CN208872874U - 一种坐姿检测装置及台灯 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种坐姿检测装置及台灯，其中，坐姿检测装置包括：处理单元、以及与处理单元连接的第一超声波传感器和第二超声波传感器；第一超声波传感器和第二超声波传感器分别与水平面之间呈倾斜角度安装，第一超声波传感器所处的位置高于第二超声波传感器所处的位置。处理单元控制第一超声波传感器或第二超声波传感器发送超声波信号，并控制第一超声波传感器和/或第二超声波传感器接收超声波信号经障碍物反射回的回波信号，进而基于由超声波信号的发送时刻至接收回波信号的接收时刻之间间隔的传输时长和超声波信号的传输速度，计算超声波信号的传输距离，并基于传输距离来检测人体的坐姿状态。由此可提高对人体坐姿进行检测的准确性。

Description

一种坐姿检测装置及台灯

技术领域

本申请涉及检测技术领域，具体而言，涉及一种坐姿检测装置及台灯。

背景技术

人们在桌前读书、学习时，如果长时间保持不正确的坐姿，可能会导致视力下降、驼背等问题，为达到保护视力和避免驼背等目的，需要在人们出现不正确的坐姿时及时地进行提示，以使人们能够纠正坐姿。

目前，为了识别不正确的坐姿，可以在桌面放置的台灯等物品上安装一个坐姿检测装置，该坐姿检测装置中配置有一个超声波传感器、以及处理器，具体的，处理器可以控制超声波传感器发送超声波信号并接收经过人体遮挡后反射回来的回波信号，进而确定坐姿检测装置与人体之间的距离，从而分析人体的坐姿状态。

然而，实际应用时，由于超声波传感器发送的超声波信号是以类圆锥体的扩散面向外发送的，如果该扩散面内存在除人体以外的其它遮挡物，如桌面上放置的水杯等，那么也会反射回回波信号，这就会给监测坐姿检测装置与人体之间的距离带来干扰，导致分析人体的坐姿状态时出现错误。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种坐姿检测装置及台灯，以尽量排除其他遮挡物对于检测人体的坐姿状态带来的干扰，从而提高对人体坐姿进行检测的准确性。

第一方面，本申请实施例提供了一种坐姿检测装置，包括：处理单元、以及与所述处理单元分别连接的第一超声波传感器和第二超声波传感器；其中，所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器分别与水平面之间呈倾斜角度安装，所述第一超声波传感器所处的位置高于所述第二超声波传感器所处的位置；

所述处理单元，用于控制所述第一超声波传感器或所述第二超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第一超声波传感器和/或所述第二超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；基于由超声波信号的发送时刻至接收反射回的回波信号的接收时刻之间间隔的传输时长、以及超声波信号的传输速度，计算超声波信号的传输距离；基于计算出的传输距离，检测人体的坐姿状态。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，当所述第一超声波传感器所处的位置与所述第二超声波传感器所处的位置之间的高度差小于预设高度阈值时，所述处理单元，具体用于：

控制所述第一超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第一超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；

确定所述第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定所述第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第一超声波传感器收到回波信号时的第一传输距离；

基于计算出的多个所述第一传输距离，检测人体的坐姿状态。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，当所述第一超声波传感器所处的位置与所述第二超声波传感器所处的位置之间的高度差不小于预设高度阈值时，所述处理单元，具体用于：

控制所述第一超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第二超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；

确定所述第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定所述第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第二超声波传感器收到回波信号时的第二传输距离；

基于计算出的多个所述第二传输距离，检测人体的坐姿状态。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述处理单元，具体用于：

控制所述第一超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第一超声波传感器、以及所述第二超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；

确定所述第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定所述第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻、以及所述第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，分别计算出所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第一超声波传感器收到回波信号时的第一传输距离、以及所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第二超声波传感器收到回波信号时的第二传输距离；

当计算出的多个所述第一传输距离的变化状态与计算出的多个所述第二传输距离的变化状态一致时，基于计算出的多个所述第一传输距离或计算出的多个所述第二传输距离，检测人体的坐姿状态。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述处理单元，具体用于：

当计算出的多个所述第一传输距离的变化状态与计算出的多个所述第二传输距离的变化状态不一致时，将所述第一超声波传感器接收的回波信号转换为第一脉冲信号、以及将所述第二超声波传感器接收的回波信号转换为第二脉冲信号；

将所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号进行求与运算后，得到第三脉冲信号；

基于所述第三脉冲信号，确定所述第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻、以及所述第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算出所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第一超声波传感器收到回波信号时的第三传输距离，或者计算出所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第二超声波传感器收到回波信号时的第四传输距离；

基于计算出的多个第三传输距离或计算出的多个第四传输距离，检测人体的坐姿状态。

第二方面，本申请实施例还提供了一种台灯，包括灯头、灯柱和底座，所述底座与所述灯柱的底端连接，所述灯头与所述灯柱的顶端连接，所述台灯还包括上述第一方面以及上述第一方面任一种可能的实施方式中所述的坐姿检测装置。其中，所述第一超声波传感器安装于所述灯头上，所述第二超声波传感器安装于所述灯柱上。

本申请实施例中，通过配置两个与水平面之间呈倾斜角度、且置于不同高度的超声波传感器，可以使得两个超声波传感器的波束角覆盖范围相重叠，由此利用其中一个超声波传感器发送超声波信号，自身以及另外一个能够接收重叠的波束角覆盖范围内超声波信号经障碍物反射回的回波信号。并且，本申请中通过设置合适的倾斜角度，使得两个超声波传感器重叠的波束角覆盖范围避开桌面周围，由此可以尽量避免桌面上放置的一些物体对超声波信号的传输带来遮挡，从而通过物理方式有效排除其他遮挡物对于检测人体的坐姿状态带来的干扰。

本申请实施例中，可以控制第一超声波传感器或第二超声波传感器发送超声波信号，并控制第一超声波传感器和/或第二超声波传感器接收超声波信号经障碍物反射回的回波信号。进而基于由超声波信号的发送时刻至接收反射回的回波信号的接收时刻之间间隔的传输时长、以及超声波信号的传输速度，计算超声波信号的传输距离，并基于计算出的传输距离，检测人体的坐姿状态。通过在不同的应用场景下采用不同的控制策略来控制两个超声波传感器收发信号，可以有效排除其他遮挡物对检测人体的坐姿状态带来的干扰，从而提高对人体坐姿进行检测的准确性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种坐姿检测装置的内部结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种台灯的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的坐姿检测过程的流程示意图；

图4示出了本申请实施例提供的场景示意图一；

图5示出了本申请实施例提供的坐姿检测过程的流程示意图；

图6示出了本申请实施例提供的场景示意图二；

图7示出了本申请实施例提供的坐姿检测过程的流程示意图；

图8示出了本申请实施例提供的场景示意图三；

图9示出了本申请实施例提供的用于排除干扰信号的运算过程的示意图；

图10示出了本申请实施例提供的场景示意图四；

图11示出了本申请实施例提供的场景示意图五；

图12示出了本申请实施例提供的场景示意图六；

图13示出了本申请实施例提供的场景示意图七；

图14示出了本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

首先，对本申请提供的坐姿检测装置的具体结构进行说明。该坐姿检测装置包括处理单元、以及与处理单元分别连接的第一超声波传感器和第二超声波传感器。其中，处理单元包括中央处理器，还包括对超声波信号进行处理的超声波发送电路和超声波接收电路等。

一种可能的实施方式中，该坐姿检测装置的内部结构示意图如图1所示，包括中央处理器、第一超声波传感器、与第一超声波传感器相连接的第一超声波发送电路和第一超声波接收电路、第二超声波传感器、与第二超声波传感器相连接的第二超声波发送电路和第二超声波接收电路。其中，第一超声波发送电路和第二超声波发送电路包括单向缓冲器、以及驱动电路。第一超声波接收电路和第二超声波接收电路包括保护电路、信号放大电路、包络检波单元、以及比较电路。

以第一超声波传感器收发信号为例，对处理单元的工作过程进行简要说明。坐姿检测装置通电的状态下，中央处理器可以发送激励脉冲至第一超声波发送电路，以控制第一超声波传感器发送一定频率的超声波信号。超声波信号在经过障碍物遮挡后反射回回波信号，回波信号可被第一超声波传感器接收到，进而传输至第一超声波接收电路中依次进行处理。具体的，可以通过保护电路对回波信号进行保护，进而对回波信号进行放大处理，使放大后的回波信号的幅度值可以达到能够被中央处理器识别到的幅度值。进一步地，可以对回波信号进行包络检波处理，将回波信号转换为能够被中央处理器识别到的模拟信号，进而输入至比较电路，比较电路可以在确定模拟信号符合预设条件时，将模拟信号转换为中央处理器可以识别的数字信号并输入至中央处理器中进行分析处理。

应理解，实际应用中，也可以由处理单元控制第二超声波传感器收发信号，或者控制第一超声波传感器中的一个超声波传感器发送超声波信号，另一个超声波传感器用于接收反射回的回波信号等。在上述几种工作模式下处理单元的工作过程可以参照上述实施方式的相关描述，这里不再赘述。

上述图1所示的坐姿检测装置可以是单独进行使用。例如，当单独进行使用时，坐姿检测装置还可以包括固定装置、立柱等。该固定装置用于将立柱平稳放置于桌面上，该固定装置例如为底座，或者具有固定作用的粘接部件等。

上述图1所示的坐姿检测装置还可以与桌面上的一些设备组合使用，例如可以将坐姿检测装置安装在台灯上、或电脑显示屏上等，以便对人体的坐姿进行检测。

由于考虑到桌面上可能会放置水杯等物品，这些物体可能落入波束角覆盖范围内对超声波信号的传输带来遮挡，对检测人体的坐姿带来干扰。另外，当坐姿检测装置安装在台灯上时，由于台灯的灯头可以上下摆动或者左右摆动，而灯头在摆动过程中，也可能落入波束角覆盖范围内对超声波信号的传输带来遮挡，对检测人体的坐姿带来干扰。故为了提升检测人体坐姿的准确性，需要消除这些遮挡物等外部因素带来的干扰。

针对上述问题，本申请实施例中可基于上述图1所示的坐姿检测装置，通过在不同的应用场景下采用不同的控制策略来控制第一超声波传感器和第二超声波传感器收发信号，可以有效排除桌面上的物体或灯头等外部因素对检测人体的坐姿状态带来的干扰，从而提高对人体坐姿进行检测的准确性。

具体实施中，在不同的应用场景下，处理单元可以控制第一超声波传感器或第二超声波传感器发送超声波信号，并控制第一超声波传感器和/或第二超声波传感器接收超声波信号经障碍物反射回的回波信号。进一步地，处理单元还可以基于由超声波信号的发送时刻至接收反射回的回波信号的接收时刻之间间隔的传输时长、以及超声波信号的传输速度，计算超声波信号的传输距离，并基于计算出的传输距离，检测人体的坐姿状态。

本申请实施例中，第一超声波传感器所处的位置可以高于第二超声波传感器所处的位置，并且第一超声波传感器和第二超声波传感器可以分别与水平面之间呈倾斜角度安装，例如，第一超声波传感器可以以水平面为基准向下倾斜，第二超声波传感器以水平面为基准向上倾斜或水平安装。通过这种安装方式，可以使第一超声波传感器和第二超声波传感器的波束角覆盖范围相重叠。这样，第一超声波传感器发送的超声波信号经过障碍物遮挡后，反射回的回波信号可以被自身和/或第二超声波传感器接收到。并且，通过为第一超声波传感器和第二超声波传感器设置合适的倾斜角度，可以使得两个超声波传感器重叠的波束角覆盖范围避开桌面周围，由此能够尽量避免桌面上放置的一些物体对超声波信号的传输带来遮挡，从而有效排除其他遮挡物对于检测人体的坐姿状态带来的干扰。

上述通过设置合理的安装方式来规避外部因素对人体坐姿检测带来的干扰为本申请提供的其中一种方案，本申请实施例中，还可以通过采用不同的控制策略来控制超声波传感器的工作模式，来规避外部因素对人体坐姿检测带来的干扰。

为了更好地理解本申请提供的技术方案，下面以上述坐姿检测装置应用于台灯上为例，对坐姿检测装置的具体工作过程进行详细说明。应理解，本申请中坐姿检测装置除了安装在台灯上之外，还可以安装在其它桌面设备上，例如电脑等，其采用的工作原理相同，本申请在此不再一一介绍。

首先，参照图2所示，该台灯包括灯头210、灯柱220和底座230，底座230与灯柱220的底端连接，灯头210与灯柱220的顶端连接。其中，第一超声波传感器240安装在灯头210上，第二超声波传感器250安装在灯柱220上。

考虑到在使用台灯的过程中，根据不同使用习惯用户可能会调整灯头210的位置，例如可以对灯头进行前后拉伸、角度调节等。这就导致第一超声波传感器240会随着灯头210的摆动而摆动。而由于超声波传感器的波束角较大，一般在70°至80°左右，故随着灯头的摆动，当灯头向下方摆动导致第一超声波传感器240和第二超声波传感器250之间相距的高度差较小时，灯头以及第一超声波传感器240可能会成为第二超声波传感器250发送超声波信号时的遮挡物，这时如果不选取合适的控制策略来控制第一超声波传感器和第二超声波传感器收发信号，可能会导致灯头以及第一超声波传感器240对人体坐姿检测带来干扰。

下面针对不同的应用场景下的处理过程分别进行介绍。

应用场景一：第一超声波传感器所处的位置与第二超声波传感器所处的位置之间的高度差小于预设高度阈值。

上述场景下，若采用第二超声波传感器来发送超声波信号，并由第二超声波传感器来负责接收，则第二超声波传感器接收的信号中可能包括经第一超声波传感器遮挡后反射回的回波信号。在一些特殊的场景下，例如第一超声波传感器的波束角覆盖范围较大时，若采用第二超声波传感器来发送超声波信号，第一超声波传感器来负责接收，那么第一超声波传感器接收的信号中可能包括未经障碍物遮挡，直接被第一超声波传感器接收到的超声波信号。上述两种情形下均会对存在干扰信号，对坐姿检测过程带来干扰。

故本申请实施例中，在应用场景一下的坐姿检测过程可以参照图3所示的流程示意图以及图4所示的场景示意图：

步骤301、控制第一超声波传感器发送超声波信号，并控制第一超声波传感器接收超声波信号经障碍物反射回的回波信号。

步骤302、确定第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻。

步骤303、根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算第一超声波传感器每次发出超声波信号至第一超声波传感器收到回波信号时的第一传输距离。

步骤304、基于计算出的多个第一传输距离，检测人体的坐姿状态。

结合图4所示的场景示意图，由于第一超声波传感器位于较高的位置，受到的遮挡物的影响比较小，故可以通过第一超声波传感器发送超声波信号以及接收回波信号，测得第一超声波传感器传输到人体、并由人体反射回第一超声波传感器之间的传输距离2b。具体的，可以周期性发送超声波信号，记录超声波信号的发送时刻，并记录每次接收到回波信号的接收时刻，进而根据记录的发送时刻、以及接收时刻，确定传输时长。然后，利用公式2b＝vt来计算传输距离，其中，v为超声波信号的传输速度，例如取340m/s，t为传输时间。进一步地，在测量得到多个传输距离之后，可以根据多个传输距离之间求取的均值来具体分析人体的坐姿状态，并且也可以在检测到坐姿状态异常时发送提示信息。关于检测以及提示过程将在后文中进行详细说明，这里暂不介绍。

应用场景二：第一超声波传感器所处的位置与第二超声波传感器所处的位置之间的高度差不小于预设高度阈值。

上述场景下，第一超声波传感器不会对坐姿检测过程带来干扰，着重关注桌面上的干扰物对坐姿检测过程带来的干扰。

故本申请实施例中，在应用场景二下的坐姿检测过程可以参照图5所示的流程示意图以及图6所示的场景示意图：

步骤501、控制第一超声波传感器发送超声波信号，并控制第二超声波传感器接收超声波信号经障碍物反射回的回波信号。

步骤502、确定第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻。

步骤503、根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算第一超声波传感器每次发出超声波信号至第二超声波传感器收到回波信号时的第二传输距离。

步骤504、基于计算出的多个第二传输距离，检测人体的坐姿状态。

结合图6所示的场景示意图，由于第一超声波传感器位于较高的位置，受到的遮挡物的影响比较小，故可以通过第一超声波传感器发送超声波信号，由第二超声波传感器接收反射回的回波信号，测得第一超声波传感器传输到人体、并由人体反射回第二超声波传感器之间的传输距离b+c。其中，关于传输距离的具体计算方式、以及后续分析过程可以参照应用场景一中的描述，这里不再详述。

当然，实际应用中，若第二超声波传感器在灯柱上安装的位置较高，且灯头安装的第一超声波传感器并未对第二超声波传感器带来遮挡，且其桌面上的遮挡物也较低，也没有对第二超声波传感器带来遮挡时，也可以由第二超声波传感器负责发送超声波信号以及接收回波信号，或者由第二超声波传感器负责发送超声波信号、由第一超声波传感器来接收回波信号。这两种工作模式下后续测量传输距离以及分析坐姿状态的过程可以参照上述应用场景一和二中的描述，这里不再详述。

本申请实施例中，针对上述应用场景一和应用场景二，还提供了另一种坐姿检测的处理方式。具体的，坐姿检测过程可以参照图7所示的流程示意图以及图8所示的场景示意图：

步骤701、控制第一超声波传感器发送超声波信号，并控制第一超声波传感器、以及第二超声波传感器接收超声波信号经障碍物反射回的回波信号。

步骤702、确定第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻、以及第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻。

步骤703、根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，分别计算出第一超声波传感器每次发出超声波信号至第一超声波传感器收到回波信号时的第一传输距离、以及第一超声波传感器每次发出超声波信号至第二超声波传感器收到回波信号时的第二传输距离。

步骤704、判断第一传输距离的变化状态与第二传输距离的变化状态是否一致。

若一致，则执行步骤705；若不一致，则执行步骤706至步骤710。

其中，若第一传输距离的变化状态和第二传输距离的变化状态为同时变大或变小，那么可以认为进行传输距离测量时较为准确，未受到其它遮挡物带来的干扰，这种情况下，测量出的第一传输距离和第二传输距离都比较准确，故可以根据第一传输距离或第二传输距离来分析人体坐姿状态。反之，若第一传输距离的变化状态和第二传输距离的变化状态为一个变大，一个变小，那么可以认为进行传输距离测量时出现异常，可能受到其它遮挡物带来的干扰。这种情况下可以重新测量，或者对接收的回波信号进行去干扰处理，然后利用去干扰之后的回波信号，进一步分析人体坐姿状态。

步骤705、基于计算出的多个第一传输距离或计算出的多个第二传输距离，检测人体的坐姿状态。

步骤706、将第一超声波传感器接收的回波信号转换为第一脉冲信号、以及将第二超声波传感器接收的回波信号转换为第二脉冲信号。

步骤707、将第一脉冲信号与第二脉冲信号进行求与运算后，得到第三脉冲信号。

具体的，由于在超声波信号的发送时刻相同的情况下，测量得到的第一传输距离和第二传输距离的变化状态不同，故可以推导出第一超声波传感器和第二超声波传感器接收到的回波信号不一定完全相同，通过对比分析这两个超声波传感器分别采集到的回波信号，可以滤除掉位于波束角覆盖范围内除人体之外的其它遮挡物反射回的回波信号，识别出由人体反射回的回波信号。

本申请实施例中，可以将第一超声波传感器接收的回波信号转换为第一脉冲信号、以及将第二超声波传感器接收的回波信号转换为第二脉冲信号。通过将第一脉冲信号与第二脉冲信号进行求与运算后，可以得到第三脉冲信号。由于第三脉冲信号为排除了其它遮挡物的干扰后接收经人体反射回的回波信号所产生的脉冲信号，故可以基于第三脉冲信号，确定由超声波信号的发送时刻至接收反射回的回波信号的接收时刻之间间隔的传输时长，进而确定出的坐姿检测装置或台灯与人体之间间隔的距离更为准确。

例如，参照图9示出的用于排除干扰信号的运算过程的示意图，假设将第一超声波传感器接收回波信号转换成的第一脉冲信号用波形1表示，将第二超声波传感器接收回波信号转换成的第二脉冲信号用波形2表示，那么通过求与运算之后，得到的第三脉冲信号如波形3所示。这样，可以有效去除进入超声波的波束角覆盖范围内的其它遮挡物所带来的干扰，提高检测人体坐姿状态的准确性。

步骤708、基于第三脉冲信号，确定第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻、以及第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻。

步骤709、根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算出第一超声波传感器每次发出超声波信号至第一超声波传感器收到回波信号时的第三传输距离，或者计算出第一超声波传感器每次发出超声波信号至第二超声波传感器收到回波信号时的第四传输距离。

步骤710、基于计算出的多个第三传输距离或计算出的多个第四传输距离，检测人体的坐姿状态。

在利用第三脉冲信号确定出的接收时刻，来计算第三传输距离或第四传输距离时，可以使得计算结果较为精确，故后续可以利用第三传输距离和第四传输距离中的任意一种来分析人体的坐姿状态，也能使得分析结果更为准确。

针对上述几种应用场景下提供的处理流程，在计算出传输距离后，首先可以确定连续N次计算出的传输距离之间的均值，N为正整数，进一步地，可以基于计算出的均值来检测人体的坐姿状态，并在检测到人体的坐姿状态出现异常时，进行提示。下面列举几种具体的实施方式：

实施方式一：当检测到确定的均值不在预设的标准值范围内时，输出第一提示信息，第一提示信息用于提示用户坐姿不正确。

其中，预设的标准值范围例如用[a，b]表示，a，b为正整数，a小于b，其中，当坐姿检测装置或台灯与人体之间的距离小于a时，说明人体离坐姿检测装置过近，进而可以提示用户坐姿不准确，当坐姿检测装置或台灯与人体之间的距离大于b时，说明人体离坐姿检测装置过远，进而可以提示用户坐姿不准确，或者也可以认为是用户已离开座位，进而可以停止检测。

实施方式二：当检测到确定的均值在预设时长内未发生变化时，输出第二提示信息，第二提示信息用于提示更改坐姿。

具体的，上述第一提示信息或第二提示信息可以是语音提示、语音加动画、语音加闪光灯等内容形式进行提示。并且，若上述坐姿检测装置还包括显示屏，那么可以通过显示屏输出上述第一提示信息或第二提示信息。

实施方式三：当检测到确定的均值大于第一预设值时，其中，第一预设值可以设置为一个较大的值，这种情况下，说明用户可能离开了座位，故可以控制第一超声波传感器和第二超声波传感器停止工作。

当检测到确定的均值小于第二预设值时，其中，第二预设值可以设置预设的标准值范围中的任一值，这种情况下，说明用户又回到了座位，控制第一超声波传感器和第二超声波传感器重新工作。

另外，本申请实施例中，坐姿检测装置中还可以设置有微动开关，该微动开关用于控制两个超声波传感器开始工作或者结束工作，这样，用户在需要继续让两个超声波传感器工作时，只需打开该微动开关即可。

应理解，针对不同的应用场景，上述实施方式一至实施方式三可以互相组合起来使用，本申请对此并不限定。

本申请实施例中，还提供一种自动识别方法，可以通过检测第一超声波传感器和第二超声波传感器之间间隔的距离，来自动识别第一超声波传感器是否对第二超声波传感器发送的超声波信号带来遮挡，进而在不同的应用场景下采用不同的控制策略来控制第一超声波传感器和第二超声波传感器。下面，以坐姿检测装置安装于台灯上、第一超声波传感器位于灯头、第二超声波传感器位于灯柱上为例，对自动识别方法进行说明。

首先，可以判断出第一超声波传感器和人体之间的相对位置关系，具体判断过程如下：

第一步、控制第一超声波传感器发出超声波信号并控制第一超声波传感器接收回波信号，通过测量超声波传输时长和传输速度，计算出第一超声波传感器与人体之间的距离b1。

第二步、控制第二超声波传感器发出超声波信号并控制第二超声波传感器接收回波信号，通过测量超声波传输时长和传输速度，计算出第二超声波传感器与人体之间的距离a1。

第三步、当人体向后移动一段距离时，重复上述两个步骤的计算过程，分别计算出第一超声波传感器与人体之间的距离b1’、以及第二超声波传感器与人体之间的距离a1’。

第四步、比较(b1’-b1)和(a1’-a1)是否相等。

情况1：当(b1’-b1)＝(a1’-a1)时，说明人体头部位置高于台灯，或者人体头部位置和台灯灯头在一个水平平面，参照图10所示。

情况2：当(b1’-b1)<(a1’-a1)时，说明人体头部低于台灯，人体位置和超声波传感器2不在同一平面，参照图11所示。

进一步地，可以针对上述两种情况，分别计算第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的相对位置关系。

针对情况1：(b1’-b1)＝(a1’-a1)

参照图12所示的场景示意图，具体计算过程如下：

第一步、计算第一超声波传感器到第二超声波传感器的水平距离：L1＝(a1-b1)。

第二步、第一超声波传感器发出超声波，第二超声波传感器接收回波信号，通过测量超声波传播时长、以及传输速度，计算出第一超声波传感器发出超声波信号至第二超声波传感器收到回波信号时的传输距离：340t/2＝2b+c。

第三步、根据以及340t/2＝2b+c，计算出b和c。

第四步、根据a1²+H²＝(c+b)²，计算图12所示的距离H。

第五步、根据y1²+b1²＝b²，计算出图12所示的距离y1。

第六步，计算出第一超声波传感器相对于第二超声波传感器的准确位置：

水平距离:L1＝(a1-b1)；

垂直距离：L2＝H+y1。

针对情况2：(b1’-b1)<(a1’-a1)

参照图13所示的场景示意图，具体计算过程如下：

第一步、控制第二超声波传感器发送超声波信号，并控制第二超声波传感器接收回波信号，通过测量超声波传输时长、和传输速度，计算第二超声波传感器与人体之间的距离a。

第二步、控制第一超声波传感器发送超声波信号，并控制第一超声波传感器接收回波信号，通过测量超声波传输时长、和传输速度，计算第一超声波传感器与人体之间的距离b。

第三步、控制第二超声波传感器发送超声波信号，并控制第一超声波传感器接收回波信号，通过测量超声波传输时长、和传输速度，计算图13所示的距离c。

第四步、根据a²+H²＝(c+b)²，计算出图13所示的距离H。

第五步、根据计算出图13所示的距离s。

第六步、根据s²+y1²＝b²，计算出图13所示的y1。

第七步、计算出第一超声波传感器相对于第二超声波传感器的准确位置：

水平距离:L1＝a-s；

垂直距离：L2＝H+y1。

通过分析水平距离和垂直距离，可以判断出第一超声波传感器是否对第二超声波传感器造成遮挡，确定出不同应用场景，后续可以根据不同应用场景选取不同的控制策略来进行人体坐姿的检测。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，参照图14所示的结构示意图，所述设备1400包括处理器1401、存储器1402和总线1403，所述存储器1402存储执行指令，当所述设备1400运行时，所述处理器1401与所述存储器1402之间通过总线1403通信，所述处理器1401执行所述存储器1402存储的所述执行指令，使得所述设备1400执行上述实施例中所述的坐姿检测方法的步骤。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述实施例中所述的坐姿检测方法的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行上述实施例中所述的坐姿检测方法的步骤，具体可参见上述实施例，在此不再赘述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种坐姿检测装置，其特征在于，包括：处理单元、以及与所述处理单元分别连接的第一超声波传感器和第二超声波传感器；

所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器分别与水平面之间呈倾斜角度安装，所述第一超声波传感器所处的位置高于所述第二超声波传感器所处的位置；

所述处理单元，用于控制所述第一超声波传感器或所述第二超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第一超声波传感器和/或所述第二超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；以及基于由超声波信号的发送时刻至接收反射回的回波信号的接收时刻之间间隔的传输时长、以及超声波信号的传输速度，计算超声波信号的传输距离；基于计算出的传输距离，检测人体的坐姿状态。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第一超声波传感器所处的位置与所述第二超声波传感器所处的位置之间的高度差小于预设高度阈值时，所述处理单元，具体用于：

控制所述第一超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第一超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；

确定所述第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定所述第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第一超声波传感器收到回波信号时的第一传输距离；

基于计算出的多个所述第一传输距离，检测人体的坐姿状态。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述第一超声波传感器所处的位置与所述第二超声波传感器所处的位置之间的高度差不小于预设高度阈值时，所述处理单元，具体用于：

控制所述第一超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第二超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；

确定所述第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定所述第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第二超声波传感器收到回波信号时的第二传输距离；

基于计算出的多个所述第二传输距离，检测人体的坐姿状态。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于：

控制所述第一超声波传感器发送超声波信号，并控制所述第一超声波传感器、以及所述第二超声波传感器接收所述超声波信号经障碍物反射回的回波信号；

确定所述第一超声波传感器每次发送超声波信号的发送时刻，并确定所述第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻、以及所述第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，分别计算出所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第一超声波传感器收到回波信号时的第一传输距离、以及所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第二超声波传感器收到回波信号时的第二传输距离；

当计算出的多个所述第一传输距离的变化状态与计算出的多个所述第二传输距离的变化状态一致时，基于计算出的多个所述第一传输距离或计算出的多个所述第二传输距离，检测人体的坐姿状态。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于：

当计算出的多个所述第一传输距离的变化状态与计算出的多个所述第二传输距离的变化状态不一致时，将所述第一超声波传感器接收的回波信号转换为第一脉冲信号、以及将所述第二超声波传感器接收的回波信号转换为第二脉冲信号；

将所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号进行求与运算后，得到第三脉冲信号；

基于所述第三脉冲信号，确定所述第一超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻、以及所述第二超声波传感器每次接收到回波信号的接收时刻；

根据确定出的发送时刻和确定出的接收时刻、以及超声波信号的传输速度，计算出所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第一超声波传感器收到回波信号时的第三传输距离，或者计算出所述第一超声波传感器每次发出超声波信号至所述第二超声波传感器收到回波信号时的第四传输距离；

基于计算出的多个第三传输距离或计算出的多个第四传输距离，检测人体的坐姿状态。

6.一种台灯，包括灯头、灯柱和底座，所述底座与所述灯柱的底端连接，所述灯头与所述灯柱的顶端连接，其特征在于，所述台灯还包括：如权利要求1至5任一所述的坐姿检测装置；

其中，所述第一超声波传感器安装于所述灯头上，所述第二超声波传感器安装于所述灯柱上。