采集装置13、提醒装置14、信息输入单元15均与通信单元12连接，红外检测装置16与提醒装置14连接，信息输入单元15与图像采集装置13连接。当红外检测装置16检测到有人进入台灯的监测范围并持续一定时间后，提醒装置14发出是否进行坐姿校正的提醒，用户通过信息输入单元15输入是否进行坐姿校正。信息输入单元15收到坐姿校正的确认信号后，图像采集装置13开始工作，准备进行图像采集。
图像采集装置13为具有目光追踪功能的图像采集装置13，通过柔性连接部件与台灯连接，锁定用户目光后，通过柔性连接部件调节图像采集装置13所处的位置。
一种通过台灯进行坐姿识别的方法，适用于一种通过台灯进行坐姿识别的系统，包括：
(1)通过信息输入单元15输入身高和座椅高度，信息输入单元15通过通信单元12将输入的信息传送至远程控制端1，远程控制端1根据身高和座椅高度计算相应的标准坐姿参数；
(2)当红外检测装置16检测到有人进入台灯的监测范围并持续一定时间后，提醒装置14发出是否进行坐姿校正的提醒，信息输入单元15收到坐姿校正的确认信号后，图像采集装置13开始工作，准备进行图像采集；
(3)所述图像采集装置13追踪用户目光，通过柔性连接部件调节图像采集装置13处于人体轴线正前方，进行图像采集；图像采集装置13通过通信单元12将获取的图像信息传送至远程控制端1；
(4)远程控制端1对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正；
(5)如果开始进行坐姿识别与校正，所述图像采集装置13每过T0时刻进行一次图像采集，将采集到的图像信息传输至远程控制端1，远程控制端1判断坐姿是否标准。
其中，(4)远程控制端1对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正，包括：
(41)对采集图像进行目标点位标注，将采集图像的目标点位的位置信息与标准坐姿参数进行对比；
(42)若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，则将该采集图像作为标准坐姿图像，对应的目标点位作为标准目标点位，开始进行坐姿识别与校正；
(43)若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差超出设定的允许范围，则提醒用户调整坐姿，再次进行图像采集，直至采集图像目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，开始进行坐姿识别与校正。
其中，目标点位包括：头顶点位、下巴点位、左肩点位、右肩点位以及人体轴线，标准目标点位包括：标准头顶点位、标准下巴点位、标准左肩点位、标准右肩点位以及标准人体轴线。
(5)中远程控制端1判断坐姿是否标准，包括：远程控制端1将采集图像的目标点位与标准坐姿参数进行对比，如图3所示，
(51)如果连续n1*T0时间均检测到人体轴线与标准人体轴线一致，左右肩部与标准左右肩部点位相比位置下落，则判断发生了驼背行为，提醒装置14提醒用户注意后背挺直；
(52)如果连续n2*T0时间均检测到：头顶点位和下巴点位与标准头顶点位和下巴点位相比高度降低，此时若人体轴线与左右肩部位置与标准坐姿图像的对应目标点位一致，且头顶和下巴水平高度降低的幅度超出设定的阈值时，则判断发生了低头行为，提醒装置14提醒用户注意抬头；
(53)如果连续n3*T0时间均检测到：人体轴线与左右肩部位置与标准坐姿图像的标准目标点位一致，头顶与下巴点位偏移人体轴线，则判断发生了偏头行为，提醒装置14提醒用户纠正头部姿势；
(54)如果连续n4*T0时间均检测到：人体轴线与标准人体轴线相比发生偏移，则判断为产生了倾斜行为，提醒装置14提醒用户注意不要身体倾斜；
(55)如果连续n5*T0时间均检测到：左肩点位、右肩点位不处于同一水平线，则判断为产生了高低肩行为，提醒装置14提醒用户注意平衡双肩。
当红外检测装置16检测到人离开图像采集范围后一段时间，图像采集装置13、提醒装置14、信息输入单元15以及通讯模块均进入休眠模式，直到下一次检测到有人进入图像采集范围，图像采集装置13、提醒装置14、信息输入单元15以及通讯模块均进入工作模式。
以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (5)

1.一种通过台灯进行坐姿识别的系统，其特征在于，包括远程控制端和若干台灯，远程控制端同时控制若干台灯工作；每个台灯对应唯一的远程控制端识别标志；
所述台灯上设有：
用于判断是否有人进入或离开监测范围的红外检测装置；
用于获取坐姿图像的图像采集装置；
用于发出提醒信号的提醒装置；
与所述远程控制端进行通信连接的通信单元；以及，
用于获取外部输入信息的信息输入单元；
所述图像采集装置、提醒装置、信息输入单元均与通信单元连接；
所述红外检测装置与提醒装置连接，信息输入单元与图像采集装置连接；
所述图像采集装置通过柔性连接部件与台灯连接；
所述图像采集装置为具有目光追踪功能的图像采集装置；
所述通过台灯进行坐姿识别的系统采用以下一种方法，包括：
通过信息输入单元输入身高和座椅高度，信息输入单元通过通信单元获取的信息传送至远程控制端，远程控制端根据身高和座椅高度计算相应的标准坐姿参数；
当红外检测装置检测到有人进入台灯的监测范围并持续一定时间后，提醒装置发出是否进行坐姿校正的提醒，信息输入单元收到坐姿校正的确认信号后，图像采集装置开始工作，准备进行图像采集；
所述图像采集装置追踪用户目光，通过柔性连接部件调节图像采集装置处于人体轴线正前方，进行图像采集；
图像采集装置通过通信单元将获取的图像信息传送至远程控制端；
远程控制端对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正；所述远程控制端对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正，包括：
对采集图像进行目标点位标注，所述目标点位包括：头顶点位、下巴点位、左肩点位、右肩点位以及人体轴线；将采集图像的目标点位的位置信息与标准坐姿参数进行对比；
若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，则将该采集图像作为标准坐姿图像，对应的目标点位作为标准目标点位，开始进行坐姿识别与校正；所述标准目标点位包括：标准头顶点位、标准下巴点位、标准左肩点位、标准右肩点位以及标准人体轴线；
若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差超出设定的允许范围，则提醒用户调整坐姿，再次进行图像采集，直至采集图像目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，开始进行坐姿识别与校正；
如果开始进行坐姿识别与校正，所述图像采集装置每过T0时刻进行一次图像采集，将采集到的图像信息传输至远程控制端，远程控制端判断坐姿是否标准；
所述远程控制端判断坐姿是否标准，包括：远程控制端将采集图像的目标点位与标准坐姿参数进行对比，
（51）如果连续n1*T0时间均检测到人体轴线与标准人体轴线一致，左右肩部与标准左右肩部点位相比位置下落，则判断发生了驼背行为，提醒装置提醒用户注意后背挺直；
（52）如果连续n2*T0时间均检测到：头顶点位和下巴点位与标准头顶点位和下巴点位相比高度降低，此时若人体轴线与左右肩部位置与标准坐姿图像的对应目标点位一致，且头顶和下巴水平高度降低的幅度超出设定的阈值时，则判断发生了低头行为，提醒装置提醒用户注意抬头；
（53）如果连续n3*T0时间均检测到：人体轴线与左右肩部位置与标准坐姿图像的标准目标点位一致，头顶与下巴点位偏移人体轴线，则判断发生了偏头行为，提醒装置提醒用户纠正头部姿势；
（54）如果连续n4*T0时间均检测到：人体轴线与标准人体轴线相比发生偏移，则判断为产生了倾斜行为，提醒装置提醒用户注意不要身体倾斜；
（55）如果连续n5*T0时间均检测到：左肩点位、右肩点位不处于同一水平线，则判断为产生了高低肩行为，提醒装置提醒用户注意平衡双肩。
2.一种通过台灯进行坐姿识别的方法，适用于权利要求1所述的一种通过台灯进行坐姿识别的系统，其特征在于，包括：
通过信息输入单元输入身高和座椅高度，信息输入单元通过通信单元获取的信息传送至远程控制端，远程控制端根据身高和座椅高度计算相应的标准坐姿参数；
当红外检测装置检测到有人进入台灯的监测范围并持续一定时间后，提醒装置发出是否进行坐姿校正的提醒，信息输入单元收到坐姿校正的确认信号后，图像采集装置开始工作，准备进行图像采集；
所述图像采集装置追踪用户目光，通过柔性连接部件调节图像采集装置处于人体轴线正前方，进行图像采集；
图像采集装置通过通信单元将获取的图像信息传送至远程控制端；
远程控制端对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正；
如果开始进行坐姿识别与校正，所述图像采集装置每过T0时刻进行一次图像采集，将采集到的图像信息传输至远程控制端，远程控制端判断坐姿是否标准。
3.根据权利要求2所述的一种通过台灯进行坐姿识别的方法，其特征在于，所述远程控制端对采集图像进行分析，判断是否开始进行坐姿识别与校正，包括：
对采集图像进行目标点位标注，将采集图像的目标点位的位置信息与标准坐姿参数进行对比；
若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，则将该采集图像作为标准坐姿图像，对应的目标点位作为标准目标点位，开始进行坐姿识别与校正；
若目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差超出设定的允许范围，则提醒用户调整坐姿，再次进行图像采集，直至采集图像目标点位之间的距离/角度与标准坐姿参数的误差在设定的允许范围内，开始进行坐姿识别与校正。
4.根据权利要求3所述的一种通过台灯进行坐姿识别的方法，其特征在于，所述目标点位包括：头顶点位、下巴点位、左肩点位、右肩点位以及人体轴线。
5.根据权利要求2所述的一种通过台灯进行坐姿识别的方法，其特征在于，当红外检测装置检测到人离开图像采集范围后一段时间，图像采集装置、提醒装置、信息输入单元以及通讯模块均进入休眠模式，直到下一次检测到有人进入图像采集范围，图像采集装置、提醒装置、信息输入单元以及通讯模块均进入工作模式。
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