CN113903161A - 一种坐姿提醒装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种坐姿提醒装置，其包括：上下设置的两个红外激光雷达，用于获取正确坐姿姿态的高度以及当前坐姿姿态的高度；判断模块，用于根据正确坐姿姿态的高度以及当前坐姿姿态的高度的差值，判断坐姿姿态是否正确；获取时间模块，用于当判断坐姿姿态不正确时，获取所述坐姿姿态不正确持续的时间；用于当判断坐姿姿态正确时，获取所述坐姿姿态正确持续的时间；以及提醒模块，用于所述坐姿姿态不正确持续的时间达到一预设阈值时，提醒装置发出提醒纠正坐姿姿态的信号；以及所述坐姿姿态正确持续的时间达到另一预设阈值时，提醒装置发出提醒需要休息信号。本发明还涉及一种坐姿提醒方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种提醒装置及方法，尤其是指一种坐姿提醒装置及方法。
背景技术
据有关统计，我国中小学生写作业时长达全球水平的三倍；办公族一天中约有三分之一的时间是在办公桌旁度过的，学生族和办公族的不良用眼习惯及不良坐姿，导致这两种主流群体中近视眼和脊柱颈椎疾病的发病率日益升高。尤其是还处于身体发育阶段的青少年，如果在读书时长时间处于坐姿不正确的状态，一方面不正确的坐姿会使青少年学习效率降低，导致虽然读了很长时间的书却收获很少；另一方面，长时间的坐姿不正确还会影响青少年的身体发育，造成近视、脊柱变形等。以此，提醒在读书时保持正确坐姿就显得极为重要。
此外，随着电脑应用的普及，人们几乎无时不刻不用使用电脑。电脑在人们的工作和生活中所扮演的角色越来越重要。电脑帮助人们提高了工作效率，丰富了生活内容。但长期使用电脑也给人们的健康带来了隐患，比如腰椎、颈椎等方面的患病率大大增加。
现有技术中，提醒坐姿不正的方法是摄像设备实时拍摄坐姿姿态，当读书过程中坐姿不正确时，提醒设备立刻发出提醒信号，进而提醒读者纠正不正确的坐姿。
以此，现有技术中坐姿提醒方法虽能起到纠正坐姿的效果，但因当判断坐姿不正确时就立刻发出提醒信号，往往会打扰读者读书；并且，短时间的坐姿不正确并不会给身体带来危害，只有长时间的坐姿不正确才会造成身体健康的危害，引起近视，脊柱变形等。
因此，有必要研发一种提醒人们在使用电脑或者在阅读时坐姿不正确，或者提醒人们在使用电脑或者在阅读时保持正确坐姿时间过长需要休息的坐姿提醒装置和方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种坐姿提醒装置和方法，解决了现有技术中在人们在久坐或者坐姿不正确给人们的健康带来隐患等技术问题。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：提供一种坐姿提醒装置，其包括：
上下设置的两个红外激光雷达，用于获取正确坐姿姿态的高度以及当前坐姿姿态的高度；
判断模块，用于根据正确坐姿姿态的高度以及当前坐姿姿态的高度的差值，判断坐姿姿态是否正确；
获取时间模块，用于当判断坐姿姿态不正确时，获取所述坐姿姿态不正确持续的时间；用于当判断坐姿姿态正确时，获取所述坐姿姿态正确持续的时间；以及
提醒模块，用于所述坐姿姿态不正确持续的时间达到一预设阈值时，提醒装置发出提醒纠正坐姿姿态的信号；以及所述坐姿姿态正确持续的时间达到另一预设阈值时，提醒装置发出提醒需要休息信号。
优选地，在所述提醒模块中，不正确的坐姿的持续时间预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值；正确的坐姿的持续时间预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值。
优选地，进一步包括左右设置的两个红外激光雷达，用于获取正确坐姿姿态下与人体之间的距离以及当前坐姿姿态下与人体之间的距离。
优选地，进一步包括蓝牙模块，手机中应用程序通过所述蓝牙模块控制或作用于所述坐姿提醒装置。
优选地，所述提醒模块为蜂鸣器、发光模块或另一信号接收端。
本发明所要解决的技术问题还通过以下技术方案来实现的：提供一种坐姿提醒方法，其包括：
通过上下设置的两个红外激光雷达获取正确坐姿姿态的高度；
通过上下设置的两个红外激光雷达获取当前坐姿姿态的高度；
计算步前面两步骤的高度之差，如果高度差超过设定的数值，则判断坐姿姿态不正确，然后，获取所述坐姿姿态不正确持续的时间；如果高度差不超过设定的数值，则判断坐姿姿态正确，然后，获取所述坐姿姿态正确持续的时间；
若不正确的坐姿的持续时间超过一预设阈值，提醒模块发出提醒纠正不正确坐姿的信号；若正确的坐姿的持续时间超过另一预设阈值，该提醒模块发出提醒休息信号。
较佳地，当所述不正确的坐姿的持续时间达到该预设阈值时，所述提醒模块发出提醒信号进一步包括：
当所述不正确的坐姿的持续时间达到第一预设阈值时，所述提醒模块发出第一次提醒信号；当所述不正确的坐姿的持续时间达到第二预设阈值时，所述提醒模块发出第二次提醒信号。
较佳地，当所述正确的坐姿的持续时间达到该另一预设阈值时，所述提醒模块发出提醒信号进一步包括：
当所述正确的坐姿的持续时间达到第一预设阈值时，所述提醒模块发出第一次提醒信号；当所述正确的坐姿的持续时间达到第二预设阈值时，所述提醒模块发出第二次提醒信号。
较佳地，进一步包括：用于通过左右设置的两个红外激光雷达获取正确坐姿姿态下与人体之间的距离以及当前坐姿姿态下与人体之间的距离从而判断坐姿姿势是否正确。
较佳地，通过蓝牙模块运用手机中应用程序修改所述设定的数值、持续的时间以及预设阈值。
相对于现有技术，本发明的具有以下优点：本发明的坐姿提醒装置体积小、功耗低、检测精度高、无需接触人体即能及时对人体不良的坐姿实时监控并进行提醒，使用红外激光雷达技术能从健康的角度对久坐的人群进行久坐提醒，从而养成良好的坐姿、用眼习惯和时间控制。此外，本发明的坐姿提醒装置可以记录坐姿数据、学习或工作时间并上传到手机App，生成统计数据分析报表，以便用户根据这些数据纠正坐姿和合理调整学习和工作时间，更好地为用户健康服务。为及时提醒并纠正学习工作过程中的不良坐姿，本发明的坐姿提醒装置通过红外激光雷达来测量用户坐姿是否良好，并对不良坐姿进行及时的提醒。此外，本发明的坐姿提醒装置还会统计用户不良坐姿的时间，同步至手机APP，方便用户及时了解自己的坐姿，并及时予以纠正。久坐不利于血液循环，还会造成颈椎、腰椎的疾病。为了让用户的身体得到更好地保护，本发明的坐姿提醒装置还具有久坐提醒功能，用户可通过App设置久坐提醒时长，以便提醒用户在学习工作之余进行一些舒缓肌肉、脊柱压力的身体活动。通过提醒模块，当使用者坐姿不正确的时候会发提醒声音或者某种色彩的光线，当使用者保持一个坐姿超过半个小时到一个小时的时提醒使用者更换姿势或起来活动一下以帮助使用者缓解脊椎和眼睛的疲劳。
附图说明
图1为本发明一种坐姿提醒装置的立体图；
图2为本发明一种坐姿提醒装置的控制示意图；
图3为本发明一种坐姿提醒方法的流程示意图；
图4为本发明一种坐姿提醒装置在人体正确坐姿情况下的使用状态图；
图5为本发明一种坐姿提醒装置在人体错误坐姿情况下的使用状态图；
图6为本发明一种坐姿提醒装置的另一实施例的立体图。
图7为本发明一种坐姿提醒装置的正确坐姿姿态的高度和当前坐姿姿态的高度计算方法的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明涉及一种坐姿提醒装置100，摆放在桌上的随意位置，其包括，外壳，电路板，两个红外激光雷达10，微处理器(MCU)，蓝牙模块，电池，马达，天线，接受装置，充电口，提醒模块。本发明的一种坐姿提醒装置100可以设置开关，由于功耗小也可以不设置开关。
该提醒模块为发出声音的蜂鸣器或(或发出某种色彩的光的发光模块，或信号接收端，如手机或其他装置)。
该坐姿提醒装置100的测距范围：2.5cm-4m，测距精度：+/-4％，工作温度：-20～80℃。
该坐姿提醒装置100通过两个上下设置的红外激光雷达10自动检测人体从桌面水平位置到人头的顶部位置的高度。两个红外激光雷达一般每隔5秒扫描一下(扫描时间可以根据需要设定1-10秒)。如果不正确坐姿姿势持续时间为1-5分钟(持续时间可以人为调整)，则判定为坐姿姿势不正确，需要提醒人们调整到正确的坐姿。如果正确坐姿姿势持续时间为40-60分钟(持续时间可以人为调整)，则判定为正确坐姿时间过长，需要提醒人们休息一会。
如图3所示，图3是本发明实施例中的坐姿提醒方法流程示意图。该坐姿提醒方法包括如下步骤：
步骤101、通过上下设置的两个红外激光雷达获取正确坐姿姿态的高度。
坐姿姿态是人坐着的时候呈现的状态，根据人所处的状况不同保持着相应的坐姿。正确的坐姿不仅能够提高工作或学习的效率，同时正确的坐姿还能使人保持健康的身体状况；特别是处于身体发育阶段的青少年，读书或使用电脑时保持正确的坐姿能够有效避免近视，脊柱变形等。
本步骤是通过两个红外激光雷达自动获取正确坐姿姿态的高度，也即是获取与桌面位置水平对齐的人体位置(一般是指胸部位置)到人头的顶部位置之间的高度，如图4所示。
其中，在本实施例中，通过两个红外激光雷达仅仅测量胸部位置到人头的顶部位置的高度即可，不需要感测读者在读书过程中坐姿姿态的轮廓状况或环境状况之后，获取关于读者坐姿姿态的轮廓或环境状况的数据。本发明实施例的坐姿提醒装置也不含有存储器。本实施例中以读者在读书过程中为例对本发明进行说明。
步骤102、通过上下设置的两个红外激光雷达获取当前坐姿姿态的高度。
本步骤是通过两个红外激光雷达获取当前坐姿姿态的高度，也即是在当前状态下，获取与桌面位置水平对齐的人体位置(一般是指胸部位置)到人头的顶部位置之间的高度。
具体地，如图7所示，由人体，上面的红外激光雷达一射线和下面的红外激光雷达二射线构成一个三角形。其中，下面的红外激光雷达A和上面的红外激光雷达B所成夹角已知，红外激光雷达与水平面夹角已知，所以角B可计算出来。
由下面的红外激光雷达A测量出距离LA，则已知条件为：角A，角B，边长LA，可以计算出高度H。
由上面的红外激光雷达B测量出距离LB，则已知条件为：角A，角B，边长LB，可以计算出高度I。
如果身体坐挺直，则计算出来的H和I值基本吻合。当I值小于H值，根据H-I的差值则可推算出身体的弯曲程度。
如图5所示，假如当前是人体向前倾的状态下，即人的头部向前倾，而且人的后背弯曲，获取与桌面位置水平对齐的人体位置(一般是指胸部位置)到人头的顶部位置之间的高度。在这样的情况下，获得高度值比步骤101中获得的高度值要小。
步骤103、计算步骤一的高度和步骤二的高度之差，如果高度差超过设定的数值，则判断坐姿姿态不正确，然后，获取所述坐姿姿态不正确持续的时间(步骤103b)。如果高度差不超过设定的数值，则判断坐姿姿态正确，然后，获取所述坐姿姿态正确持续的时间(步骤103a)。
具体地，如果高度差超过设定值，假如设定值为8厘米(一般为6-10厘米，设定值根据实际情况可以调整，不限于此范围的数值)，则判断坐姿姿态不正确，然后，获取所述坐姿姿态不正确持续的时间，不正确的坐姿的持续时间预设阈值为2分钟(一般为1-5分钟，持续时间根据实际情况可以调整，不限于此范围的数值)。如果高度差不超过设定的数值，则判断坐姿姿态正确，然后，获取所述坐姿姿态正确持续的时间，如果正确的坐姿的持续时间预设阈值为40分钟(一般为40-60分钟，持续时间根据实际情况可以调整，不限于此范围的数值)。
本实施例中，当确定坐姿姿态处于不正确状态时，相关计时设备(一般为微处理器)开始记录坐姿姿态处于不正确状态持续的时间。当确定坐姿姿态处于正确状态时，相关计时设备(一般为微处理器)开始记录坐姿姿态处于正确状态持续的时间。
步骤104、当所述持续时间达到预设阈值时，该坐姿提醒装置发出提醒信号(步骤104a；104b)。
具体地，如果不正确的坐姿的持续时间超过预设阈值(预设阈值为2分钟)。该坐姿提醒装置发出提醒信号，该提醒信号包括由该坐姿提醒装置直接发出的声音(例如语音)或某种颜色的光、或由该坐姿提醒装置发送信号到一种接收端(例如手机)，该接收端来提醒或控制(包括接收端发声音，发出光线，发生震动等)。通过这种提醒方式提醒人们调整到正确的坐姿。
或者，如果正确的坐姿的持续时间超过预设阈值(预设阈值为40分钟)。该坐姿提醒装置发出提醒信号，该提醒信号包括由该坐姿提醒装置直接发出的声音(例如语音)或某种颜色的光、或由该坐姿提醒装置发送信号到一种接收端(例如手机)，该接收端来提醒或控制(包括接收端发声音，发出光线，发生震动等)。通过这种提醒方式提醒正确的坐姿人们时间过长，需要适当的休息。
本实施例中，不正确的坐姿的持续时间预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值；其中，第一预设阈值为2分钟，第二预设阈值为5分钟。当不正确坐姿姿态持续时间达到第一预设阈值时提醒装置发出第一次提醒信号，当不正确坐姿姿态持续时间到达第二预设阈值时提醒装置发出第二次提醒信号。优选地，本实施例中第一次提醒信号采用“滴”一声语音信号提醒使用者调整不正确的坐姿姿态；第二次提醒信号采用“警报”声语言信号提醒使用者调整不正确坐姿姿态。
同理，正确的坐姿的持续时间预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值；其中，第一预设阈值为40分钟，第二预设阈值为60分钟。当正确坐姿姿态持续时间达到第一预设阈值时提醒装置发出第一次提醒信号，当正确坐姿姿态持续时间到达第二预设阈值时提醒装置发出第二次提醒信号。优选地，本实施例中第一次提醒信号采用一种鼓励或赞美式的语音信号提醒使用者注意休息；第二次提醒信号采用另外一种赞美式或者警告式的语言信号提醒使用者必须马上休息。
可以理解，使用者根据实际情况可以只设定一次或者多次提醒信号。
由此，本实施例中采用的技术方案，在提醒使用者调整不正确坐姿的同时，也最大限度的减少了对使用者的打扰，进而提高了使用者读书和使用电脑的效率。
进一步地，本发明另一实施例的坐姿提醒装置100a还在上下设置的两个红外激光雷达10a之间增加两个左右设置的红外激光雷达11a，如图6所示。
通过左右两个红外激光雷达11a自动获取正确坐姿姿态的到人体的距离，也即是左侧的红外激光雷达获取到人体左侧的距离，右侧的红外激光雷达获取人体右侧的距离。如果人体向左侧倾斜，则，左侧的红外激光雷达获取到人体左侧的距离基本不变，由于向左侧倾斜，在原来的右侧检测位置，右侧的红外激光雷达由于没有检测到人体右侧，右侧的红外激光雷达只能检测到人体右后方的障碍物的距离，由于这个距离值变化较大，可以判断人体向左倾斜。如果不正确的向左侧倾斜的坐姿的持续时间超过预设阈值，则该坐姿提醒装置发出提醒信号。同理，如果人体向右侧倾斜，则，右侧的红外激光雷达获取到人体右侧的距离基本不变，由于向右侧倾斜，在原来的左侧检测位置，左侧的红外激光雷达由于没有检测到人体左侧，左侧的红外激光雷达只能检测到人体左后方的障碍物的距离，由于这个距离值变化较大，可以判断人体向右倾斜。如果不正确的向右侧倾斜的坐姿的持续时间超过预设阈值，则该坐姿提醒装置发出提醒信号。
进一步地，本发明的坐姿提醒装置可以无线链接手机，通过手机内的应用程序(APP)控制、设定一些参数，例如时间，提醒的方式等，用户通过手机应用程序的参数方便及时了解自己的坐姿，并及时予以纠正，以及还会统计用户不良坐姿的时间，而且用户可通过手机APP设置久坐提醒时长，以便提醒用户在学习工作之余进行一些舒缓肌肉、脊柱压力的身体活动。
本发明的坐姿提醒装置体积小、功耗低、检测精度高、无需接触人体即能及时对人体不良的坐姿实时监控并进行提醒，使用红外激光雷达技术能从健康的角度对久坐的人群进行久坐提醒，从而养成良好的坐姿、用眼习惯和时间控制。此外，本发明的坐姿提醒装置可以记录坐姿数据、学习或工作时间并上传到手机APP，生成统计数据分析报表，以便用户根据这些数据纠正坐姿和合理调整学习和工作时间，更好地为用户健康服务。为及时提醒并纠正学习工作过程中的不良坐姿，本发明的坐姿提醒装置通过红外激光雷达来测量用户坐姿是否良好，并对不良坐姿进行及时的提醒。此外，本发明的坐姿提醒装置还会统计用户不良坐姿的时间，同步至手机APP，方便用户及时了解自己的坐姿，并及时予以纠正。久坐不利于血液循环，还会造成颈椎、腰椎的疾病。为了让用户的身体得到更好地保护，本发明的坐姿提醒装置还具有久坐提醒功能，用户可通过App设置久坐提醒时长，以便提醒用户在学习工作之余进行一些舒缓肌肉、脊柱压力的身体活动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种坐姿提醒装置，其特征在于，其包括：
上下设置的两个红外激光雷达，用于获取正确坐姿姿态的高度以及当前坐姿姿态的高度；
判断模块，用于根据正确坐姿姿态的高度以及当前坐姿姿态的高度的差值，判断坐姿姿态是否正确；
获取时间模块，用于当判断坐姿姿态不正确时，获取所述坐姿姿态不正确持续的时间；用于当判断坐姿姿态正确时，获取所述坐姿姿态正确持续的时间；以及
提醒模块，用于所述坐姿姿态不正确持续的时间达到一预设阈值时，提醒装置发出提醒纠正坐姿姿态的信号；以及所述坐姿姿态正确持续的时间达到另一预设阈值时，提醒装置发出提醒需要休息信号。
2.根据权利要求1所述的一种坐姿提醒装置，其特征在于：在所述提醒模块中，不正确的坐姿的持续时间预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值；正确的坐姿的持续时间预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值。
3.根据权利要求1所述的一种坐姿提醒装置，其特征在于：进一步包括左右设置的两个红外激光雷达，用于获取正确坐姿姿态下与人体之间的距离以及当前坐姿姿态下与人体之间的距离。
4.根据权利要求1所述的一种坐姿提醒装置，其特征在于：进一步包括蓝牙模块，手机中应用程序通过所述蓝牙模块控制或作用于所述坐姿提醒装置。
5.根据权利要求1所述的一种坐姿提醒装置，其特征在于：所述提醒模块为蜂鸣器、发光模块或另一信号接收端。
6.一种坐姿提醒方法，其特征在于，其包括：
通过上下设置的两个红外激光雷达获取正确坐姿姿态的高度；
通过上下设置的两个红外激光雷达获取当前坐姿姿态的高度；
计算步前面两步骤的高度之差，如果高度差超过设定的数值，则判断坐姿姿态不正确，然后，获取所述坐姿姿态不正确持续的时间；如果高度差不超过设定的数值，则判断坐姿姿态正确，然后，获取所述坐姿姿态正确持续的时间；
若不正确的坐姿的持续时间超过一预设阈值，提醒模块发出提醒纠正不正确坐姿的信号；若正确的坐姿的持续时间超过另一预设阈值，该提醒模块发出提醒休息信号。
7.如权利要求6所述的一种坐姿提醒方法，其特征在于，当所述不正确的坐姿的持续时间达到该预设阈值时，所述提醒模块发出提醒信号进一步包括：
当所述不正确的坐姿的持续时间达到第一预设阈值时，所述提醒模块发出第一次提醒信号；当所述不正确的坐姿的持续时间达到第二预设阈值时，所述提醒模块发出第二次提醒信号。
8.如权利要求6所述的一种坐姿提醒方法，其特征在于，当所述正确的坐姿的持续时间达到该另一预设阈值时，所述提醒模块发出提醒信号进一步包括：
当所述正确的坐姿的持续时间达到第一预设阈值时，所述提醒模块发出第一次提醒信号；当所述正确的坐姿的持续时间达到第二预设阈值时，所述提醒模块发出第二次提醒信号。
9.如权利要求6所述的一种坐姿提醒方法，其特征在于，进一步包括：用于通过左右设置的两个红外激光雷达获取正确坐姿姿态下与人体之间的距离以及当前坐姿姿态下与人体之间的距离从而判断坐姿姿势是否正确。
10.如权利要求6所述的一种坐姿提醒方法，其特征在于，通过蓝牙模块运用手机中应用程序修改所述设定的数值、持续的时间以及预设阈值。
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