CN114089655A - 一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，外壳前侧依次设有用眼时间显示屏、视觉摄像头、视觉显示屏和使用时长显示屏，外壳一侧设有语音音箱，外壳上方设有暂停键，外壳前侧设有播放确认键，主控制板上设有图像对比模块、时钟源模块和闹钟模块，用眼时间显示屏、视觉摄像头、视觉显示屏、使用时长显示屏和语音音箱分别与主控制板电性连接；本发明通过依靠视觉摄像头实时监控，经过图像对比模块将实时人脸图像与标准人脸图像大小进行对比判断，并语音音箱进行语音提示，要求使用者坐端、坐直，从而达到纠正功能，同时在用眼时间显示屏显示用眼时间，当用眼时间达到60分钟时，通过语音音箱进行语音休息提醒，确保合理用眼。
Description
技术领域
本发明涉及坐姿纠正技术领域，尤其涉及一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置。
背景技术
当今教育竞争激励，孩子学习负担重，除了在学校学习之外，课后还有大量的作业、阅读需要书桌前完成，据调查现在孩子坐姿普遍不标准，趴桌、头歪、弯腰等不良习惯很常见，尤其到了四年级以上阶段，许多孩子出现近视、驼背现象，目前市面上的坐姿矫正的方式有机械式和传感器式，机械式通过设计座椅外形、外装固定装置，强行将身体矫正固定；传感器式通过超声波探测感应使用者位姿变化，进行报警
现有的机械式的虽然能够矫正坐姿、身形，但会使肌肉僵化不利孩子生长发育，而且穿戴不适、适应性差、舒适性差、灵活性差；现有的传感器式是发射超声波等有源波，依靠人体反射来监测位姿，长期使用对人体有一定影响，不利身体健康，因此，本发明提出一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，该基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置通过依靠视觉摄像头实时监控，经过图像对比模块将实时人脸图像与标准人脸图像大小进行对比判断，并语音音箱进行语音提示，要求使用者坐端、坐直，从而达到纠正功能，同时在用眼时间显示屏显示用眼时间，当用眼时间达到60分钟时，通过语音音箱进行语音休息提醒，确保合理用眼，同时还具备闹钟和播放音乐的功能。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，包括提示显示装置和主控系统，所述提示显示装置包含外壳、用眼时间显示屏、视觉摄像头、视觉显示屏、使用时长显示屏、语音音箱、暂停键和播放确认键，所述外壳前侧依次设有用眼时间显示屏、视觉摄像头、视觉显示屏和使用时长显示屏，所述外壳一侧设有语音音箱，所述外壳上方设有暂停键，所述外壳前侧设有播放确认键，所述主控系统包括主控制板、图像对比模块、时钟源模块和闹钟模块，所述用眼时间显示屏、视觉摄像头、视觉显示屏、使用时长显示屏和语音音箱分别与主控制板电性连接，所述图像对比模块与视觉摄像头和视觉显示屏之间数据互通，所述时钟源模块与用眼时间显示屏和使用时长显示屏数据互通，所述闹钟模块与语音音箱数据互通。
进一步改进在于：所述视觉摄像头将实时拍摄的人脸图像传输至主控制板与标准人脸图像通过图像对比模块进行对比判断，并通过语音音箱提示，所述视觉显示屏将视觉摄像头实时拍摄的图像进行显示。
进一步改进在于：所述时钟源模块计算出用眼时间并将其在用眼时间显示屏上显示，超过60分钟会通过语音音箱提示，按下暂停键暂停提示。
进一步改进在于：所述时钟源模块计算出使用时长并将其在使用时长显示屏上显示，所述播放确认键长按三秒激活主控制板上的闹钟模块。
进一步改进在于：所述外壳后方设有USB接口，所述主控系统还包括音频解码模块，用于解码插入USB接口的U盘内音频文件，所述外壳前侧设有前进后退键，用于音频文件选择，还可用于调节设置时间。
进一步改进在于：所述外壳上方设有音量调节键和校正键，用于调节语音音箱的音量大小，所述外壳内设有电池电源，所述外壳后方设有Micro USB接口与电池电源连接用于充电，所述外壳后方还设有电源开关。
进一步改进在于：所述用眼时间显示屏、视觉摄像头、视觉显示屏、使用时长显示屏和语音音箱与电池电源并联电性连接。
本发明的有益效果为：本发明通过依靠视觉摄像头实时监控，经过图像对比模块将实时人脸图像与标准人脸图像大小进行对比判断，并语音音箱进行语音提示，要求使用者坐端、坐直，从而达到纠正功能，同时在用眼时间显示屏显示用眼时间，当用眼时间达到60分钟时，通过语音音箱进行语音休息提醒，确保合理用眼，同时还具备闹钟和播放音乐的功能，结构简单、操作智能便捷，值得推广。
附图说明
图1为本发明正面结构示意图。
图2为本发明背面结构示意图。
图3为本发明系统框图。
图4为本发明结构框架图。
图5为本发明判断执行流程图。
其中：1、外壳；2、用眼时间显示屏；3、视觉摄像头；4、视觉显示屏；5、使用时长显示屏；6、语音音箱；7、暂停键；8、播放确认键；9、USB接口；10、前进后退键；11、音量调节键；12、校正键；13、Micro USB接口；14、电源开关。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1、2、3、4、5所示，本实施例提供了一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，包括提示显示装置和主控系统，所述提示显示装置包含外壳1、用眼时间显示屏2、视觉摄像头3、视觉显示屏4、使用时长显示屏5、语音音箱6、暂停键7和播放确认键8，所述外壳1前侧依次设有用眼时间显示屏2、视觉摄像头3、视觉显示屏4和使用时长显示屏5，所述外壳1一侧设有语音音箱6，所述外壳1上方设有暂停键7，所述外壳1前侧设有播放确认键8，所述主控系统包括主控制板、图像对比模块、时钟源模块和闹钟模块，所述用眼时间显示屏2、视觉摄像头3、视觉显示屏4、使用时长显示屏5和语音音箱6分别与主控制板电性连接，所述图像对比模块与视觉摄像头3和视觉显示屏4之间数据互通，所述时钟源模块与用眼时间显示屏2和使用时长显示屏5数据互通，所述闹钟模块与语音音箱6数据互通，所述主控制板上采用STM32芯片。
所述视觉摄像头3将实时拍摄的人脸图像传输至主控制板与标准人脸图像通过图像对比模块进行对比判断，并通过语音音箱6提示使用者改变坐姿，所述视觉显示屏4将视觉摄像头3实时拍摄的图像进行显示。
所述时钟源模块计算出用眼时间并将其在用眼时间显示屏2上显示，超过60分钟会通过语音音箱6提示，按下暂停键7暂停提示。
所述时钟源模块计算出使用时长并将其在使用时长显示屏5上显示，所述播放确认键8长按三秒进入时间设置状态，再长按三秒激活闹钟模块。
所述外壳1后方设有USB接口9，所述主控系统还包括音频解码模块，用于解码插入USB接口9的U盘内音频文件，所述外壳1前侧设有前进后退键10，用于音频文件选择，并通过按下播放确认键8播放音频，前进后退键10还可用于时间调节设置和闹钟时间调节。
所述外壳1上方设有音量调节键11和校正键12，用于调节语音音箱6的音量大小，所述外壳1内设有电池电源，所述外壳1后方设有Micro USB接口13与电池电源连接用于充电，所述外壳1后方还设有电源开关14。
所述用眼时间显示屏2、视觉摄像头3、视觉显示屏4、使用时长显示屏5和语音音箱6与电池电源并联电性连接。
该基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置使用时按下电源开关14，在视觉摄像头3前，按坐姿要求身直、头正、眼睛离书一尺，移动本装置，看到视觉显示屏4中自己的头像处于中间位置时，按下校正键12，主控制板保存标准头像图像，同时对用眼时间开始计时，并显示在用眼时间显示屏2中。主控制板对视觉摄像头3输入的实时头像图像与标准头像图像进行对比处理，如果头像尺寸小于标准头像70％，计时暂停，并通过语音音箱6进行语音提示，请坐端正；如果离开，按下暂停键7或关闭电源开关14。如果头像尺寸大于标准头像120％，计时暂停，并通过语音音箱6进行语音提示，请坐端正。当计时超过60分钟，主控制板通过语音音箱6进行语音提示，用眼已60分钟，请休息10分钟，并按暂停键7或关闭电源开关14。这样对使用者实时进行监控，保证使用者以正确的坐姿、正确的用眼方式来进行学习、看书。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，其特征在于：包括提示显示装置和主控系统，所述提示显示装置包含外壳(1)、用眼时间显示屏(2)、视觉摄像头(3)、视觉显示屏(4)、使用时长显示屏(5)、语音音箱(6)、暂停键(7)和播放确认键(8)，所述外壳(1)前侧依次设有用眼时间显示屏(2)、视觉摄像头(3)、视觉显示屏(4)和使用时长显示屏(5)，所述外壳(1)一侧设有语音音箱(6)，所述外壳(1)上方设有暂停键(7)，所述外壳(1)前侧设有播放确认键(8)，所述主控系统包括主控制板、图像对比模块、时钟源模块和闹钟模块，所述用眼时间显示屏(2)、视觉摄像头(3)、视觉显示屏(4)、使用时长显示屏(5)和语音音箱(6)分别与主控制板电性连接，所述图像对比模块与视觉摄像头(3)和视觉显示屏(4)之间数据互通，所述时钟源模块与用眼时间显示屏(2)和使用时长显示屏(5)数据互通，所述闹钟模块与语音音箱(6)数据互通。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，其特征在于：所述视觉摄像头(3)将实时拍摄的人脸图像传输至主控制板与标准人脸图像通过图像对比模块进行对比判断，并通过语音音箱(6)提示，所述视觉显示屏(4)将视觉摄像头(3)实时拍摄的图像进行显示。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，其特征在于：所述时钟源模块计算出用眼时间并将其在用眼时间显示屏(2)上显示，超过60分钟会通过语音音箱(6)提示，按下暂停键(7)暂停提示。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，其特征在于：所述时钟源模块计算出使用时长并将其在使用时长显示屏(5)上显示，所述播放确认键(8)长按三秒激活主控制板上的闹钟模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，其特征在于：所述外壳(1)后方设有USB接口(9)，所述主控系统还包括音频解码模块，用于解码插入USB接口(9)的U盘内音频文件，所述外壳(1)前侧设有前进后退键(10)，用于音频文件选择，还可用于调节设置时间。
6.根据权利要求1所述的一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，其特征在于：所述外壳(1)上方设有音量调节键(11)和校正键(12)，用于调节语音音箱(6)的音量大小，所述外壳(1)内设有电池电源，所述外壳(1)后方设有Micro USB接口(13)与电池电源连接用于充电，所述外壳(1)后方还设有电源开关(14)。
7.根据权利要求6所述的一种基于视觉图像处理的坐姿监测纠正装置，其特征在于：所述用眼时间显示屏(2)、视觉摄像头(3)、视觉显示屏(4)、使用时长显示屏(5)和语音音箱(6)与电池电源并联电性连接。
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