CN114038014A - 一种坐姿识别提醒方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种坐姿识别提醒方法及装置,通过深度模块和Sensor镜头先录入被识别人的标准坐姿,录入完成之后会自动保存其坐姿的特征值和对应的人的其他信息,通过镜头进行人脸识别录制,镜头拍到的人脸特征,并且和录入人的特征信息进行一一比对,既降低了成本,又实现了精确的坐姿识别,保证输出识别结果精确性,并且提示用户修正坐姿情况,很好的解决了当下社会,高近视率和颈椎等问题的人群的健康问题。

Description

一种坐姿识别提醒方法及装置
技术领域
本发明属于坐姿检测技术领域,具体涉及一种坐姿识别提醒方法及装置。
背景技术
坐姿是人体测量术语,通常是指人体在坐着时候的姿态。
《人体测量术语》中,坐姿的定义为:被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上,头部以眼耳平面定位,眼睛平视前方,左、右大腿大致平行,膝弯屈大致成直角,足平放在地面上,手轻放在大腿上。正确坐姿,还应时时保持上半身挺直的姿势,也就是颈、胸、腰都要保持平直。
现有技术存在以下问题:市面上现有坐姿识别提醒装置的识别坐姿的方法都相对比较简单,并且只能大致分析出人的坐姿是否正常,不能准确的识别出人的坐姿异常的情况,如头是否偏了,往哪边偏了(左偏\右偏)、头靠上或靠下、身体是否靠太近或者靠太远等等。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种坐姿识别提醒方法及装置,具有成本低,精确坐姿识别的特点。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种坐姿识别提醒方法,包括如下步骤:
步骤一、触发系统录入用户标准坐姿,包括人脸特征、身高特征,建立用户数据库;
步骤二、电源启动后,触发人脸识别功能,摄像头对当前用户人脸特征、身高特征进行识别;
步骤三、将识别到的用户人脸特征、身高特征与用户数据库中的特征信息进行对比,识别出当前用户录入信息;若数据库中无当前用户的人脸特征、身高特征,则识别后录入数据库保存;
步骤四、从数据库调出当前用户的人脸特征、身高特征,进入定时用户坐姿识别功能,系统每间隔一段时间,进行一次坐姿对比特征提取,与标准坐姿特征数据进行对比;
步骤五、对比标准偏差在设定范围内则继续监测,若偏差超过设定范围则提醒用户矫正坐姿。
优选的,所述人脸特征识别过程如下:
S101.将摄像头拍摄到的人脸图片RGB数据,导入到人脸信息提取模型算法中;
S102.通过专用的KPU运算单元来进行特征提取;
S103.返回提取到的左右眼睛、鼻子、嘴巴、人脸大小、人脸在图片中的矩形坐标对角点坐标以及人脸个数信息。
优选的,所述坐姿对比过程如下:
S201、将提取出来的人脸特征信息进行运算,得出用户的头部在图片中相对录入的正确坐姿的头部在图片中的相对水平位移x,垂直位移y,以及头部的倾斜角度a及倾斜方向b,检测到的人脸大小相对于录入时的标准坐姿人脸大小的差值c;
S202、当前镜头距离深度值相对录入时的镜头距离深度值的差值d的信息,即可判断出此时人的坐姿情况。
优选的,所述水平位移x、垂直位移y、倾斜角度a及倾斜方向b设置偏移阈值,超过阈值则进行提醒。
一种坐姿识别提醒装置,包括底座,所述底座的上端设置有下壳模组,所述下壳模组的上端设置有外壳主体,所述外壳主体的内部设置有主板,所述外壳主体的侧边表面设置有前壳模组,所述外壳主体的上端设置有顶盖,所述外壳主体的下端四周设置有机翼。
优选的,所述前壳模组包括前壳、前壳支架、红外透镜、可见光透镜、按键盖、深度传感器模块、Sensor镜头和按键及指示灯小板,其中,所述前壳的侧边设置有前壳支架,所述前壳支架的表面上端设置有深度传感器模块,所述前壳支架的下端设置有Sensor镜头,所述前壳的表面与深度传感器模块对应位置设置有红外透镜,所述前壳表面与Sensor镜头对应位置设置有可见光透镜,所述可见光透镜的下端设置有按键盖,所述前壳的侧边与按键盖对应位置设置有按键及指示灯小板。
优选的,所述下壳模组包括下壳、喇叭、磁铁一和下壳底盖,其中,所述下壳的上端中间设置有喇叭,所述下壳的下端设置有磁铁一,所述磁铁一的表面嵌槽设置有磁铁一。
优选的,所述底座包括底座下盖、磁铁二和硅胶垫,其中,所述底座下盖的下端设置有硅胶垫,所述底座下盖的内部嵌槽设置有磁铁二。
优选的,所述磁铁二和磁铁一的相对面磁性相反。
优选的,所述机翼共设置有三个,所述机翼与外壳主体之间卡合连接,三个所述机翼的下端拼接组成圆环。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明深度传感器模块先录入被识别人的标准坐姿,录入完成之后会自动保存其坐姿的特征值和对应的人的其他信息,通过Sensor镜头进行人脸识别录制,Sensor镜头拍到的人脸特征,并且和录入人的特征信息进行一一比对,既降低了成本,又实现了精确的坐姿识别,保证输出识别结果精确性,并且提示用户修正坐姿情况,很好的解决了当下社会,高近视率和颈椎等问题的人群的健康问题。
附图说明
图1为本发明的爆炸图;
图2为本发明的前壳模组爆炸图;
图3为本发明的底座及下壳模组爆炸图;
图4为本发明的组装完成立体图;
图中:1、顶盖;2、前壳模组;21、前壳;22、前壳支架;23、红外透镜;24、可见光透镜;25、按键盖;26、深度传感器模块;27、Sensor镜头;28、按键及指示灯小板;3、主板;4、外壳主体;5、机翼;6、下壳模组;61、下壳;62、喇叭;63、磁铁一;64、下壳底盖;7、底座;71、底座下盖;72、磁铁二;73、硅胶垫。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种坐姿识别提醒方法,包括如下步骤:
步骤一、触发系统录入用户标准坐姿,包括人脸特征、身高特征,建立用户数据库;
步骤二、电源启动后,触发人脸识别功能,摄像头对当前用户人脸特征、身高特征进行识别;
步骤三、将识别到的用户人脸特征、身高特征与用户数据库中的特征信息进行对比,识别出当前用户录入信息;若数据库中无当前用户的人脸特征、身高特征,则识别后录入数据库保存;
步骤四、从数据库调出当前用户的人脸特征、身高特征,进入定时用户坐姿识别功能,系统每间隔一段时间,进行一次坐姿对比特征提取,与标准坐姿特征数据进行对比;
步骤五、对比标准偏差在设定范围内则继续监测,若偏差超过设定范围则提醒用户矫正坐姿。
优选的,所述人脸特征识别过程如下:
S101.将摄像头拍摄到的人脸图片RGB数据,导入到人脸信息提取模型算法中;
S102.通过专用的KPU运算单元来进行特征提取;
S103.返回提取到的左右眼睛、鼻子、嘴巴、人脸大小、人脸在图片中的矩形坐标对角点坐标以及人脸个数信息。
优选的,所述坐姿对比过程如下:
S201、将提取出来的人脸特征信息进行运算,得出用户的头部在图片中相对录入的正确坐姿的头部在图片中的相对水平位移x,垂直位移y,以及头部的倾斜角度a及倾斜方向b,检测到的人脸大小相对于录入时的标准坐姿人脸大小的差值c;
S202、当前镜头距离深度值相对录入时的镜头距离深度值的差值d的信息,即可判断出此时人的坐姿情况。
优选的,所述水平位移x、垂直位移y、倾斜角度a及倾斜方向b设置偏移阈值,超过阈值则进行提醒。
请参阅图1-4,本发明提供以下技术方案:一种坐姿识别提醒装置,包括底座7,底座7的上端设置有下壳模组6,下壳模组6的上端设置有外壳主体4,外壳主体4的内部设置有主板3,外壳主体4的侧边表面设置有前壳模组2,外壳主体4的上端设置有顶盖1,外壳主体4的下端四周设置有机翼5。
具体的,前壳模组2包括前壳21、前壳支架22、红外透镜23、可见光透镜24、按键盖25、深度传感器模块26、Sensor镜头27和按键及指示灯小板28,其中,前壳21的侧边设置有前壳支架22,前壳支架22的表面上端设置有深度传感器模块26,前壳支架22的下端设置有Sensor镜头27,前壳21的表面与深度传感器模块26对应位置设置有红外透镜23,前壳21表面与Sensor镜头27对应位置设置有可见光透镜24,可见光透镜24的下端设置有按键盖25,前壳21的侧边与按键盖25对应位置设置有按键及指示灯小板28,
通过采用上述技术方案,通过按键盖25触发进行标准坐姿录入,深度传感器模块26先录入被识别人的标准坐姿,录入完成之后会自动保存其坐姿的特征值和对应的人的其他信息,通过Sensor镜头27进行人脸识别录制,按键及指示灯小板28输出相应的指示灯提示。
具体的,下壳模组6包括下壳61、喇叭62、磁铁一63和下壳底盖64,其中,下壳61的上端中间设置有喇叭62,下壳61的下端设置有磁铁一63,磁铁一63的表面嵌槽设置有磁铁一63,
通过采用上述技术方案,通过喇叭62输出相应的语音提示信息。
具体的,底座7包括底座下盖71、磁铁二72和硅胶垫73,其中,底座下盖71的下端设置有硅胶垫73,底座下盖71的内部嵌槽设置有磁铁二72,
通过采用上述技术方案,方便稳定放置,组装固定便携。
具体的,磁铁二72和磁铁一63的相对面磁性相反,
通过采用上述技术方案,磁铁二72和磁铁一63磁性吸附,提高组装便携性。
具体的,机翼5共设置有三个,机翼5与外壳主体4之间卡合连接,三个机翼5的下端拼接组成圆环,
通过采用上述技术方案,方便组装固定,且保证距离相等。
本发明的工作原理及使用流程:本发明使用时,将装置组装好,通过按键盖25触发进行标准坐姿录入,深度传感器模块26和Sensor镜头27先录入被识别人的标准坐姿,录入完成之后会自动保存其坐姿的特征值和对应的人的其他信息,通过Sensor镜头27进行人脸识别录制,Sensor镜头27拍到的人脸特征,并且和录入人的特征信息进行一一比对,从而确定当前识别到的人是否已经录入过标准坐姿,进入到坐姿识别的功能后,系统每隔一定时间,就会自动触发算法进行一次人脸特征提取,并且和对应的标准坐姿特征数据进行比对,从而得出当前人的坐姿情况,多次检测后,则确定这段时间之内,当前用户的坐姿情况,并且记录和统计,同时通过喇叭62和按键及指示灯小板28输出相应的语音提示信息和指示灯等信息,告知用户矫正坐姿情况。
本发明通过按键或者其他方式触发进行标准坐姿录入。因为每个人的身高、长相等不相同,为了更好地检测并且识别出人的坐姿情况,需要先录入被识别人的标准坐姿。录入的人可以是一个或者多个,录入完成之后会自动保存其坐姿的特征值和对应的人的其他信息(如姓名、性别、年龄等)。
红外TOF检测触发人脸识别功能,先识别摄像头拍到的人脸特征,并且和录入人的特征信息进行一一比对,从而确定当前识别到的人是否已经录入过标准坐姿,如果录入了标准坐姿,则自动进行下一步骤,如果没有录入标准坐姿,则提示用户录入标准坐姿。
进入到坐姿识别的功能后,系统每隔一定时间,就会自动触发算法进行一次人脸特征提取,并且和对应的标准坐姿特征数据进行比对,从而而出当前人的坐姿情况。
多次检测后,则确定这段时间之内,当前用户的坐姿情况,并且记录和统计,同时输出相应的语音提示信息和指示灯等信息,告知用户矫正坐姿情况。
本发明的人脸特征提取和坐姿比对方法:
1、人脸特征提取:将摄像头拍摄到的图片RGB数据,导入到人脸信息提取模型算法中,通过专用的KPU运算单元或者其他模型运算单元来进行特征提取,然后返回提取到的左右眼睛、鼻子、嘴巴(左右嘴角)、人脸大小、人脸在图片中的矩形坐标对角点坐标以及人脸个数等信息。
2、坐姿对比方法:将提取出来的人脸特征信息进行相应运算,得出人的头部在图片中相对录入的正确坐姿的头部在图片中的相对水平位移x,垂直位移y,以及头部的倾斜角度a和倾斜方向b,检测到的人脸大小相对于录入时的标准坐姿人脸大小的差值c,当前TOF距离值相对录入时的TOF距离值的差值d等信息,即可判断出此时人的坐姿情况。
例如:
水平位移x>5:身体往右偏了一定距离
水平位移x<-5:身体往左偏了一定距离
斜角度a>120°:头往左歪了(还可以根据倾斜角来判定头歪的程度)
说明:
当然,以上判断还得基于多组数据一起才能得出准确的结果,也有可能出现同时有多个不正确的坐姿结果。
本发明通过在本地检测和识别的方案,既降低了成本,又实现了精确的坐姿识别。而且相对于廉价的识别方案,本方案可以更加精确的输出识别结果。并且提示用户修正坐姿情况,很好的解决了当下社会,高近视率和颈椎等问题的人群的健康问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种坐姿识别提醒方法,包括如下步骤:
步骤一、触发系统录入用户标准坐姿,包括人脸特征、身高特征,建立用户数据库;
步骤二、电源启动后,触发人脸识别功能,摄像头对当前用户人脸特征、身高特征进行识别;
步骤三、将识别到的用户人脸特征、身高特征与用户数据库中的特征信息进行对比,识别出当前用户录入信息;若数据库中无当前用户的人脸特征、身高特征,则识别后录入数据库保存;
步骤四、从数据库调出当前用户的人脸特征、身高特征,进入定时用户坐姿识别功能,系统每间隔一段时间,进行一次坐姿对比特征提取,与标准坐姿特征数据进行对比;
步骤五、对比标准偏差在设定范围内则继续监测,若偏差超过设定范围则提醒用户矫正坐姿。
2.根据权利要求1所述的坐姿识别提醒方法,其特征在于,所述人脸特征识别过程如下:
S101.将摄像头拍摄到的人脸图片RGB数据,导入到人脸信息提取模型算法中;
S102.通过专用的KPU运算单元来进行特征提取;
S103.返回提取到的左右眼睛、鼻子、嘴巴、人脸大小、人脸在图片中的矩形坐标对角点坐标以及人脸个数信息。
3.根据权利要求1所述的坐姿识别提醒方法,其特征在于,所述坐姿对比过程如下:
S201、将提取出来的人脸特征信息进行运算,得出用户的头部在图片中相对录入的正确坐姿的头部在图片中的相对水平位移x,垂直位移y,以及头部的倾斜角度a及倾斜方向b,检测到的人脸大小相对于录入时的标准坐姿人脸大小的差值c;
S202、当前镜头距离深度值相对录入时的镜头距离深度值的差值d的信息,即可判断出此时人的坐姿情况。
4.根据权利要求3所述的坐姿识别提醒方法,其特征在于:所述水平位移x、垂直位移y、倾斜角度a及倾斜方向b设置偏移阈值,超过阈值则进行提醒。
5.一种基于权利要求1-4中任一项所述的坐姿识别提醒方法的装置,包括底座(7),其特征在于:所述底座(7)的上端设置有下壳模组(6),所述下壳模组(6)的上端设置有外壳主体(4),所述外壳主体(4)的内部设置有主板(3),所述外壳主体(4)的侧边表面设置有前壳模组(2),所述外壳主体(4)的上端设置有顶盖(1),所述外壳主体(4)的下端四周设置有机翼(5)。
6.根据权利要求5所述的坐姿识别提醒装置,其特征在于:所述前壳模组(2)包括前壳(21)、前壳支架(22)、红外透镜(23)、可见光透镜(24)、按键盖(25)、深度传感器模块(26)、Sensor镜头(27)和按键及指示灯小板(28),其中,所述前壳(21)的侧边设置有前壳支架(22),所述前壳支架(22)的表面上端设置有深度传感器模块(26),所述前壳支架(22)的下端设置有Sensor镜头(27),所述前壳(21)的表面与深度传感器模块(26)对应位置设置有红外透镜(23),所述前壳(21)表面与Sensor镜头(27)对应位置设置有可见光透镜(24),所述可见光透镜(24)的下端设置有按键盖(25),所述前壳(21)的侧边与按键盖(25)对应位置设置有按键及指示灯小板(28)。
7.根据权利要求5所述的坐姿识别提醒装置,其特征在于:所述下壳模组(6)包括下壳(61)、喇叭(62)、磁铁一(63)和下壳底盖(64),其中,所述下壳(61)的上端中间设置有喇叭(62),所述下壳(61)的下端设置有磁铁一(63),所述磁铁一(63)的表面嵌槽设置有磁铁一(63)。
8.根据权利要求5所述的坐姿识别提醒装置,其特征在于:所述底座(7)包括底座下盖(71)、磁铁二(72)和硅胶垫(73),其中,所述底座下盖(71)的下端设置有硅胶垫(73),所述底座下盖(71)的内部嵌槽设置有磁铁二(72)。
9.根据权利要求3或4所述的坐姿识别提醒装置,其特征在于:所述磁铁二(72)和磁铁一(63)的相对面磁性相反。
10.根据权利要求9所述的坐姿识别提醒装置,其特征在于:所述机翼(5)共设置有三个,所述机翼(5)与外壳主体(4)之间卡合连接,三个所述机翼(5)的下端拼接组成圆环。
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