CN115990012A - 一种在特定空间下预防近视的综合防控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在特定空间下预防近视的综合防控方法，包括：安装参照特征物；在统计时间周期内，每隔预设时间间隔a进行监测，得到各个目标人员的行为轨迹事件集合和行为直线距离集合；计算出各个目标人员在各个参照特征物的离散系数；将因果关系为正的各个近视成因项形成预设标准近视成因数据库；将小于标准近视成因项的行为直线距离作为偏离行为；对偏离行为进行二次回归分析，得到各个偏离行为所占权重，并结合偏离行为出现的频次、时长，从而确定出各个目标人员对应的近视成因，每一个偏离行为反映了其近似成因；当目标人员出现了所述偏离行为所表征的行为进行提醒。本发明能够找出目标人员的近视成因，实现综合全面对近视成因进行预防。

Description

一种在特定空间下预防近视的综合防控方法

技术领域

本发明涉及近视防控技术领域，具体是一种在特定空间下预防近视的综合防控方法。

背景技术

随着信息化水平不断提高，像像校园教室、会议室、办公室等这种特定空间下，往往包括众多电子产品，这些电子产品带有显示屏或虽无显示屏但含有光源，特别是校园教室，常见的有电视机、电脑、投影仪等，这些都会影响到学生眼部健康。特别是青少年的近视问题越发严重。诱发近视的原因有很多，常见的包括个体姿势不正确，导致距离课本或屏幕较近而形成近视。但具体到每个学生个体，则每个个体的近视原因较为复杂。例如，有人因为光源问题，有人因为室内环境问题，或用眼时长问题或用眼疲劳等等。

目前，现有针对近视防控方面往往针对群体而言，在实际防控效果以及连续防控方面存在局限性，或者需要依赖于其他人员提醒(例如老师提醒)等辅助操作行为来实现近视预防。在学生群体中，对于各个学生个体而言，更希望有一种在学生群体中能够具体到每个学生个体而言进行近视预防，也即是分析出每个学生个体的近视成因并给出相应的提醒等防控措施。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种在特定空间下预防近视的综合防控方法，其能够解决背景技术所描述的问题。

实现本发明的目的的技术方案为：一种在特定空间下预防近视的综合防控方法，包括如下步骤：

步骤1：预先在所述特定空间下的各个指定物品上安装定位装置，指定物品记为参照特征物，定位装置用于确定所在指定物品在特定空间下的位置和测量指定物品与目标人员的距离；

步骤2：在统计时间周期内，每隔预设时间间隔a，监测一次对各个目标人员在从初始时间到当前时间的行为轨迹事件，行为轨迹事件包括当前时间目标人员所在参考特征物以及该目标人员距离该参考特征物的距离，

其中，在统计时间周期内，同一个目标人员下监测得到的第i次的行为轨迹事件记为m_i，1≤i≤N，N为统计时间周期内的行为轨迹事件总次数，某一个目标人员均对应一个行为轨迹事件集合{m₁,m₂,…,m_N}，每一次行为轨迹事件对应一个目标人员到参照特征物之间的距离，并且将目标人员到参数特征物之间的距离记为行为直线距离，第i次行为轨迹事件对应的行为直线距离记为w_i，某一目标人员在一个统计周期内对应一个行为直线距离集合{w₁,w₂,…,w_N}；

步骤3：按公式①计算出每个目标人员在各个参照特征物的离散系数，其中，同一个目标人员在第q个参照特征物的离散系数记为V_q：

式中，S表示同一个目标人员在第q个参照特征物对应的行为直线距离的标准差，

为同一个目标人员在第q个参照特征物对应的行为直线距离的平均值，离散系数V_q表征了在该统计周期内该目标人员是否有规律的频率到达第q个参照特征物，

若离散系数V_q＜预设阈值，则表明当前目标人员在第q个参照特征物所监测得到的行为轨迹事件和行为直线距离是有效的，从而得到有效行为轨迹事件和有效行为直线距离，

依次对各个目标人员对应各个参照特征物按公式①计算并与预设阈值进行比较，从而得到各个目标人员下对各个参照特征物对应的有效行为轨迹事件有效直线距离；

步骤4：预设标准近视成因数据库，标准近视成因数据库包括若干个对近视有影响的近视成因项，其中，第r个近视成因项记为x_r，1≤r≤M，M为近视成因项总数量，M取值与N相同，并根据多元线性回归模型公式y＝b₀+b₁x₁+b₂x₂+b₃x₃+...+b_Mx_M+ε进行回归分析，其中，b₀、b₁、b₂、b₃...和b_p为待估参数，ε为残差，从而计算出等估参数的估计值b₀、b₁、b₂、b₃...和b_M，得到如下回归方程

由此判定各个近视成因的自变量x与近视结果y是否存在因果关系，当因果关系为正时，形成预设标准近视成因数据库；

步骤5：对应同一个参照特征物下将有效行为直线距离中与标准近视成因数据库中进行大小一一比对，将小于标准近视成因项的行为直线距离作为偏离行为{h₁,h₂,…,h_n}，

步骤6：对偏离行为{h₁,h₂,…,h_n}进行二次回归分析，得到各个偏离行为所占权重，并结合偏离行为出现的频次、时长，从而确定出各个目标人员对应的近视成因，每一个偏离行为反映了其近似成因，而该偏离行为的权重则反映了该近似成因影响程度，权重越大，意味着影响程度越深，反之，则影响程度越小。

进一步地，指定物品与目标人员的距离为指定物品到目标人员的人脸之间的距离。

进一步地，定位装置包括红外距离传感器、环境光感传感器、泛光感应元件。

进一步地，指定物品包括电子物品和非电子物品。

进一步地，在步骤6之后，还包括以下步骤：

步骤7：当目标人员出现了所述偏离行为所表征的行为，则通过震动或者声音或其他方式提醒该目标人员，从而提醒学生改正不良习惯，并且进行数据记录，追踪一端时间内偏离行为发生的频次、纠正次数，以监测目标人员是否长时间保持争取的用眼习惯。

本发明的有益效果为：本发明通过在特定空间内采集各个目标人员(例如学生)每隔一端时间内的移动行为，得到行为轨迹事件，并且与预设的标准近似成因数据库的近视成因项进行对比分析，能够有效找出每个目标人员的近视成因，并且可以长时间偏离行为的追踪分析，并且无需大量复杂的引脚，仅需要能够定位学生的引脚，例如摄像头、光感传感器等传感器设备，能够综合全面对近视成因进行预防。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方案

下面，结合附图以及具体实施方案，对本发明做进一步描述：

如图1所示，一种在特定空间下预防近视的综合防控方法，包括如下步骤：

步骤1：预先在所述特定空间下的各个指定物品上安装定位装置，指定物品记为参照特征物，参照特征物有多个，定位装置用于确定所在指定物品在特定空间下的位置和测量所在指定物品与目标人员的距离。

特定空间可以是物理上相对封闭的空间，例如一个教室、会议室，也可以是露天人为划分的一个空间，例如露天某一区域的会议场所等。指定物品也即是参照特征物也是人为确定的，通常包括电子物品和非电子物品，这些电子物品通常会影响到人眼视力，例如电脑显示屏、电视机等，不影响视力的电子物品和非电子物品可以作为参照物定位出目标人员在该特定空间下的具体位置，目标人员在该特定空间下的具体位置可以用坐标(例如三维坐标)或距离等方式来确定，例如，学生a在1号桌前20cm位置处。

定位装置可以采用红外距离传感器、环境光感传感器、泛光感应元件等现有具有测距功能的定位装置，定位装置可以向由目标人员所携带的接收终端发送或信号，从而可以检测到目标人员靠近。这里的目标人员并不限定为一个具体人员，可以是多个。例如，在该教室内上课的所有学生均作为目标人员，并且为每个学生进行人脸识别或指纹识别或其他等进行目标人员身份识别，从而可以确定具体的目标人员。

步骤2：在统计时间周期内，每隔预设时间间隔a，监测一次对各个目标人员在从初始时间到当前时间的行为轨迹事件，行为轨迹事件包括当前时间目标人员所在参考特征物以及该目标人员距离该参考特征物的距离，目标人员距离参考特征物的距离为人脸到参考特征物的距离。参考特征物通常是带显示屏的电子产品或带光源的物品，此时，则是人脸到显示屏或光源的距离。

其中，在统计时间周期内，同一个目标人员下监测得到的第i次的行为轨迹事件记为m_i，1≤i≤N，N为统计时间周期内的行为轨迹事件总次数。例如，目标人员为学生a，学生a在一个统计时间周期内(例如一天或一周)有5次行为轨迹事件，也即是监测到的行为轨迹事件总次数为5。在10点时刻，监测到第1次行为轨迹事件m₁为在1号课桌(即是参考特征物之一)；在10点10分时刻，监测到第2次行为轨迹事件m₂为仍然在1号课桌；在10点20份时刻，监测到第3次行为轨迹事件m₃为在电视片屏幕前，依次类推，各个目标人员均对应一个行为轨迹事件集合{m₁,m₂,…,m_N}。

相对应的，每一次行为轨迹事件对应一个目标人员到参照特征物之间的距离，并且将目标人员到参数特征物之间的距离记为行为直线距离，第i次行为轨迹事件对应的行为直线距离记为w_i。因此，同一个目标人员在一个统计周期内对应一个行为直线距离集合{w₁,w₂,…,w_N}。

其中，为了更精准获得目标人员在该特定看见下的移动情况，只需要缩短时间间隔a，例如，由每隔10分钟缩短至每隔5分钟。

步骤3：按公式①计算出每个目标人员在各个参照特征物的离散系数，其中，同一个目标人员在第q个参照特征物的离散系数记为V_q：

式中，S表示同一个目标人员在第q个参照特征物对应的行为直线距离的标准差，

为同一个目标人员在第q个参照特征物对应的行为直线距离的平均值。例如，学生a为当前目标人员，在一个统计周期内的行为轨迹事件N次中有5次为到达1号课桌，也即第q个参照特征物为1号课桌。因此，根据学生a对应1号课桌的这5次行为直线距离分别求其标准差和平均值，从而得到学生a在1号课桌的离散系数。

离散系数V_q表征了在该统计周期内该目标人员在否有规律的频率到达第q个参照特征物。

若离散系数V_q＜预设阈值，则表明当前目标人员在第q个参照特征物所监测得到的行为轨迹事件和行为直线距离是有效的，从而得到有效行为轨迹事件和有效行为直线距离。否则，是无效的，也即若离散系数V_q≥预设阈值，则表明当前目标人员在第q个参照特征物所监测得到的行为轨迹事件和行为直线距离是无效的。例如，在同一个参照物特征下，形成的50次采集中，有40次都是在10厘米以下，则可以表明采集到的行为轨迹事件和行为直线距离均是需要的。若超过预设阈值，表明当前目标人员并未有特定行为习惯，可能只是偶尔趴着或者偶尔低头，这样的行为习惯对近视并无影响，因此，需要过滤掉，或者需要继续检测收集数据，以在更长时间的统计周期内统计行为轨迹事件和行为直线距离是否有效。

依次对各个目标人员对应各个参照特征物按公式①计算并与预设阈值进行比较，从而得到各个目标人员下对各个参照特征物对应的有效行为轨迹事件有效直线距离。

步骤4：预设标准近视成因数据库，标准近视成因数据库包括若干个对近视有影响的近视成因项，其中，第r个近视成因项记为x_r，1≤r≤M，M为近视成因项总数量，M取值与N相同，也即M＝N。例如，第1个近视成因项为人脸与投影屏幕之间的距离x₁，与一体机屏幕的距离数据x₂,与距离课桌桌面的距离数据x₃，其他例如教室环境数据，包括光源数据x₄,环境粉尘数据x₅，温度数据x₆,湿度数据x₇；其他异常信息，如揉眼次数x₈,用眼时间x₉等。并根据多元线性回归模型公式y＝b₀+b₁x₁+b₂x₂+b₃x₃+...+b_Mx_M+ε进行回归分析，其中，b₀、b₁、b₂、b₃...和b_p为待估参数，ε为残差，从而计算出等估参数的估计值b₀、b₁、b₂、b₃...和b_M，得到如下回归方程

由此判定各个近视成因的自变量x与近视结果(因变量)y是否存在因果关系，当因果关系为正时，形成预设标准近视成因数据库。

步骤5：对应同一个参照特征物下将有效行为直线距离中与标准近视成因数据库中进行大小一一比对，将小于标准近视成因项的行为直线距离作为偏离行为{h₁,h₂,…,h_n}。例如，在预设的标准近视成因数据库中也包括对应1号课桌的近视成因项x1，该近视成因项表示人脸距离课桌的距离小于近视成因项视为是正常行为，对近视物影响，若超过则视为对近视有影响，是形成近视的一个原因。则将x1与w1进行比较，若x1＜w1，则得到一次偏离行为，将所有偏离行为的w1进行记录，则得到一个偏离行为h1。

由于标准近视成因数据库中预设的近似成因项作为自变量与近似结果y是可能存在非因果关系或者因果关系较小的，那么当目标人员在某一个参照特征物下的所有行为轨迹事件中，每一次的行为直线距离就可以与对应的近视成因项进行比较。例如，近视成因项x1为20厘米，那么实际有效数据的w1是10厘米，则记行为直线距离w1为1次偏离行为，从而在一个统计周期内，所有对应w1所在的操作特征物的其他行为直线距离也与x1进行一一比较，从而将所有存在偏离行为的w进行记录得到h1。

步骤6：对偏离行为{h₁,h₂,…,h_n}进行二次回归分析，得到各个偏离行为所占权重，并结合偏离行为出现的频次、时长，从而确定出各个目标人员对应的近视成因，每一个偏离行为反映了其近似成因，而该偏离行为的权重则反映了该近似成因影响程度，权重越大，意味着影响程度越深，反之，则影响程度越小。

在一个可选的实施方式中，在步骤6之后，还包括以下步骤：

步骤7：当目标人员出现了所述偏离行为所表征的行为，则通过震动或者声音或其他方式提醒该目标人员，从而提醒学生改正不良习惯。并且可以进行数据记录，追踪一端时间内偏离行为发生的频次、纠正次数等信息，以监测目标人员是否长时间保持争取的用眼习惯，如坐姿等。当近视成因存在环境粉尘等其他非个体主观因素时，配合后台数据存储及分析，控制系统可以改变教室内灯光、温度湿度等环境，以达到全方面预防、纠正、控制近视发生的作用。

并且可以将上述结果形成报告通过手机app发送给学生、家长、老师等，以便于能够及时发现近视成因，进而可以分析近视问题、改变目标人员自身的行为习惯，实现长效预警并防控近似的作用。

本发明通过在特定空间内采集各个目标人员(例如学生)每隔一端时间内的移动行为，得到行为轨迹事件，并且与预设的标准近似成因数据库的近视成因项进行对比分析，能够有效找出每个目标人员的近视成因，并且可以长时间偏离行为的追踪分析，并且无需大量复杂的引脚，仅需要能够定位学生的引脚，例如摄像头、光感传感器等传感器设备，能够综合全面对近视成因进行预防。

本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种在特定空间下预防近视的综合防控方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：预先在所述特定空间下的各个指定物品上安装定位装置，指定物品记为参照特征物，定位装置用于确定所在指定物品在特定空间下的位置和测量指定物品与目标人员的距离；

步骤2：在统计时间周期内，每隔预设时间间隔a，监测一次对各个目标人员在从初始时间到当前时间的行为轨迹事件，行为轨迹事件包括当前时间目标人员所在参考特征物以及该目标人员距离该参考特征物的距离，

其中，在统计时间周期内，同一个目标人员下监测得到的第i次的行为轨迹事件记为m_i，1≤i≤N，N为统计时间周期内的行为轨迹事件总次数，某一个目标人员均对应一个行为轨迹事件集合{m₁,m₂,…,m_N}，每一次行为轨迹事件对应一个目标人员到参照特征物之间的距离，并且将目标人员到参数特征物之间的距离记为行为直线距离，第i次行为轨迹事件对应的行为直线距离记为w_i，某一目标人员在一个统计周期内对应一个行为直线距离集合{w₁,w₂,…,w_N}；

步骤3：按公式①计算出每个目标人员在各个参照特征物的离散系数，其中，同一个目标人员在第q个参照特征物的离散系数记为V_q：

式中，S表示同一个目标人员在第q个参照特征物对应的行为直线距离的标准差，

为同一个目标人员在第q个参照特征物对应的行为直线距离的平均值，离散系数V_q表征了在该统计周期内该目标人员是否有规律的频率到达第q个参照特征物，

若离散系数V_q＜预设阈值，则表明当前目标人员在第q个参照特征物所监测得到的行为轨迹事件和行为直线距离是有效的，从而得到有效行为轨迹事件和有效行为直线距离，

依次对各个目标人员对应各个参照特征物按公式①计算并与预设阈值进行比较，从而得到各个目标人员下对各个参照特征物对应的有效行为轨迹事件有效直线距离；

步骤4：预设标准近视成因数据库，标准近视成因数据库包括若干个对近视有影响的近视成因项，其中，第r个近视成因项记为x_r，1≤r≤M，M为近视成因项总数量，M取值与N相同，并根据多元线性回归模型公式y＝b₀+b₁x₁+b₂x₂+b₃x₃+...+b_Mx_M+ε进行回归分析，其中，b₀、b₁、b₂、b₃...和b_p为待估参数，ε为残差，从而计算出等估参数的估计值b₀、b₁、b₂、b₃...和b_M，得到如下回归方程

由此判定各个近视成因的自变量x与近视结果y是否存在因果关系，当因果关系为正时，形成预设标准近视成因数据库；

步骤5：对应同一个参照特征物下将有效行为直线距离中与标准近视成因数据库中进行大小一一比对，将小于标准近视成因项的行为直线距离作为偏离行为{h₁,h₂,…,h_n}，

步骤6：对偏离行为{h₁,h₂,…,h_n}进行二次回归分析，得到各个偏离行为所占权重，并结合偏离行为出现的频次、时长，从而确定出各个目标人员对应的近视成因，每一个偏离行为反映了其近似成因，而该偏离行为的权重则反映了该近似成因影响程度，权重越大，意味着影响程度越深，反之，则影响程度越小。

2.根据权利要求1所述的在特定空间下预防近视的综合防控方法，其特征在于，指定物品与目标人员的距离为指定物品到目标人员的人脸之间的距离。

3.根据权利要求1所述的在特定空间下预防近视的综合防控方法，其特征在于，定位装置包括红外距离传感器、环境光感传感器、泛光感应元件。

4.根据权利要求1所述的在特定空间下预防近视的综合防控方法，其特征在于，指定物品包括电子物品和非电子物品。

5.根据权利要求1所述的在特定空间下预防近视的综合防控方法，其特征在于，在步骤6之后，还包括以下步骤：

步骤7：当目标人员出现了所述偏离行为所表征的行为，则通过震动或者声音或其他方式提醒该目标人员，从而提醒学生改正不良习惯，并且进行数据记录，追踪一端时间内偏离行为发生的频次、纠正次数，以监测目标人员是否长时间保持争取的用眼习惯。

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