CN114623400B - 一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统及识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及台灯技术领域，且公开了一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统，包括台灯端和云服务端，所述台灯端包括有设置在台灯支架上的固定底座，设置在台灯上的一号电机、二号电机、三号电机、摄像头、处理器、图像分析模块、上位机、存储模块、提醒器、通信模块，一号电机、二号电机、三号电机、摄像头、图像分析模块、存储模块、提醒器、通信模块分别和处理器电性连接。该基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统及识别方法，整体能够对用户的坐姿进行标准化的监督，提醒用户保持正常的坐姿，养成良好的坐姿习惯，使得用户能够避免长时间的低头、仰头、驼背、偏头、坐姿倾斜姿势，降低患近视的风险。
Description
技术领域
本发明涉及台灯技术领域，具体为一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统及识别方法。
背景技术
随着科技的进步，台灯的外观、造型也在不断地发展，并逐渐出现了能够吸附在任意位置的磁吸式台灯，其小巧精致，方便携带。台灯的作用主要是照明，便于阅读、学习、工作等，台灯已经远远超越了其本身的价值，甚至已经变成了一个艺术品。台灯，根据使用功能分类有：阅读台灯、装饰台灯、陪读台灯、便携台灯。阅读台灯，灯体外形简洁轻便，是指专门用来看书写字的台灯，这种台灯一般可以调整灯杆的高度、光照的方向和亮度，主要是照明阅读功能。装饰台灯外观豪华，材质与款式多样，灯体结构复杂，用于点缀空间效果，装饰功能与照明功能同等重要。居室的台灯已经远远超越了台灯本身的价值，台灯已经变成了一个不可多得的艺术品，在轻装修重装饰的理念下，台灯的装饰功能也就更加明显。夹子式台灯除了阅读、装饰外。最新科技的还像机器人一样，会动，会跳舞，自动调光，播放音乐，时钟，视频，触摸等功能，特别是陶瓷工艺的台灯还具有收藏的价值。灯饰在家居生活中扮演着怎样的角色。黑夜里，灯光是精灵，是温馨气氛的营造能手。透过光影层次，让空间更富生命力；白天，灯具化为居室的装饰艺术，它和家具、布艺、装饰品一起点缀着生活。
现如今的台灯结构简单，大部分的台灯仅仅通过灯座对灯泡组件进行支撑，仅仅只能够起到照明的作用，功能性单一，如发明专利CN201811623240-一种基于机器视觉的坐姿识别台灯系统及识别方法，能够对用户的坐姿进行实时的监督，并且针对用户的坐姿进行识别，但是无法通过家长端针对用户端的坐姿情况进行远程监督并且语音交互，此外，由于针对人体的坐姿标准判断参数众多，此发明中无法将用户的坐姿进行量化，用户无法真实知道自己如何纠正坐姿，导致用户即使知道自己的坐姿不正确，但不知道如何进行纠正仍然无法达到预期的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统及识别方法，以解决上述背景技术中提出现如今的台灯仅仅只能够起到照明的作用，功能性单一，不能够对用户的坐姿进行实时的监督，使得用户不能够长时间处于正常的坐姿状态下，导致用户身体变形，眼睛出现近视的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统，包括台灯端和云服务端，所述台灯端包括有设置在台灯支架上的固定底座，设置在台灯上的一号电机、二号电机、三号电机、摄像头、处理器、图像分析模块、上位机、存储模块、提醒器、通信模块，一号电机、二号电机、三号电机、摄像头、图像分析模块、存储模块、提醒器、通信模块分别和处理器电性连接，所述通信模块通过网络与云服务端通讯连接。
优选的，所述一号电机固定安装在固定底座上，所述一号电机的输出轴上固定安装有一号转动座的一端，所述一号转动座的另一端固定安装有二号电机，所述二号电机的输出轴上固定安装有二号转动座的一端，所述二号转动座的另一端固定安装有三号电机，所述三号电机的输出轴上固定安装有转动盘，所述摄像头固定安装在转动盘的外侧。
优选的，所述一号转动座和二号转动座均为L形结构，且一号转动座和二号转动座的两端端头均为半圆状结构。
优选的，所述一号转动座和二号转动座的表面均设置有凸起的长条状加强筋。
还提供如下技术方案：一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，包括如下步骤：
S1：用户进行初始化设置，根据用户的上半身人体标准特征目标点位比例，进行定点式拍摄，并产生坐标阈值区间，存储至存储模块中；
S2：由摄像头对用户的人体标准特征目标点位进行拍摄，拍摄图像通过图像分析模块与S中的存储模块中的坐标阈值区间进行对比判断；
S3：根据判断结果，处理器做出相对操作。
优选的，所述S中的坐标阈值区间的产生包括如下步骤：
S101：
驼背行为的阈值区间：
拍摄用户肩部与腰部之间的前后弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值T，阈值区间则为：非驼背行为≤T＜驼背行为；
S102：
低头和仰头行为的阈值区间：
拍摄用户颈部位与头部之间的前后弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值D-和最小值D+，阈值区间则为D+≤非低头和仰头行为≤D+，低头行为＜D+，D+＜仰头行为；
S103：
偏头行为的阈值区间：
拍摄用户颈部位与头部之间的左右弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值P，阈值区间则为：非偏头行为≤P＜偏头行为；
S104：
坐姿倾斜行为的阈值区间：
拍摄用户双肩水平角度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大倾斜角度值S，阈值区间则为：非坐姿倾斜行为≤S＜坐姿倾斜行为。
优选的，所述S2中的摄像头对用户的人体标准特征目标点位进行拍摄，拍摄采用持续性拍摄方式。
优选的，所述S2中的摄像头在一号电机、二号电机和三号电机的控制下进行转动，对用户的人体标准特征目标点位进行多角度拍摄。
优选的，所述S3中的相对操作包括有：当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器则发送信号至上位机，上位机控制提醒器提醒用户；当用户的人体标准特征目标点位一直处于正常阈值区间范围内，则不做出任何操作；
优选的，所述当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器则发送信号至上位机，上位机控制提醒器提醒用户包括：
当系统检测到用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围时，判定所述用户的坐姿处于异常状态，发射坐姿异常信号；
上位机接收坐姿异常信号，发射语音控制信号；
所述提醒器接收语音控制指令，针对用户进行语音控制提醒；
实时监测所述用户的人体标准特征目标点是否处于正常阈值区间范围，并记录异常状态时间，当所述异常状态时间大于预设的时间范围时，判定所述用户的坐姿保持长时间异常状态；
当所述用户的坐姿保持长时间异常状态时，所述提醒器发射报警响应。
优选的，所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法：还包括：
还包括：红外感应模块、语音模块、报警模块；其中，
所述红外感应模块用于检测预设范围内是否有人体存在，当检测结果显示有人体存在时，输出高电平信号，当检测结果显示预设范围内没有人体存在时，输出低电平信号；
所述语音模块用于根据电平信号将家长端和所述坐姿识别台灯建立无线通信连接，当所述系统检测到家长端的远程连接信号时，获取摄像头远程调用权限，并开启语音对话指令；其中，所述无线通信连接方式包括：WiFi通信、蜂窝网络通信、蓝牙通信；
所述报警模块用于获取摄像头拍摄的视频帧数据，并根据所述视频帧数据确定用户坐姿状态，云服务端根据用户的坐姿状态进行自动评分，当评分结果小于预设的阈值时，判断用户坐姿不标准，并自动生成坐姿评分结果和坐姿纠正方案，通过语音报警的方式提醒用户，并将所述坐姿评分结果发送至家长端，将所述坐姿纠正方案发送至本地端
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统及识别方法，根据用户的上半身人体标准特征目标点位比例，进行定点式拍摄，并产生坐标阈值区间，存储至存储模块中，用于后期对用户的坐姿坐标数值进行比对，用户在使用台灯时，台灯上的摄像头在一号电机、二号电机和三号电机的控制下进行转动，对用户的人体标准特征目标点位进行多角度拍摄，拍摄图像通过图像分析模块与中的存储模块中的坐标阈值区间进行对比判断根据判断结果，处理器做出相对操作，操作包括如下方式：当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器则发送信号至上位机，上位机控制提醒器提醒用户；当用户的人体标准特征目标点位一直处于正常阈值区间范围内，则不做出任何操作。整体能够对用户的坐姿进行标准化的监督，提醒用户保持正常的坐姿，养成良好的坐姿习惯，使得用户能够避免长时间的低头、仰头、驼背、偏头、坐姿倾斜姿势，保持眼睛距离课本能够长时间处于正常距离，降低患近视的风险，便于使用，通过设置的加强筋，增强整体的结构形状，不易发生形变，通过一号电机、二号电机和三号电机的带动下，摄像头进行任意角度方向转动，便于对用户的坐姿进行拍摄，家长端通过无线连接通信与用户端产生远程连接，实时查看用户端的坐姿信息，并且可以实现远程语音交互，云服务端可根据用户的坐姿信息进行自动评分，将用户的坐姿信息进行可视化展现。
附图说明
图1为本发明系统框示意图；
图2为本发明摄像头安装结构示意图一；
图3为本发明摄像头安装结构示意图二；
图4为本发明摄像头安装结构示意图三；
图5为本发明摄像头安装结构示意图四。
图中：1、固定底座；2、一号电机；3、一号转动座；4、二号电机；5、二号转动座；6、三号电机；7、转动盘；8、摄像头；9、加强筋；10、云服务端；11、处理器；12、图像分析模块；13、上位机；14、存储模块；15、提醒器；16、通信模块；17、台灯端。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统，包括台灯端17和云服务端10，台灯端包括有设置在台灯支架上的固定底座1，设置在台灯上的一号电机2、二号电机4、三号电机6、摄像头8、处理器11、图像分析模块12、上位机13、存储模块14、提醒器15、通信模块16，一号电机2、二号电机4、三号电机6、摄像头8、图像分析模块12、存储模块14、提醒器15、通信模块16分别和处理器11电性连接，通信模块16通过网络与云服务端10通讯连接。
进一步的，一号电机2固定安装在固定底座1上，一号电机2的输出轴上固定安装有一号转动座3的一端，一号转动座3的另一端固定安装有二号电机4，二号电机4的输出轴上固定安装有二号转动座5的一端，二号转动座5的另一端固定安装有三号电机6，三号电机6的输出轴上固定安装有转动盘7，摄像头8固定安装在转动盘7的外侧，一号转动座3和二号转动座5均为L形结构，且一号转动座3和二号转动座5的两端端头均为半圆状结构，一号转动座3和二号转动座5的表面均设置有凸起的长条状加强筋9，增强整体的结构形状，不易发生形变，通过一号电机2、二号电机4和三号电机6的带动下，摄像头8进行任意角度方向转动，便于对用户的坐姿进行拍摄。
实施例1：
本发明提供另一种技术方案：一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，识别方法包括如下步骤：
S1：用户进行初始化设置，根据用户的上半身人体标准特征目标点位比例，进行定点式拍摄，并产生坐标阈值区间，存储至存储模块中；
S1坐标阈值区间的产生包括如下步骤包括如下步骤：
S101：
驼背行为的阈值区间：
拍摄用户肩部与腰部之间的前后弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值T，阈值区间则为：非驼背行为≤T＜驼背行为；
S102：
低头和仰头行为的阈值区间：
拍摄用户颈部位与头部之间的前后弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值D-1和最小值D+1，阈值区间则为D+1≤非低头和仰头行为≤D+1，低头行为＜D+1，D+1＜仰头行为；
S103：
偏头行为的阈值区间：
拍摄用户颈部位与头部之间的左右弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值P，阈值区间则为：非偏头行为≤P＜偏头行为；
S104：
坐姿倾斜行为的阈值区间：
拍摄用户双肩水平角度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大倾斜角度值S，阈值区间则为：非坐姿倾斜行为≤S＜坐姿倾斜行为；
S2：由摄像头8对用户的人体标准特征目标点位进行拍摄，拍摄采用持续性拍摄方式，同时，摄像头8在一号电机2、二号电机4和三号电机6的控制下进行转动，对用户的人体标准特征目标点位进行多角度拍摄，拍摄图像通过图像分析模块12与S1中的存储模块14中的坐标阈值区间进行对比判断；
S3：根据判断结果，处理器11做出相对操作，操作包括如下方式：当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器11则发送信号至上位机13，上位机13控制提醒器15提醒用户；当用户的人体标准特征目标点位一直处于正常阈值区间范围内，则不做出任何操作。
工作原理：首先，用户初次使用，进行初始化操作，根据用户的上半身人体标准特征目标点位比例，进行定点式拍摄，并产生坐标阈值区间，存储至存储模块14中，用户在使用台灯时，台灯上的摄像头8在一号电机2、二号电机4和三号电机6的控制下进行转动，对用户的人体标准特征目标点位进行多角度拍摄，拍摄图像通过图像分析模块12与S1中的存储模块14中的坐标阈值区间进行对比判断根据判断结果，处理器11做出相对操作，操作包括如下方式：当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器则发送信号至上位机13，上位机13控制提醒器15提醒用户；当用户的人体标准特征目标点位一直处于正常阈值区间范围内，则不做出任何操作。整体能够对用户的坐姿进行标准化的监督，提醒用户保持正常的坐姿，养成良好的坐姿习惯，使得用户能够避免长时间的低头、仰头、驼背、偏头、坐姿倾斜姿势，保持眼睛距离课本能够长时间处于正常距离，降低患近视的风险，便于使用；
实施例2：
在一个具体的实施例中，图像分析模块针对图像进行分析时，主要步骤包括：
步骤1：将图像中用户与背景环境进行分离：
其中，图像中每个像素点的像素表示为(D1,D2)，n表示图像中平均像素，L为图像中的像素点个数，分别将像素值进行归一化处理，可将用户区域和背景分离；
步骤2：计算图像中的特征总数，假设一个图像中有A×B个像素，图像的长和宽分别对应a×b，在图像中提取到的总特征数为：
其中，N表示总特征数量，
步骤3：针对图像进行弱分类：
图像的弱分类函数表示为：
其中，pj表示图像的第j个特征值Ij(x)表示第j个特征对应的弱分类结果，θ表示弱分类过程中对应的分类阈值；
上述步骤的主要目的在于：机器视觉在处理图像像素的过程中，通过计算像素的特征值，从每个图像的左上角到对应点构成矩形区域计算区域内像素点的灰度值之和，再通过计算平均像素点执行归一化处理，将用户与背景进行分离，获取与背景分离后的图像特征计算总特征数，最后针对总特征数进行弱分类，获取图像分析的结果。
实施例3：
在一个实施例中，所述当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器则发送信号至上位机，上位机控制提醒器提醒用户包括：
当系统检测到用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围时，判定所述用户的坐姿处于异常状态，发射坐姿异常信号；
上位机接收坐姿异常信号，发射语音控制信号；
所述提醒器接收语音控制指令，针对用户进行语音控制提醒；
实时监测所述用户的人体标准特征目标点是否处于正常阈值区间范围，并记录异常状态时间，当所述异常状态时间大于预设的时间范围时，判定所述用户的坐姿保持长时间异常状态；
当所述用户的坐姿保持长时间异常状态时，所述提醒器发射报警响应；
在一个实际的场景中，系统通过划分固定的坐姿预选框，当用户的身体在预选框中表示用户的坐姿符合预设的标准，通过这种方式由于不同的身高、体重、体型均有差别，标准不具有可参考性；
本发明在实施的过程中首先通过录入用户的身体信息，自动判断坐姿评判特征目标点位，通过判断用户的实时坐姿特征点位与系统预设的特征目标点位进行匹配，当匹配成功时，说明用户的坐姿处于标准状态，当匹配失败时，说明用户的坐姿处于异常状态，当用户长时间处于异常状态时，通过提醒器发射报警响应；
本发明的有益效果在于：本发明通过在台灯使用之前录入用户的身体信息，有利于防止由于用户之间的身形差别导致台灯的坐姿识别系统在判断过程中发生偏差，能够提升系统判断的可靠性，此外，通过设置异常状态保持时间，而非只要检测出异常就进行报警，有利于台灯在进行报警的过程中更加的人性化，增加用户的可接受度。
实施例4：
在一个实施例中，所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于：还包括：
红外感应模块、语音模块、报警模块；其中，
所述红外感应模块用于检测预设范围内是否有人体存在，当检测结果显示有人体存在时，输出高电平信号，当检测结果显示预设范围内没有人体存在时，输出低电平信号；
所述语音模块用于根据电平信号将家长端和所述坐姿识别台灯建立无线通信连接，当所述系统检测到家长端的远程连接信号时，获取摄像头远程调用权限，并开启语音对话指令；其中，所述无线通信连接方式包括：WiFi通信、蜂窝网络通信、蓝牙通信；
所述报警模块用于获取摄像头拍摄的视频帧数据，并根据所述视频帧数据确定用户坐姿状态，云服务端根据用户的坐姿状态进行自动评分，当评分结果小于预设的阈值时，判断用户坐姿不标准，并自动生成坐姿评分结果和坐姿纠正方案，通过语音报警的方式提醒用户，并将所述坐姿评分结果发送至家长端，将所述坐姿纠正方案发送至本地端；
在一个具体的实施例中，当摄像头获取到用户的坐姿视频帧数据时，需要对用户的坐姿视频帧数据进行处理，
步骤1：根据用户的坐姿视频帧数据进行特征提取，特征提取的过程包括：首先对视频帧数据中的每一帧图像数据的梯度幅值和方向，获取图像数据的轮廓信息：
Hx(x,y)＝g(x+1,y)-g(x-1,y)
Hy(x,y)＝f(x,y+1)-f(x,y-1)
其中，Hx(x,y)表示图像数据中像素点(x,y)处的水平方向梯度值，Hy(x,y)表示图像数据中像素点(x,y)处的垂直方向梯度值，H(x,y)表示图像数据中像素点(x,y)处的梯度幅值，δ(x,y)表示图像数据中像素点(x,y)处的梯度方向；
步骤2：当图像数据中的轮廓信息被提取后，将提取的特征生成图像窗口，进而对用户的坐姿进行检测：
其中，(xc,yc)表示用户轮廓信息的中心像素坐标，LBP(xc,yc)表示基于通过LBP算子计算像素坐标对应生成的图像窗口，q表示3×3图像窗口中邻域的第q个像素点，J(q)表示邻域内第q个像素点的灰度值，J()表示中心像素点的灰度值，()表示符号函数：
上述步骤的主要目的在于，从原始采集的图像数据中获取最能表征图像信息的特征，并且通过特征向量的方式表示不同的图像，坐姿识别主要是对图像数据进行特征提取，因此通过采用LBP特征表示的方法目的在于计算的复杂度第，且具有灰度不变性，能够获取更加完整的特征信息获取坐姿识别的结果，并且提高坐姿识别的精度；
本发明的有益效果在于，本技术方案通过无线通信方式将家长端接入台灯系统，有利于针对用户的坐姿进行有效性监督，且通过远程语音控制，提高交互性，此外，通过针对用户的坐姿基于人工智能进行自动评分，生成坐姿纠正方案，有利于提高用户的坐姿纠正效率。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统，包括台灯端和云服务端，其特征在于：所述台灯端包括有设置在台灯支架上的固定底座，设置在台灯上的一号电机、二号电机、三号电机、摄像头、处理器、图像分析模块、上位机、存储模块、提醒器、通信模块，一号电机、二号电机、三号电机、摄像头、图像分析模块、存储模块、提醒器、通信模块分别和处理器电性连接，所述通信模块通过网络与云服务端通讯连接；
其中，图像分析模块针对图像进行分析时，主要步骤包括：
步骤1：将图像中用户与背景环境进行分离：
其中，图像中每个像素点的像素表示为(D1,D2)，n表示图像中平均像素，L为图像中的像素点个数，分别将像素值进行归一化处理，可将用户区域和背景分离；
步骤2：计算图像中的特征总数，假设一个图像中有A×B个像素，图像的长和宽分别对应a×b，在图像中提取到的总特征数为：
其中，N表示总特征数量，
步骤3：针对图像进行弱分类：
图像的弱分类函数表示为：
其中，pj表示图像的第j个特征值Ij(x)表示第j个特征对应的弱分类结果，θ表示弱分类过程中对应的分类阈值。
2.根据权利要求1所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统，其特征在于：所述一号电机固定安装在固定底座上，所述一号电机的输出轴上固定安装有一号转动座的一端，所述一号转动座的另一端固定安装有二号电机，所述二号电机的输出轴上固定安装有二号转动座的一端，所述二号转动座的另一端固定安装有三号电机，所述三号电机的输出轴上固定安装有转动盘，所述摄像头固定安装在转动盘的外侧。
3.根据权利要求2所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统，其特征在于：所述一号转动座和二号转动座均为L形结构，且一号转动座和二号转动座的两端端头均为半圆状结构；
所述一号转动座和二号转动座的表面均设置有凸起的长条状加强筋。
4.根据权利要求1所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于，其识别方法包括如下步骤：
S1：用户进行初始化设置，根据用户的上半身人体标准特征目标点位比例，进行定点式拍摄，并产生坐标阈值区间，存储至存储模块中；
S2：由摄像头对用户的人体标准特征目标点位进行拍摄，拍摄图像通过图像分析模块与S1中的存储模块中的坐标阈值区间进行对比判断；
S3：根据判断结果，处理器做出相对操作。
5.根据权利要求4所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于：所述S1中的坐标阈值区间的产生包括如下步骤：
S101：
驼背行为的阈值区间：
拍摄用户肩部与腰部之间的前后弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值T，阈值区间则为：非驼背行为≤T＜驼背行为；
S102：
低头和仰头行为的阈值区间：
拍摄用户颈部位与头部之间的前后弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值D-1和最小值D+1，阈值区间则为D+1≤非低头和仰头行为≤D+1，低头行为＜D+1，D+1＜仰头行为；
S103：
偏头行为的阈值区间：
拍摄用户颈部位与头部之间的左右弯曲弧度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大值P，阈值区间则为：非偏头行为≤P＜偏头行为；
S104：
坐姿倾斜行为的阈值区间：
拍摄用户双肩水平角度，用户在标准坐姿下进行三次拍摄，取最大倾斜角度值S，阈值区间则为：非坐姿倾斜行为≤S＜坐姿倾斜行为。
6.根据权利要求4所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于：所述S2中的摄像头对用户的人体标准特征目标点位进行拍摄，拍摄采用持续性拍摄方式。
7.根据权利要求4所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于：所述S2中的摄像头在一号电机、二号电机和三号电机的控制下进行转动，对用户的人体标准特征目标点位进行多角度拍摄。
8.根据权利要求4所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于：所述S3中的相对操作包括有：当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器则发送信号至上位机，上位机控制提醒器提醒用户；当用户的人体标准特征目标点位一直处于正常阈值区间范围内，则不做出任何操作。
9.根据权利要求4所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于：所述当用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围内，并达到一定时间T，处理器则发送信号至上位机，上位机控制提醒器提醒用户包括：
当系统检测到用户的人体标准特征目标点位不处于正常阈值区间范围时，判定所述用户的坐姿处于异常状态，发射坐姿异常信号；
上位机接收坐姿异常信号，发射语音控制信号；
所述提醒器接收语音控制指令，针对用户进行语音控制提醒；
实时监测所述用户的人体标准特征目标点是否处于正常阈值区间范围，并记录异常状态时间，当所述异常状态时间大于预设的时间范围时，判定所述用户的坐姿保持长时间异常状态；
当所述用户的坐姿保持长时间异常状态时，所述提醒器发射报警响应。
10.根据权利要求4所述的一种基于远程智能监测的坐姿识别台灯系统的识别方法，其特征在于：还包括：红外感应模块、语音模块、报警模块；其中，
所述红外感应模块用于检测预设范围内是否有人体存在，当检测结果显示有人体存在时，输出高电平信号，当检测结果显示预设范围内没有人体存在时，输出低电平信号；
所述语音模块用于根据电平信号将家长端和所述坐姿识别台灯建立无线通信连接，当所述系统检测到家长端的远程连接信号时，获取摄像头远程调用权限，并开启语音对话指令；其中，所述无线通信连接方式包括：WiFi通信、蜂窝网络通信、蓝牙通信；
所述报警模块用于获取摄像头拍摄的视频帧数据，并根据所述视频帧数据确定用户坐姿状态，云服务端根据用户的坐姿状态进行自动评分，当评分结果小于预设的阈值时，判断用户坐姿不标准，并自动生成坐姿评分结果和坐姿纠正方案，通过语音报警的方式提醒用户，并将所述坐姿评分结果发送至家长端，将所述坐姿纠正方案发送至本地端。
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116092129B (zh) * | 2023-04-06 | 2023-06-16 | 合肥工业大学 | 一种智能书架及其控制方法 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204695520U (zh) * | 2015-05-18 | 2015-10-07 | 深圳市奇胜隆实业有限公司 | 一种学习用台灯 |
| KR20160062521A (ko) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 인제대학교 산학협력단 | 목디스크 예방시스템 및 방법 |
| CN106127100A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-11-16 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 一种机器人视觉识别系统及其图像处理方法 |
| CN107103298A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-08-29 | 桂林电子科技大学 | 基于图像处理的引体向上计数系统及计数方法 |
| CN207213554U (zh) * | 2017-09-29 | 2018-04-10 | 南京云尔泰智能科技有限公司 | 一种小型空心霍尔电机三轴云台 |
| CN108199623A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-22 | 桂林飞宇科技股份有限公司 | 一种稳定器自动旋转方法 |
| CN109654401A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-19 | 浙江凯耀照明股份有限公司 | 一种基于机器视觉的坐姿识别台灯系统及识别方法 |
| CN110321786A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-10-11 | 北京邮电大学 | 一种基于深度学习的人体坐姿实时监视方法和系统 |
| CN110425443A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-08 | 安徽慧瞳智能科技有限公司 | 一种智能台灯 |
| CN209705668U (zh) * | 2019-02-01 | 2019-11-29 | 桂林智神信息技术股份有限公司 | 手持式三轴稳定器 |
| CN112017495A (zh) * | 2019-05-28 | 2020-12-01 | 广东小天才科技有限公司 | 一种基于学习终端的信息交互方法和系统 |
| CN212569810U (zh) * | 2020-07-23 | 2021-02-19 | 合肥中科奔巴科技有限公司 | 一种基于视觉的防近视预防监测系统 |
| CN112483924A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-12 | 杭州慧芯达科技有限公司 | 带坐姿矫正提醒的ai护眼台灯及其实现方法 |
| CN213900912U (zh) * | 2021-01-13 | 2021-08-06 | 河北红岸基地科技有限公司 | 一种远程监控智能护眼台灯 |
| CN214790625U (zh) * | 2021-03-25 | 2021-11-19 | 江西康铭盛光电科技有限公司 | 一种具有无线充电功能的台灯 |
| CN114067358A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-18 | 南京熊猫电子股份有限公司 | 一种基于关键点检测技术的人体姿态识别方法及系统 |
| CN215908970U (zh) * | 2021-08-12 | 2022-02-25 | 科大讯飞股份有限公司 | 台灯 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170107954A (ko) * | 2015-01-20 | 2017-09-26 | 발뮤다 가부시키가이샤 | 조명 장치 |
-
2022
- 2022-03-22 CN CN202210304704.2A patent/CN114623400B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160062521A (ko) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 인제대학교 산학협력단 | 목디스크 예방시스템 및 방법 |
| CN204695520U (zh) * | 2015-05-18 | 2015-10-07 | 深圳市奇胜隆实业有限公司 | 一种学习用台灯 |
| CN106127100A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-11-16 | 宁夏巨能机器人系统有限公司 | 一种机器人视觉识别系统及其图像处理方法 |
| CN107103298A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-08-29 | 桂林电子科技大学 | 基于图像处理的引体向上计数系统及计数方法 |
| CN207213554U (zh) * | 2017-09-29 | 2018-04-10 | 南京云尔泰智能科技有限公司 | 一种小型空心霍尔电机三轴云台 |
| CN108199623A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-22 | 桂林飞宇科技股份有限公司 | 一种稳定器自动旋转方法 |
| CN109654401A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-19 | 浙江凯耀照明股份有限公司 | 一种基于机器视觉的坐姿识别台灯系统及识别方法 |
| CN209705668U (zh) * | 2019-02-01 | 2019-11-29 | 桂林智神信息技术股份有限公司 | 手持式三轴稳定器 |
| CN110321786A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-10-11 | 北京邮电大学 | 一种基于深度学习的人体坐姿实时监视方法和系统 |
| CN112017495A (zh) * | 2019-05-28 | 2020-12-01 | 广东小天才科技有限公司 | 一种基于学习终端的信息交互方法和系统 |
| CN110425443A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-08 | 安徽慧瞳智能科技有限公司 | 一种智能台灯 |
| CN212569810U (zh) * | 2020-07-23 | 2021-02-19 | 合肥中科奔巴科技有限公司 | 一种基于视觉的防近视预防监测系统 |
| CN112483924A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-12 | 杭州慧芯达科技有限公司 | 带坐姿矫正提醒的ai护眼台灯及其实现方法 |
| CN213900912U (zh) * | 2021-01-13 | 2021-08-06 | 河北红岸基地科技有限公司 | 一种远程监控智能护眼台灯 |
| CN214790625U (zh) * | 2021-03-25 | 2021-11-19 | 江西康铭盛光电科技有限公司 | 一种具有无线充电功能的台灯 |
| CN215908970U (zh) * | 2021-08-12 | 2022-02-25 | 科大讯飞股份有限公司 | 台灯 |
| CN114067358A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-18 | 南京熊猫电子股份有限公司 | 一种基于关键点检测技术的人体姿态识别方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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