CN208076852U - 一种用于矫正姿态的眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于矫正姿态的眼镜，包括设置在眼镜上的姿态矫正装置，所述的姿态矫正装置包括六轴陀螺仪、红外测距传感器、光强度传感器、单片机芯片和蓝牙，还包括信息接收端；所述的六轴陀螺仪、红外测距传感器、光强度传感器的输出端分别与所述的单片机芯片的输入端相连，所述的单片机芯片的输出端与所述的蓝牙的输入端相连，所述的蓝牙通过无线传输将单片机芯片输入的所有信息输入到信息接受端。通过使用该眼睛，能够提醒学生调整学习坐姿，以保护学生的眼睛。

Description

一种用于矫正姿态的眼镜

技术领域

本实用新型属于电子设备领域，具体涉及一种用于矫正姿态的眼镜。

背景技术

学生人群平时学习负担较重，基本每天都和书本打交道，一些阅读写作习惯不好的学生，容易在学习是加重眼睛的负担，会导致近视程度的加深。本发明专利以眼镜为基础并结合各种传感器，模拟出学生学习时的实时姿态，并且可以向学生提出一些热心建议，可以减轻一些近视学生的用眼负担，保护好自己的眼睛，防止进一步加深近视程度。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种用于矫正姿态的眼镜。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于矫正姿态的眼镜，包括设置在眼镜上的姿态矫正装置，所述的姿态矫正装置包括六轴陀螺仪、红外测距传感器、光强度传感器、单片机芯片和蓝牙，还包括信息接收端；所述的六轴陀螺仪、红外测距传感器、光强度传感器的输出端分别与所述的单片机芯片的输入端相连，所述的单片机芯片的输出端与所述的蓝牙的输入端相连，所述的蓝牙通过无线传输将单片机芯片输入的所有信息输入到信息接受端。

作为本实用新型的进一步改进，所述的六轴陀螺仪安装在镜框左右两侧的任意一端，所述的六轴陀螺采用的是MPU6050陀螺仪模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述的红外测距传感器安装在鼻梁的前端，所述的红外测距传感器采用的是GP3Y0E03型微型测距传感器模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述的光强度传感器安装在镜框左右两侧的任意一端，所述的光强度传感器采用的是GY-30型号数字光强度传感器模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述的单片机芯片和所述的蓝牙内置在任意一侧的镜脚中，所述的单片机芯片采用的是STM32F103芯片，所述的蓝牙采用的TI CC2541型号的4.0蓝牙通信模块。

作为本实用新型的进一步改进，所述的信息接收端为手机、平板电脑、移动手表。

作为本实用新型的进一步改进，所述的眼镜包括有镜片眼镜和无镜片眼镜。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过在眼镜上安装了检测学生学习时的姿态装置，同时考虑到学习环境中的光线强度，来判断学习时的姿态是否得当并将信息发送至移动电子设备APP中，并通过移动电子设备提醒学生调整学习坐姿，以保护学生的眼睛。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2和图3为本实用新型安装在眼镜上的一种实施例的结构示意图；

图4为采用卡尔曼滤波算法模拟姿态的示意图；

图5为本实用新型一种实施例的信息采集处理流程图；

其中：1-单片机芯片，2-六轴陀螺仪，3-红外测距传感器，4-光强度传感器，5-蓝牙，6-信息接收端，7-电池。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。

本实用新型所设计的用于矫正姿态的眼镜通过设置在眼镜上的姿态矫正装置感知学生读书是的姿态是否规范，所述的姿态矫正装置包括感知学生学习时坐姿是否规范的六轴陀螺仪2和眼睛与书本的距离的红外测距传感器3。由于外界的光线强度也会影响眼睛的近视情况，因此还包括用于感知学习环境的光线强度的光强度传感器4。所述的六轴陀螺仪2、红外测距传感器3、光强度传感器4的输出端分别与所述的单片机芯片1的输入端相连，将检测到的信号传输道单片机芯片1上，所述的单片机芯片1的输出端与所述的蓝牙5的输入端相连，通过对输入的信号进行处理分析后，将结果信息通过蓝牙5的无线技术传输到信息接受端，所述的信息接受端中内置了APP，根据所接收的信息进行解算，并显示学生现在的学习姿势是否规范，如果不正确则会通过信息接收端6进行提醒，告知学生调整学习姿势。

其中所述的六轴陀螺仪2利用卡尔曼滤波算法模拟姿态，如图4所示，通过得到人眼视线在X、Y和Z轴的倾角，分别为俯仰角Pitch，滚转角Roll，偏航角Yaw)。具体的首先六轴陀螺仪2获取六个数据，包括三轴加速度AD值和三角角速度AD值，经过姿态融合算法就可以得到Pitch，Roll，Yaw角。

由于姿态融合得到姿态角可以通过没有累积误差的三轴加速度数据来实现，且通过算tan()得到姿态角，但是由于待测物在运动时会产生各种无用加速度，因此原始的数据中，包含太多的噪声，不能直接使用因此需要采用卡尔曼滤波算法解决误差影响。

卡尔曼滤波算法是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法，它详细考虑了噪声和初始角度估计误差，智能的计算每一步的增益，消除三轴运动时的额外加速度的影响和角速度积分累积的误差，得到准确的姿态角。

本实用新型中，所使用眼镜可以为针对近视者的有镜片眼镜和非近视者的无镜片眼镜。以上所述的各种电子零件完全安装在眼镜架上。

在本实用新型的一种实施例中，所述的六轴陀螺仪2安装在镜框左右两侧的任意一端，所述的六轴陀螺采用的是MPU6050陀螺仪模块。所述的红外测距传感器3安装在鼻梁的前端，所述的红外测距传感器3采用的是GP3Y0E03型微型测距传感器模块。所述的光强度传感器4安装在镜框左右两侧的任意一端，所述的光强度传感器4采用的是GY-30型号数字光强度传感器4模块。所述的六轴陀螺仪2与所述的光强度传感器4安装位置可以相互置换。所述的单片机芯片1和所述的蓝牙5内置在任意一侧的镜脚中，所述的单片机芯片1采用的是STM32F103芯片，所述的蓝牙5采用的TI CC2541型号的4.0蓝牙5通信模块。在设有单片机芯片1和蓝牙5同一侧的镜脚的尾端还设有用于提供电源的电池7。

所述的信息接收端6包括手机，平板电脑、移动手表等移动电子设备，所述的信息接收端6安装有APP软件，APP软件根据综合分析所接受到的信息模拟出学习时的姿态、与书本的远近，以及此时的光线信息是否对眼睛有伤害，从而给出结果信息，并通过信息接收端6发出震动报警或语音报警，告知学生调整学习姿态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种用于矫正姿态的眼镜，其特征在于：包括设置在眼镜上的姿态矫正装置，所述的姿态矫正装置包括六轴陀螺仪(2)、红外测距传感器(3)、光强度传感器(4)、单片机芯片(1)和蓝牙(5)，还包括信息接收端(6)；

所述的六轴陀螺仪(2)、红外测距传感器(3)、光强度传感器(4)的输出端分别与所述的单片机芯片(1)的输入端相连，所述的单片机芯片(1)的输出端与所述的蓝牙(5)的输入端相连，所述的蓝牙(5)通过无线传输将单片机芯片(1)输入的所有信息输入到信息接受端。

2.根据权利要求1所述的一种用于矫正姿态的眼镜，其特征在于：所述的六轴陀螺仪(2)安装在镜框左右两侧的任意一端，所述的六轴陀螺采用的是MPU6050陀螺仪模块。

3.根据权利要求1所述的一种用于矫正姿态的眼镜，其特征在于：所述的红外测距传感器(3)安装在鼻梁的前端，所述的红外测距传感器(3)采用的是GP3Y0E03型微型测距传感器模块。

4.根据权利要求1所述的一种用于矫正姿态的眼镜，其特征在于：所述的光强度传感器(4)安装在镜框左右两侧的任意一端，所述的光强度传感器(4)采用的是GY-30型号数字光强度传感器(4)模块。

5.根据权利要求1所述的一种用于矫正姿态的眼镜，其特征在于：所述的单片机芯片(1)和所述的蓝牙(5)内置在任意一侧的镜脚中，所述的单片机芯片(1)采用的是STM32F103芯片，所述的蓝牙(5)采用的TI CC2541型号的4.0蓝牙(5)通信模块。

6.根据权利要求1所述的一种用于矫正姿态的眼镜，其特征在于：所述的信息接收端(6)为手机、平板电脑、移动手表。

7.根据权利要求1所述的一种用于矫正姿态的眼镜，其特征在于：所述的眼镜包括有镜片眼镜和无镜片眼镜。