CN113112770B - 一种识别学生头部姿态的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明中公开了一种识别学生头部姿态的检测方法，涉及教育技术领域；具体包括主座体，所述主座体的内部顶端设置有收纳槽，且收纳槽的内部阻尼滑动有活动座，收纳槽的两侧均设置有活动槽，所述活动座的内部转动安装有支撑杆，且支撑杆的顶部固定安装有副座体，所述副座体的侧面安装有识别检测机构。本发明中采用非接触式的检测方法，检测学生在学习时的头部姿态，且通过学生的头部轮廓、五官特征和双肩特征，根据头部轮廓与双肩之间的间距和角度、耳部轮廓的水平度和间距、眼部轮廓的水平度和间距、学生眼部、鼻和嘴部之间的间距和角度变化，判断学生的头部姿态，提高识别的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及教育技术领域，尤其涉及一种识别学生头部姿态的检测方法。
背景技术
近视是屈光不正的一种。当眼在调节放松状态下，平行光线进入眼内，其聚焦在视网膜之前，这导致视网膜上不能形成清晰像，称为近视眼，近年来，我国近视发生率呈明显上升趋势，近视已成为影响我国国民尤其是青少年眼健康的重大公共卫生问题。这类最常见的眼科疾病被列为世界三大疾病之一，长期近距离用眼者的近视发生率较高，这也是我国青少年近视高发的主要原因。如果再叠加上环境照明不佳、阅读字迹过小或模糊不清、持续阅读时间过长、缺乏户外活动等因素，更加促使近视的发生与发展。
许多的学生在学习过程中无法保持正确的坐姿，长时间的不良姿势容易造成学生近视，目前，许多家长利用背戴式的坐姿宝强行的纠正学生坐姿，长时间佩戴不舒适，影响学生的学习，且学生在进行不同的学习活动时，其头部姿态是不同的，利用单一的姿态宝无法适应学生进行不同的学习活动。
有鉴于此，本发明提供一种识别学生头部姿态的检测方法，以解决上述现有技术中存在的技术问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种识别学生头部姿态的检测方法。
本发明提出的一种识别学生头部姿态的检测方法，包括以下步骤：
第一步，识别学生头部姿态需要用到一种识别检测装置，其识别检测装置包括主座体，所述主座体的内部顶端设置有收纳槽，且收纳槽的内部阻尼滑动有活动座，收纳槽的两侧均设置有活动槽，所述活动座的内部转动安装有支撑杆，且支撑杆的顶部固定安装有副座体，所述副座体的侧面安装有识别检测机构，且副座体的表面固定安装有开关，所述主座体的内部底端安装有处理器和供电机构，且主座体的侧面设置有警示机构，处理器的内部设置有信息储存模块，所述活动座的内部顶端转动安装有角度传感器，且角度传感器的检测部外侧固定安装有半齿轮盘，支撑杆安装于半齿轮盘的顶部，所述活动座的内部固定安装有驱动马达，且驱动马达的输出轴通过齿轮与半齿轮盘底部啮合连接；
第二步，将识别检测装置放置于桌面上，将识别检测机构正对学生面部，学生端坐后开启识别检测装置，通过识别检测机构录入正确的头部姿态信息，且在记录正确姿态信息时，可以根据学生正在进行的活动，进行分批次记录，且针对学生的学习活动，设置成不同的检测模式；
第三步，在录入正确的头部姿态后，根据学生的身高和头部的活动姿态，设置头部前倾、左倾和右倾的角度阈值，且设置学生活动头部时的时间阈值，在超过设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值，识别检测装置进行报警，有效提醒学生恢复正确姿态；
第四步，在应用时，将识别检测装置放置于桌面上，根据学生的学习内容选择相应的模式，将副座体抬起，开启开关，识别检测机构摄入学生的头部姿态信息，在学生的头部出现前倾、左倾和右倾时，处理器反馈信息至驱动马达，通过驱动马达带动副座体和支撑杆做与学生头部相同方向的转动，且未达到设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值时，学生可以通过余光观察识别检测装置上段副座体的姿态，即可了解自身头部的姿态，可以及时的纠正无意识的头部错误姿态，养成良好的学习习惯；
第五步，在应用时，当学生的头部姿态超过设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值时，影响学习或者身体正常发育时，警示机构及时的发出警告，及时的纠正坐姿，保持良好的学习习惯，且家长和老师可以根据反馈的信息，了解学生在学习时的习惯，可以及时、准确的进行纠正。
本发明中优选地，所述识别检测机构为摄像机或红外人体感应器。
本发明中优选地，所述警示机构包括音频模块、显示屏和排列分布的指示灯珠，且警示机构与处理器电性连接。
本发明中优选地，所述供电机构包括USBmini接口、Type-c接口或Lightning接口。
本发明中优选地，所述供电机构还包括设置于主座体内部的蓄电池。
本发明中优选地，所述主座体的内部设置有无线网络模块，且无线网络模块通过无线网络与手机信号连接。
本发明中优选地，所述主座体和副座体均为筒状结构，且主座体和副座体相互靠近的一侧外径尺寸相同。
本发明中优选地，所述主座体和副座体均为盒状结构，且主座体和副座体相互靠近的一侧外径尺寸相同。
本发明中优选地，所述记录姿态信息时，记录学生的头部轮廓、五官特征和双肩特征，根据头部轮廓与双肩之间的间距和角度、耳部轮廓的水平度和间距、眼部轮廓的水平度和间距、学生眼部、鼻和嘴部之间的间距和角度变化，判断学生的头部姿态。
与现有技术相比，本发明提供了一种识别学生头部姿态的检测方法，具备以下有益效果：
本发明中采用非接触式的检测方法，检测学生在学习时的头部姿态，且通过学生的头部轮廓、五官特征和双肩特征，根据头部轮廓与双肩之间的间距和角度、耳部轮廓的水平度和间距、眼部轮廓的水平度和间距、学生眼部、鼻和嘴部之间的间距和角度变化，判断学生的头部姿态，提高识别的准确性，且在学生的头部出现前倾、左倾和右倾时，处理器反馈信息至驱动马达，通过驱动马达带动副座体和支撑杆做与学生头部相同方向的转动，且未达到报警临界值时，学生可以通过余光观察装置上段副座体的姿态，即可了解自身头部的姿态，可以及时的纠正无意识的头部错误姿态，养成良好的学习习惯。
附图说明
图1为本发明提出的一种识别学生头部姿态的检测方法的流程示意图；
图2为本发明提出的一种识别学生头部姿态的检测方法的信息录入示意图；
图3为本发明提出的一种识别学生头部姿态的检测方法的检测示意图；
图4为本发明提出的一种识别学生头部姿态的检测方法的装置一种外形结构示意图；
图5为本发明提出的一种识别学生头部姿态的检测方法的装置另一种外形结构示意图；
图6为本发明提出的一种识别学生头部姿态的检测方法的活动座结构示意图。
图中：1（1a、1b）主座体、2指示灯珠、3音频模块、4支撑杆、5（5a、5b）副座体、6开关、7识别检测机构、8收纳槽、9活动槽、10活动座、11半齿轮盘、12角度传感器、13驱动马达。
具体实施方式
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本专利和简化描述，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专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
参照图1-6，一种识别学生头部姿态的检测方法，包括以下步骤：
第一步，识别学生头部姿态需要用到一种识别检测装置，其识别检测装置包括主座体1，主座体1的内部顶端设置有收纳槽8，且收纳槽8的内部阻尼滑动有活动座10，收纳槽8的两侧均设置有活动槽9，活动座10的内部转动安装有支撑杆4，且支撑杆4的顶部固定安装有副座体5，副座体5的侧面安装有识别检测机构7，且副座体5的表面固定安装有开关6，主座体1的内部底端安装有处理器和供电机构，且主座体1的侧面设置有警示机构，处理器的内部设置有信息储存模块，活动座10的内部顶端转动安装有角度传感器12，且角度传感器12的检测部外侧固定安装有半齿轮盘11，支撑杆4安装于半齿轮盘11的顶部，活动座10的内部固定安装有驱动马达13，且驱动马达13的输出轴通过齿轮与半齿轮盘11底部啮合连接；
第二步，将识别检测装置放置于桌面上，将识别检测机构7正对学生面部，学生端坐后开启识别检测装置，通过识别检测机构7录入正确的头部姿态信息，且在记录正确姿态信息时，可以根据学生正在进行的活动，进行分批次记录，且针对学生的学习活动，设置成不同的检测模式；
第三步，在录入正确的头部姿态后，根据学生的身高和头部的活动姿态，设置头部前倾、左倾和右倾的角度阈值，且设置学生活动头部时的时间阈值，在超过设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值，识别检测装置进行报警，有效提醒学生恢复正确姿态；
第四步，在应用时，将识别检测装置放置于桌面上，根据学生的学习内容选择相应的模式，将副座体5抬起，开启开关6，识别检测机构7摄入学生的头部姿态信息，在学生的头部出现前倾、左倾和右倾时，处理器反馈信息至驱动马达13，通过驱动马达13带动副座体5和支撑杆4做与学生头部相同方向的转动，且未达到设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值时，学生可以通过余光观察识别检测装置上段副座体5的姿态，即可了解自身头部的姿态，可以及时的纠正无意识的头部错误姿态，养成良好的学习习惯；
第五步，在应用时，当学生的头部姿态超过设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值时，影响学习或者身体正常发育时，警示机构及时的发出警告，及时的纠正坐姿，保持良好的学习习惯，且家长和老师可以根据反馈的信息，了解学生在学习时的习惯，可以及时、准确的进行纠正。
作为本发明中再进一步的方案，识别检测机构7为摄像机或红外人体感应器。
作为本发明中再进一步的方案，警示机构包括音频模块3、显示屏和排列分布的指示灯珠2，且警示机构与处理器电性连接，在应用阶段，通过指示灯珠2的数量，显示学生头部向前倾斜的间距。
作为本发明中再进一步的方案，供电机构包括USBmini接口、Type-c接口或Lightning接口。
作为本发明中再进一步的方案，供电机构还包括设置于主座体1内部的蓄电池。
作为本发明中再进一步的方案，主座体1的内部设置有无线网络模块，且无线网络模块通过无线网络与手机信号连接。
作为本发明中再进一步的方案，主座体1和副座体5均为筒状结构，且主座体1和副座体5相互靠近的一侧外径尺寸相同。
作为本发明中再进一步的方案，主座体1和副座体5均为盒状结构，且主座体1和副座体5相互靠近的一侧外径尺寸相同。
作为本发明中再进一步的方案，记录姿态信息时，记录学生的头部轮廓、五官特征和双肩特征，根据头部轮廓与双肩之间的间距和角度、耳部轮廓的水平度和间距、眼部轮廓的水平度和间距、学生眼部、鼻和嘴部之间的间距和角度变化，判断学生的头部姿态。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，识别学生头部姿态需要用到一种识别检测装置，其识别检测装置包括主座体（1），所述主座体（1）的内部顶端设置有收纳槽（8），且收纳槽（8）的内部阻尼滑动有活动座（10），收纳槽（8）的两侧均设置有活动槽（9），所述活动座（10）的内部转动安装有支撑杆（4），且支撑杆（4）的顶部固定安装有副座体（5），所述副座体（5）的侧面安装有识别检测机构（7），且副座体（5）的表面固定安装有开关（6），所述主座体（1）的内部底端安装有处理器和供电机构，且主座体（1）的侧面设置有警示机构，处理器的内部设置有信息储存模块，所述活动座（10）的内部顶端转动安装有角度传感器（12），且角度传感器（12）的检测部外侧固定安装有半齿轮盘（11），支撑杆（4）安装于半齿轮盘（11）的顶部，所述活动座（10）的内部固定安装有驱动马达（13），且驱动马达（13）的输出轴通过齿轮与半齿轮盘（11）底部啮合连接；
第二步，将识别检测装置放置于桌面上，将识别检测机构（7）正对学生面部，学生端坐后开启识别检测装置，通过识别检测机构（7）录入正确的头部姿态信息，且在记录正确姿态信息时，可以根据学生正在进行的活动，进行分批次记录，且针对学生的学习活动，设置成不同的检测模式；
第三步，在录入正确的头部姿态后，根据学生的身高和头部的活动姿态，设置头部前倾、左倾和右倾的角度阈值，且设置学生活动头部时的时间阈值，在超过设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值，识别检测装置进行报警，有效提醒学生恢复正确姿态；
第四步，在应用时，将识别检测装置放置于桌面上，根据学生的学习内容选择相应的模式，将副座体（5）抬起，开启开关（6），识别检测机构（7）摄入学生的头部姿态信息，在学生的头部出现前倾、左倾和右倾时，处理器反馈信息至驱动马达（13），通过驱动马达（13）带动副座体（5）和支撑杆（4）做与学生头部相同方向的转动，且未达到设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值时，学生可以通过余光观察识别检测装置上段副座体（5）的姿态，即可了解自身头部的姿态，可以及时的纠正无意识的头部错误姿态，养成良好的学习习惯；
第五步，在应用时，当学生的头部姿态超过设置的头部前倾、左倾和右倾角度阈值、时间阈值时，影响学习或者身体正常发育时，警示机构及时的发出警告，及时的纠正坐姿，保持良好的学习习惯，且家长和老师可以根据反馈的信息，了解学生在学习时的习惯，可以及时、准确的进行纠正。
2.根据权利要求1所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述识别检测机构（7）为摄像机或红外人体感应器。
3.根据权利要求1所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述警示机构包括音频模块（3）、显示屏和排列分布的指示灯珠（2），且警示机构与处理器电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述供电机构包括USBmini接口、Type-c接口或Lightning接口。
5.根据权利要求4所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述供电机构还包括设置于主座体（1）内部的蓄电池。
6.根据权利要求1所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述主座体（1）的内部设置有无线网络模块，且无线网络模块通过无线网络与手机信号连接。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述主座体（1）和副座体（5）均为筒状结构，且主座体（1）和副座体（5）相互靠近的一侧外径尺寸相同。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述主座体（1）和副座体（5）均为盒状结构，且主座体（1）和副座体（5）相互靠近的一侧外径尺寸相同。
9.根据权利要求1所述的一种识别学生头部姿态的检测方法，其特征在于，所述记录姿态信息时，记录学生的头部轮廓、五官特征和双肩特征，根据头部轮廓与双肩之间的间距和角度、耳部轮廓的水平度和间距、眼部轮廓的水平度和间距、学生眼部、鼻和嘴部之间的间距和角度变化，判断学生的头部姿态。
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