CN112987853B - 一种基于视觉算法的早教平板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于视觉算法的早教平板，包括：平板本体，包括平板正面和平板背面，平板正面设置有显示屏，用以观看和点击平板内容，平板背面设置有支撑板，用以调节平板本体使用时的高度；图像采集器，用以实时采集使用者的眼部图片；光源感应器，用以实时检测和调节显示屏的亮度；光强传感器，用以实时检测平板周围的环境亮度；从而能够通过图像采集器采集的实际眼部图片结合标准眼部图片得到使用者的瞳孔大小的变化情况和瞳孔持续放大的时间以确定使用者对早教平板应用程序的喜好程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。

Description

一种基于视觉算法的早教平板
技术领域
本发明涉及智能玩具技术领域，尤其涉及一种基于视觉算法的早教平板。
背景技术
随着科技的不断进步，平板电脑不仅作为成年人使用的电子产品，且作为一种人机交互的智能玩具，在幼儿早教领域也得到了广泛运用。
早教平板主要适用于小学以前阶段的孩子，相对于一般的教育平板而言，学习的目的性比较弱，主要是引起孩子的兴趣，让他们可以长时间专注于一项活动，从而让家长发现孩子的兴趣与创造更多教孩子学习识字和阅读的情境。
瞳孔是动物或人眼睛内虹膜中心的小圆孔，为光线进入眼睛的通道。虹膜上平滑肌的伸缩，可以使瞳孔的口径缩小或放大，控制进入瞳孔的光量。一般而言，人的瞳孔变大表示喜欢，变小表示厌恶，不变则表示无感，瞳孔的变化作为一种生理反应，不受人体控制，其反馈结果直接且可靠。
目前，已经有一些基于视觉算法的早教平板，但不能根据孩子的使用记录自动调整早教平板的内容，也不能根据根据孩子的使用记录自动调整早教平板中各应用程序的使用顺序。
发明内容
为此，本发明提供一种基于视觉算法的早教平板，可以有效解决现有技术中早教平板在使用时不能根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于视觉算法的早教平板，包括：
平板本体，包括平板正面和平板背面，平板正面设置有显示屏，用以观看和点击平板内容，平板背面设置有支撑板，用以调节平板本体使用时的高度；
图像采集器，其设置在所述显示屏上方，用以实时采集使用者的眼部图片；
光源感应器，其设置在所述显示屏与所述平板本体的边缘之间，用以实时检测和调节显示屏的亮度；
光强传感器，其设置在所述平板背面的上端，用以实时检测平板周围的环境亮度；
中控单元，其设置在所述显示屏和所述平板背面之间，分别与所述图像采集器、所述光源感应器和所述光强传感器连接，用以控制所述早教平板的使用；
云端处理器，其设置在所述显示屏和所述平板背面之间且与所述中控单元连接，用以接收和处理所述中控单元和家长手机传递过来的数据信息；
使用者使用时，所述中控单元将所述图像采集器采集到的实际眼部图片与中控单元内储存的标准眼部图片进行比较以确定使用者的眼部轮廓线是否重合以及重合时瞳孔的变化情况，所述瞳孔变大时，中控单元结合亮度对瞳孔实际大小进行调整并进一步确定使用者是否喜欢早教平板当前应用程序的内容；
所述中控单元判定使用者喜欢当前应用程序的内容时，中控单元结合瞳孔持续放大的时间和双眼瞳孔大小差值对喜欢的程度进行分级，并在分级后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器以确定下次使用时各应用程序的使用顺序和使用时间。
进一步地，所述中控单元根据使用者之前使用所述早教平板的使用记录确定标准眼部图片，并以左眼轮廓线最左边位置A为原点建立平面直角坐标系，其中，右眼轮廓线最右边位置记为B，坐标为B（x,y），x＞y；
使用者使用时，所述中控单元将所述图像采集器采集到的实际眼部图片中左眼轮廓线最左边位置设置为As,右眼轮廓线最右边位置设置为Bs,设置完成时，中控单元将实际眼部图片中左眼轮廓线最左边位置As与标准眼部图片中左眼轮廓线最左边位置A进行自动匹配重合并将此时实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置Bs的坐标设置为Bs（xs,ys），设置完成时，中控单元将标准眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标与实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标进行比较：
若x=xs且y=ys,所述中控单元判定眼部轮廓线重合；
若x≠xs且y≠ys，所述中控单元控制所述实际眼部图片旋转以及放大或缩小以使x=xs且y=ys；
若x=xs但y≠ys，所述中控单元控制所述实际眼部图片缩小和旋转以使x=xs且y=ys；
若y=ys但x≠xs，所述中控单元控制所述实际眼部图片旋转以及放大或缩小以使x=xs且y=ys。
进一步地，所述眼部轮廓线重合时，所述中控单元获取实际眼部图片中左眼瞳孔中心位置K和左眼瞳孔最左边位置G，其中K(xk,yk),G（xg,yg）,获取完成时，中控单元计算此时的左眼瞳孔实际大小α，其计算公式如下：
α=π/4[（xk-xg）2+（yk-yg）2];
计算完成时，所述中控单元将左眼瞳孔实际大小α与中控单元内预设的标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较：
若α=α0，所述中控单元判定使用者对所述早教平板此时使用的应用程序无感；
若α＞α0，所述中控单元结合环境亮度确定使用者是否喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若α＜α0，所述中控单元判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序。
进一步地，所述中控单元判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序时，中控单元将使用者的使用记录传递给所述云端处理器以将所述不喜欢的应用程序进行暂时封存。
进一步地，当α＞α0时，所述中控单元将所述光源传感器检测到的所述显示屏的实际亮度设置为L，将光强传感器检测到的环境亮度设置为标准亮度L0，设置完成时，中控单元将实际亮度L与标准亮度L0进行比较：
若L＜L0，所述中控单元所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序并控制所述光源传感器调节平板亮度以使L=L0；
若L=L0，所述中控单元所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若L＞L0，所述中控单元计算亮度差值△L，设定△L=L-L0；
所述亮度差值△L计算完成时，所述中控单元根据预设公式αs=πD2/4×[（L-△L）/L]2计算排除亮度后左眼瞳孔大小αs并将αs与标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较，
若αs＜α0，所述中控单元判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若αs=α0，所述中控单元判定使用者对所述早教平板此时使用的应用程序无感；
若αs＞α0，所述中控单元所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序。
进一步地，所述左眼瞳孔实际大小计算完成时，所述中控单元采用上述方式计算右眼实际瞳孔大小β和排除亮度后右眼瞳孔大小βs。
进一步地，所述中控单元设置有预设双眼瞳孔大小差值和应用程序喜欢程度；所述预设双眼瞳孔大小差值包括第一预设双眼瞳孔大小差值△αβ1，第二预设双眼瞳孔大小差值△αβ2和第三预设双眼瞳孔大小差值△αβ3，其中，△αβ1＜△αβ2＜△αβ3；所述应用程序喜欢程度包括一般喜欢程度S1,中等喜欢程度S2、特别喜欢程度S3和最喜欢程度S4，其中，喜欢程度排序为S1＜S2＜S3＜S4；
所述中控单元判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序时，中控单元计算双眼瞳孔大小差值△αβ，其计算公式如下：
△αβ=（α-αs）+(β-βs);
计算完成时，所述中控单元结合瞳孔实际持续放大时间T和双眼瞳孔大小差值△αβ与预设双眼瞳孔大小差值的比较结果确定使用者喜欢应用程序的喜欢程度，
当T=Ti时，设定i=1,2,3,4，若△αβ＜△αβ1，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为一般喜欢程度S1；
若△αβ1≤△αβ＜△αβ2，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为中等喜欢程度S2；
若△αβ2≤△αβ＜△αβ3，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为特别喜欢程度S3；
若△αβ≥△αβ3，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为最喜欢程度S4；
其中，所述瞳孔实际持续放大时间T根据所述图像采集器实时检测到的眼部图片确定，Ti表示预设瞳孔持续放大时间，通过所述中控单元预设。
进一步地，所述中控单元确定使用者对应用程序的喜欢程度后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器，家长收到使用数据后加入期望使用者能够看到的应用程序信息并将该信息传给所述云端处理器进行处理。
进一步地，所述云端处理器根据所述中控单元传递过来的使用数据将使用者喜欢使用的应用程序设置为四个等级，包括第一等级D1,第二等级D2,第三等级D3和第四等级D4,其中，第i等级Di表示应用程序第i喜欢程度Si对应的应用程序，设定i=1,2,3,4,设置完成时，云端处理器将家长手机传递过来的期望使用者能够看到的应用程序信息设置为第五等级D5，设置完成时，云端处理器确定使用者下次使用的使用顺序和使用时间，确定结果如下：
使用顺序依次为D1、D5、D3、D4和D2；
使用时间f0=f1×30%+f2×20%+f3×20%+f4×10%+f5×20%;
式中，f1×30%表示第一等级D1对应的应用程序使用时间的占比为30%，f2×20%表示第二等级D2对应的应用程序使用时间的占比为20%，f3×20%表示第三等级D3对应的应用程序使用时间的占比为20%，f4×10%表示第四等级D4对应的应用程序使用时间的占比为10%，f5×20%表示第五等级D5对应的应用程序使用时间的占比为20%。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置图像采集器，并根据图像采集器采集的实际眼部图片结合标准眼部图片得到使用者的瞳孔大小的变化情况和瞳孔持续放大的时间以确定使用者对早教平板应用程序的喜好程度，进而结合使用者的使用记录自动调整早教平板的内容。本发明通过实际眼部图片与标准眼部图片进行比较以确定使用者眼部轮廓线是否重合以及重合时并在瞳孔变大时结合亮度对瞳孔实际大小进行调整后进一步确定使用者是否喜欢早教平板当前应用程序的内容，所述中控单元判定使用者喜欢当前应用程序的内容时，中控单元结合瞳孔持续放大的时间和双眼瞳孔大小差值对喜欢的程度进行分级，并在分级后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器以确定下次使用时各应用程序的使用顺序和使用时间。从而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
进一步地，本发明通过将标准眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标与实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标进行比较以确定眼部轮廓线是否重合以及不重合时的调整方式，从而能够在眼部轮廓线重合时进一步比较瞳孔的变化情况，进而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
进一步地，本发明通过左眼瞳孔中心位置K和左眼瞳孔最左边位置G计算得到左眼瞳孔实际大小，并将左眼瞳孔实际大小α标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较以初步确定使用者是否喜欢此时使用的应用程序，从而为进一步结合亮度最终确定使用者对此时使用的应用程序的喜欢打下基础，从而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
进一步地，本发明通过将将实际亮度L与标准亮度L0进行比较以确定瞳孔的变大是否受亮度的影响并对造成影响的亮度通过预设公式排除亮度影响后再次进行比较以确定使用者是否喜欢此时的应用程序，从而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
进一步地，本发明通过结合瞳孔实际持续放大时间T和双眼瞳孔大小差值△αβ与预设双眼瞳孔大小差值的比较结果确定使用者喜欢应用程序的喜欢程度，从而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
进一步地，本发明通过将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器，家长收到使用数据后加入期望使用者能够看到的应用程序信息并将该信息传给所述云端处理器7进行处理，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
进一步地，本发明通过将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器以确定下次使用时各应用程序的使用顺序和使用时间，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
进一步地，通过支撑板脱离收纳槽，使得支撑板与平板本体呈“入”形，即可实现平板本体的稳定放置，同时通过转动螺纹杆使得螺纹杆进入到螺纹槽，实现对支撑板的位置固定，实现平板可以稳定独立的放置，提高使用质量，避免放置的局限性，在不使用时，支撑板进入到收纳槽，通过磁铁块与铁片之间的吸引，实现支撑板稳定的收纳在收纳槽内，使用质量高。
进一步地，通过手动推动滑板即可把滑板移开，使得充电槽外露，在不充电时，滑板覆盖在充电槽上，对充电槽进行保护，避免杂质和灰尘进入，提高使用寿命，降低故障率，通过弹簧一直处于压缩状态，使得活动板和活动柱以及摩擦板有远离弹簧运动的趋势，使得摩擦板与安装槽的内壁产生静摩擦，使得，摩擦板不会轻易移动，从动实现对活动柱和滑块以及滑板的位置进行固定，滑板不会随意移动，给充电槽提供稳定的保护。
附图说明
图1为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的正面结构示意图；
图2为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的侧面结构示意图；
图3为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的A处的放大结构示意图；
图4为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的B处的放大结构示意图；
图5为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的滑块剖视结构示意图；
图中标记说明：1、平板本体；11、平板正面；12、平板背面；121、斜杆；122、手拿把手；123、收纳槽；2、图像采集器；3、显示屏；4、光源感应器；5、支撑板；51、螺纹杆；52、连接块；53、螺纹槽；6、中控单元；7、云端处理器；8、光强传感器；31、充电槽；32、滑板；321、压缩腔；322、活动板；323、弹簧；33、安装槽；34、导杆；35、滑块；36、活动柱；37、摩擦板。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1和图2所示，图1为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的正面结构示意图，图2为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的侧面结构示意图，本实施例的基于视觉算法的早教平板，包括：
平板本体1，包括平板正面11和平板背面12，平板正面11设置有显示屏3，用以观看和点击平板内容，平板背面12设置有支撑板5，用以调节平板本体1使用时的高度；
图像采集器2，其设置在所述显示屏3上方，用以实时采集使用者的眼部图片；
光源感应器4，其设置在所述显示屏3与所述平板本体1的边缘之间，用以实时检测和调节显示屏3的亮度；
光强传感器8，其设置在所述平板背面12的上端，用以实时检测平板周围的环境亮度；
中控单元6，其设置在所述显示屏3和所述平板背面12之间，分别与所述图像采集器2、所述光源感应器4和所述光强传感器8连接，用以控制所述早教平板的使用；
云端处理器7，其设置在所述显示屏3和所述平板背面12之间且与所述中控单元6连接，用以接收和处理所述中控单元6和家长手机传递过来的数据信息；
使用者使用时，所述中控单元6将所述图像采集器2采集到的实际眼部图片与中控单元6内储存的标准眼部图片进行比较以确定使用者的眼部轮廓线是否重合以及重合时瞳孔的变化情况，所述瞳孔变大时，中控单元6结合亮度对瞳孔实际大小进行调整并进一步确定使用者是否喜欢早教平板当前应用程序的内容；
所述中控单元6判定使用者喜欢当前应用程序的内容时，中控单元6结合瞳孔持续放大的时间和双眼瞳孔大小差值对喜欢的程度进行分级，并在分级后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器7以确定下次使用时各应用程序的使用顺序和使用时间。
本实施例中，中控单元6实质为PLC控制板。使用者在本实施例中的使用者为小学阶段以前的孩子。使用数据包括使用记录和分级信息。数据信息在本实施例中为中控单元6上传的使用数据和家长手机上传的期望加入信息，期望加入信息在本实施例中为家长希望孩子能够在使用早教平板时能够看到的内容。家长手机与中控单元6采用无线连接。
具体而言，本发明实施例通过实际眼部图片与标准眼部图片进行比较以确定使用者眼部轮廓线是否重合以及重合时并在瞳孔变大时结合亮度对瞳孔实际大小进行调整后进一步确定使用者是否喜欢早教平板当前应用程序的内容，所述中控单元6判定使用者喜欢当前应用程序的内容时，中控单元6结合瞳孔持续放大的时间和双眼瞳孔大小差值对喜欢的程度进行分级，并在分级后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器7以确定下次使用时各应用程序的使用顺序和使用时间。从而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器7，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
参阅图2-5所示，图2为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的侧面结构示意图，图3为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的A处的放大结构示意图，图4为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的B处的放大结构示意图，图5为本发明实施例基于视觉算法的早教平板的滑块35剖视结构示意图，所述平板背面12还设置有有收纳槽123，收纳槽123的顶部内壁铰接有所述支撑板5，所述平板背面12还固定有斜杆121，斜杆121的一端固定有手拿把手122，所述手拿把手122上螺纹安装有螺纹杆51，所述支撑板5上设有连接块52，连接块52的一端开设有螺纹槽53，所述螺纹杆51的一端贯穿手拿把手122并与螺纹槽53螺纹连接，所述平板背面12开设有充电槽31和安装槽33以及滑动安装有滑板32，所述滑板32抵靠于充电槽31和安装槽33上，所述安装槽33内滑动安装有滑块35，滑块35远离滑板32的一侧滑动安装有活动柱36，活动柱36的一端连接有摩擦板37，摩擦板37与安装槽33的一侧内壁滑动接触连接，所述滑块35上设有压缩腔321，压缩腔321内固定滑动安装有活动板322，所述活动柱36远离摩擦板37的一端延伸至压缩腔321内并与活动板322固定连接，所述活动板322远离活动柱36的一侧与压缩腔321的内壁之间设有弹簧323。
本实施中，所述滑块35靠近活动柱36的一端开设有安装孔，安装孔与压缩腔321连通，活动柱36远离活动板322的一端贯穿安装孔，活动柱36与安装孔的内壁滑动连接。所述安装槽33内固定有导杆34，所述滑块35滑动套设于导杆34上。所述支撑板5的底部安装有磁铁块，所述收纳槽123的底部内壁设有铁片。所述斜杆121垂直设置于手拿把手122上，所述斜杆121为两个，两个斜杆121平行设置。所述摩擦板37为橡胶材质制成，摩擦板37远离活动柱36的一侧设有均匀分布的防滑纹。本实施例中，平板本体1的稳定放置，对充电槽31进行保护，避免杂质和灰尘进入，提高使用寿命，降低故障率，易于推广。
具体而言，本发明实施例通过支撑板5脱离收纳槽123，使得支撑板5与平板本体1呈“入”形，即可实现平板本体1的稳定放置，同时通过转动螺纹杆51使得螺纹杆51进入到螺纹槽53，实现对支撑板5的位置固定，实现平板可以稳定独立的放置，提高使用质量，避免放置的局限性，在不使用时，支撑板5进入到收纳槽123，通过磁铁块与铁片之间的吸引，实现支撑板5稳定的收纳在收纳槽123内，使用质量高。
具体而言，所述中控单元6根据使用者之前使用所述早教平板的使用记录确定标准眼部图片，并以左眼轮廓线最左边位置A为原点建立平面直角坐标系，其中，右眼轮廓线最右边位置记为B，坐标为B（x,y），x＞y；
使用者使用时，所述中控单元6将所述图像采集器2采集到的实际眼部图片中左眼轮廓线最左边位置设置为As,右眼轮廓线最右边位置设置为Bs,设置完成时，中控单元6将实际眼部图片中左眼轮廓线最左边位置As与标准眼部图片中左眼轮廓线最左边位置A进行自动匹配重合并将此时实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置Bs的坐标设置为Bs（xs,ys），设置完成时，中控单元6将标准眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标与实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标进行比较：
若x=xs且y=ys,所述中控单元6判定眼部轮廓线重合；
若x≠xs且y≠ys，所述中控单元6控制所述实际眼部图片旋转以及放大或缩小以使x=xs且y=ys；
若x=xs但y≠ys，所述中控单元6控制所述实际眼部图片缩小和旋转以使x=xs且y=ys；
若y=ys但x≠xs，所述中控单元6控制所述实际眼部图片旋转以及放大或缩小以使x=xs且y=ys。
具体而言，本发明实施例通过将标准眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标与实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标进行比较以确定眼部轮廓线是否重合以及不重合时的调整方式，从而能够在眼部轮廓线重合时进一步比较瞳孔的变化情况，进而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器7，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
具体而言，所述眼部轮廓线重合时，所述中控单元6获取实际眼部图片中左眼瞳孔中心位置K和左眼瞳孔最左边位置G，其中K(xk,yk),G（xg,yg）,获取完成时，中控单元6计算此时的左眼瞳孔实际大小α，其计算公式如下：
α=π/4[（xk-xg）2+（yk-yg）2];
计算完成时，所述中控单元6将左眼瞳孔实际大小α与中控单元6内预设的标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较：
若α=α0，所述中控单元6判定使用者对所述早教平板此时使用的应用程序无感；
若α＞α0，所述中控单元6结合环境亮度确定使用者是否喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若α＜α0，所述中控单元6判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序。
具体而言，本发明实施例通过左眼瞳孔中心位置K和左眼瞳孔最左边位置G计算得到左眼瞳孔实际大小，并将左眼瞳孔实际大小α标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较以初步确定使用者是否喜欢此时使用的应用程序，从而为进一步结合亮度最终确定使用者对此时使用的应用程序的喜欢打下基础，从而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器7，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
具体而言，所述中控单元6判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序时，中控单元6将使用者的使用记录传递给所述云端处理器7以将所述不喜欢的应用程序进行暂时封存。
本实施例中，暂时封存为使用者下次使用时不能使用，需家长后期加在期望加入信息中才能被使用者看到。
具体而言，本发明实施例通过将使用者不喜欢的应用程序进行暂时封存以提高使用者的早教效率，进而能够帮助使用者更快找到自己的兴趣所在。
具体而言，当α＞α0时，所述中控单元6将所述光源传感器检测到的所述显示屏3的实际亮度设置为L，将光强传感器8检测到的环境亮度设置为标准亮度L0，设置完成时，中控单元6将实际亮度L与标准亮度L0进行比较：
若L＜L0，所述中控单元6所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序并控制所述光源传感器调节平板亮度以使L=L0；
若L=L0，所述中控单元6所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若L＞L0，所述中控单元6计算亮度差值△L，设定△L=L-L0；
所述亮度差值△L计算完成时，所述中控单元6根据预设公式αs=πD2/4×[（L-△L）/L]2计算排除亮度后左眼瞳孔大小αs并将αs与标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较，
若αs＜α0，所述中控单元6判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若αs=α0，所述中控单元6判定使用者对所述早教平板此时使用的应用程序无感；
若αs＞α0，所述中控单元6所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序。
本实施例中，光强传感器8也可以为亮度传感器、STM单片机或89C51单片机中的一种。预设公式αs=πD2/4×[（L-△L）/L]2通过瞳孔中心位置和最左边位置的变化获取。L＞L0时，除了计算排除亮度后左眼瞳孔大小αs还需要将平板亮度调节至L=L0以保护使用者的视力健康。
具体而言，本发明实施例通过将将实际亮度L与标准亮度L0进行比较以确定瞳孔的变大是否受亮度的影响并对造成影响的亮度通过预设公式排除亮度影响后再次进行比较以确定使用者是否喜欢此时的应用程序，从而能够根据使用者瞳孔的变化初步确定使用者是否喜欢当前的应用程序，并结合环境亮度进一步进行确认，环境亮度的结合以排除环境因素的干扰，并在确定完成时，结合瞳孔持续放大的时间确定使用者对当前应用程序的喜欢程度，进而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器7，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
具体而言，所述左眼瞳孔实际大小计算完成时，所述中控单元6采用上述方式计算右眼实际瞳孔大小β和排除亮度后右眼瞳孔大小βs。
具体而言，所述中控单元6设置有预设双眼瞳孔大小差值和应用程序喜欢程度；所述预设双眼瞳孔大小差值包括第一预设双眼瞳孔大小差值△αβ1，第二预设双眼瞳孔大小差值△αβ2和第三预设双眼瞳孔大小差值△αβ3，其中，△αβ1＜△αβ2＜△αβ3；所述应用程序喜欢程度包括一般喜欢程度S1,中等喜欢程度S2、特别喜欢程度S3和最喜欢程度S4，其中，喜欢程度排序为S1＜S2＜S3＜S4；
所述中控单元6判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序时，中控单元6计算双眼瞳孔大小差值△αβ，其计算公式如下：
△αβ=（α-αs）+(β-βs);
计算完成时，所述中控单元6结合瞳孔实际持续放大时间T和双眼瞳孔大小差值△αβ与预设双眼瞳孔大小差值的比较结果确定使用者喜欢应用程序的喜欢程度，
当T=Ti时，设定i=1,2,3,4，若△αβ＜△αβ1，所述中控单元6判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为一般喜欢程度S1；
若△αβ1≤△αβ＜△αβ2，所述中控单元6判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为中等喜欢程度S2；
若△αβ2≤△αβ＜△αβ3，所述中控单元6判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为特别喜欢程度S3；
若△αβ≥△αβ3，所述中控单元6判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为最喜欢程度S4；
其中，所述瞳孔实际持续放大时间T根据所述图像采集器2实时检测到的眼部图片确定，Ti表示预设瞳孔持续放大时间，通过所述中控单元6预设。
具体而言，本发明实施例通过结合瞳孔实际持续放大时间T和双眼瞳孔大小差值△αβ与预设双眼瞳孔大小差值的比较结果确定使用者喜欢应用程序的喜欢程度，从而能够自动生成使用记录并上传至云端处理器7，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
具体而言，所述中控单元6确定使用者对应用程序的喜欢程度后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器7，家长收到使用数据后加入期望使用者能够看到的应用程序信息并将该信息传给所述云端处理器7进行处理。
本实施例中，家长收到使用数据后加入期望使用者能够看到的应用程序信息并非一定加入，可以不加入。
具体而言，本发明实施例通过将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器7，家长收到使用数据后加入期望使用者能够看到的应用程序信息并将该信息传给所述云端处理器7进行处理，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
具体而言，所述云端处理器7根据所述中控单元6传递过来的使用数据将使用者喜欢使用的应用程序设置为四个等级，包括第一等级D1,第二等级D2,第三等级D3和第四等级D4,其中，第i等级Di表示应用程序第i喜欢程度Si对应的应用程序，设定i=1,2,3,4,设置完成时，云端处理器7将家长手机传递过来的期望使用者能够看到的应用程序信息设置为第五等级D5，设置完成时，云端处理器7确定使用者下次使用的使用顺序和使用时间，确定结果如下：
使用顺序依次为D1、D5、D3、D4和D2；
使用时间f0=f1×30%+f2×20%+f3×20%+f4×10%+f5×20%;
式中，f1×30%表示第一等级D1对应的应用程序使用时间的占比为30%，f2×20%表示第二等级D2对应的应用程序使用时间的占比为20%，f3×20%表示第三等级D3对应的应用程序使用时间的占比为20%，f4×10%表示第四等级D4对应的应用程序使用时间的占比为10%，f5×20%表示第五等级D5对应的应用程序使用时间的占比为20%。
本实施例中，使用时间的长度由家长进行控制，早教平板只确定使用时间的占比情况，例如，使用时间为2h，则使用顺序和使用时间依次为：使用第一等级D1对应的应用程序，使用时间为36min,然后，使用第五等级D5对应的应用程序，使用时间为24min，然后，使用第三等级D3对应的应用程序，使用时间为24min，然后，使用第四等级D4对应的应用程序，使用时间为12min，最后，使用第二等级D2对应的应用程序，使用时间为24min。
具体而言，本发明实施例通过将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器7以确定下次使用时各应用程序的使用顺序和使用时间，进而早教平板在使用时能够根据使用者的使用记录自动调整早教平板的内容以使早教平板的作用最大化。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (5)

1.一种基于视觉算法的早教平板，其特征在于，包括：
平板本体，包括平板正面和平板背面，平板正面设置有显示屏，用以观看和点击平板内容，平板背面设置有支撑板，用以调节平板本体使用时的高度；
图像采集器，其设置在所述显示屏上方，用以实时采集使用者的眼部图片；
光源感应器，其设置在所述显示屏与所述平板本体的边缘之间，用以实时检测和调节显示屏的亮度；
光强传感器，其设置在所述平板背面的上端，用以实时检测平板周围的环境亮度；
中控单元，其设置在所述显示屏和所述平板背面之间，分别与所述图像采集器、所述光源感应器和所述光强传感器连接，用以控制所述早教平板的使用；
云端处理器，其设置在所述显示屏和所述平板背面之间且与所述中控单元连接，用以接收和处理所述中控单元和家长手机传递过来的数据信息；
使用者使用时，所述中控单元将所述图像采集器采集到的实际眼部图片与中控单元内储存的标准眼部图片进行比较以确定使用者的眼部轮廓线是否重合以及重合时瞳孔的变化情况，所述瞳孔变大时，中控单元结合亮度对瞳孔实际大小进行调整并进一步确定使用者是否喜欢早教平板当前应用程序的内容；
所述中控单元判定使用者喜欢当前应用程序的内容时，中控单元结合瞳孔持续放大的时间和双眼瞳孔大小差值对喜欢的程度进行分级，并在分级后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器以确定下次使用时各应用程序的使用顺序和使用时间；
所述中控单元根据使用者之前使用所述早教平板的使用记录确定标准眼部图片，并以左眼轮廓线最左边位置A为原点建立平面直角坐标系，其中，右眼轮廓线最右边位置记为B，坐标为B（x,y），x＞y；
使用者使用时，所述中控单元将所述图像采集器采集到的实际眼部图片中左眼轮廓线最左边位置设置为As,右眼轮廓线最右边位置设置为Bs,设置完成时，中控单元将实际眼部图片中左眼轮廓线最左边位置As与标准眼部图片中左眼轮廓线最左边位置A进行自动匹配重合并将此时实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置Bs的坐标设置为Bs（xs,ys），设置完成时，中控单元将标准眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标与实际眼部图片中右眼轮廓线最右边位置的坐标进行比较：
若x=xs且y=ys,所述中控单元判定眼部轮廓线重合；
若x≠xs且y≠ys，所述中控单元控制所述实际眼部图片旋转以及放大或缩小以使x=xs且y=ys；
若x=xs但y≠ys，所述中控单元控制所述实际眼部图片缩小和旋转以使x=xs且y=ys；
若y=ys但x≠xs，所述中控单元控制所述实际眼部图片旋转以及放大或缩小以使x=xs且y=ys；
所述眼部轮廓线重合时，所述中控单元获取实际眼部图片中左眼瞳孔中心位置K和左眼瞳孔最左边位置G，其中K(xk,yk),G（xg,yg）,获取完成时，中控单元计算此时的左眼瞳孔实际大小α，其计算公式如下：
α=π/4[（xk-xg）2+（yk-yg）2];
计算完成时，所述中控单元将左眼瞳孔实际大小α与中控单元内预设的标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较：
若α=α0，所述中控单元判定使用者对所述早教平板此时使用的应用程序无感；
若α＞α0，所述中控单元结合环境亮度确定使用者是否喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若α＜α0，所述中控单元判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
所述中控单元判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序时，中控单元将使用者的使用记录传递给所述云端处理器以将所述不喜欢的应用程序进行暂时封存；
当α＞α0时，所述中控单元将所述光源感应器 检测到的所述显示屏的实际亮度设置为L，将光强传感器检测到的环境亮度设置为标准亮度L0，设置完成时，中控单元将实际亮度L与标准亮度L0进行比较：
若L＜L0，所述中控单元所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序并控制所述光源感应器 调节平板亮度以使L=L0；
若L=L0，所述中控单元所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若L＞L0，所述中控单元计算亮度差值△L，设定△L=L-L0；
所述亮度差值△L计算完成时，所述中控单元根据预设公式αs=πD2/4×[（L-△L）/L]2计算排除亮度后左眼瞳孔大小αs并将αs与标准眼部图片左眼瞳孔大小α0进行比较，
若αs＜α0，所述中控单元判定使用者不喜欢所述早教平板此时使用的应用程序；
若αs=α0，所述中控单元判定使用者对所述早教平板此时使用的应用程序无感；
若αs＞α0，所述中控单元所判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序。
2.根据权利要求1所述的基于视觉算法的早教平板，其特征在于，所述左眼瞳孔实际大小计算完成时，所述中控单元采用上述方式计算右眼实际瞳孔大小β和排除亮度后右眼瞳孔大小βs。
3.根据权利要求2所述的基于视觉算法的早教平板，其特征在于，所述中控单元设置有预设双眼瞳孔大小差值和应用程序喜欢程度；所述预设双眼瞳孔大小差值包括第一预设双眼瞳孔大小差值△αβ1，第二预设双眼瞳孔大小差值△αβ2和第三预设双眼瞳孔大小差值△αβ3，其中，△αβ1＜△αβ2＜△αβ3；所述应用程序喜欢程度包括一般喜欢程度S1,中等喜欢程度S2、特别喜欢程度S3和最喜欢程度S4，其中，喜欢程度排序为S1＜S2＜S3＜S4；
所述中控单元判定使用者喜欢所述早教平板此时使用的应用程序时，中控单元计算双眼瞳孔大小差值△αβ，其计算公式如下：
△αβ=（α-αs）+(β-βs);
计算完成时，所述中控单元结合瞳孔实际持续放大时间T和双眼瞳孔大小差值△αβ与预设双眼瞳孔大小差值的比较结果确定使用者喜欢应用程序的喜欢程度，
当T=Ti时，设定i=1,2,3,4，若△αβ＜△αβ1，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为一般喜欢程度S1；
若△αβ1≤△αβ＜△αβ2，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为中等喜欢程度S2；
若△αβ2≤△αβ＜△αβ3，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为特别喜欢程度S3；
若△αβ≥△αβ3，所述中控单元判定使用者喜欢应用程序的喜欢程度为最喜欢程度S4；
其中，所述瞳孔实际持续放大时间T根据所述图像采集器实时检测到的眼部图片确定，Ti表示预设瞳孔持续放大时间，通过所述中控单元预设。
4.根据权利要求3所述的基于视觉算法的早教平板，其特征在于，所述中控单元确定使用者对应用程序的喜欢程度后将使用数据上传至家长手机和所述云端处理器，家长收到使用数据后加入期望使用者能够看到的应用程序信息并将该信息传给所述云端处理器进行处理。
5.根据权利要求4所述的基于视觉算法的早教平板，其特征在于，所述云端处理器根据所述中控单元传递过来的使用数据将使用者喜欢使用的应用程序设置为四个等级，包括第一等级D1,第二等级D2,第三等级D3和第四等级D4,其中，第i等级Di表示应用程序第i喜欢程度Si对应的应用程序，设定i=1,2,3,4,设置完成时，云端处理器将家长手机传递过来的期望使用者能够看到的应用程序信息设置为第五等级D5，设置完成时，云端处理器确定使用者下次使用的使用顺序和使用时间，确定结果如下：
使用顺序依次为D1、D5、D3、D4和D2；
使用时间f0=f1×30%+f2×20%+f3×20%+f4×10%+f5×20%;
式中，f1×30%表示第一等级D1对应的应用程序使用时间的占比为30%，f2×20%表示第二等级D2对应的应用程序使用时间的占比为20%，f3×20%表示第三等级D3对应的应用程序使用时间的占比为20%，f4×10%表示第四等级D4对应的应用程序使用时间的占比为10%，f5×20%表示第五等级D5对应的应用程序使用时间的占比为20%。
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