CN214037951U - 带坐姿矫正提醒的ai护眼台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型明提供了一种带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯,包括具有LED照明电路的灯体，所述的灯体上设置有人体检测电路、坐姿检测电路、光线检测电路和触控按键，且所述的人体检测电路连接于延时开关电路，所述的延时开关电路连接于所述的LED照明电路，所述的坐姿检测电路、光线检测电路和触控按键均连接于主控模块，所述的主控模块还连接于所述的LED照明电路、语音播报器和存储器。本方案同时顾及到坐姿和光线，同时对用户的坐姿和光线进行检测，能够帮助用户随时注意坐姿正确和光照情况。

Description

带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯

技术领域

本实用新型护眼台灯技术领域，尤其是涉及一种带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯。

背景技术

视力的重要性对于任何人来说是显而易见，可又常常被忽视。而学生近视眼发生率的逐年攀升是一个世界性的问题，据统计：我国近视总人数超过3亿人，为世界近视人口总数的1/3，青少年近视眼人数位居全世界第一。

在我国，学生的近视率逐年攀升的现象相当明显，几乎以每年10％的速度增长，许多城市的初中一、二、三年级分别在50％、60％、70％左右，高考生的近视率许多地方超过80％，有些地区达 90％以上。

2007年5月7日，中共中央国务院颁布了(中发[2007]7号) 《关于加强青少年体育增强青少年体质的意见》指出：“增强青少年体质、促进青少年健康成长，是关系国家和民族未来的大事”，要“帮助青少年掌握科学用眼知识和方法，降低青少年近视率。中小学教师和家长都要关注学生的用眼状况，坚持每天上下午组织学生做眼保健操，及时纠正不正确的阅读、写字姿势，控制近距离用眼时间。

但随着社会对教育的重视，现有学龄儿童都面临巨大的学业压力，学龄儿童通常需要花费大量的时间进行学习，若学龄儿童在漫长的学习过程中并没有养成维持正确坐姿的习惯，很容易导致学龄儿童发生脊椎弯曲和近视等不同类型的健康问题，从而严重影响学龄儿童的正常学习生活。市面上的所有护眼设备都只是关注光线对眼睛的影响，其并未对儿童的坐姿进行有效的检测和纠正。可见，现有技术急需一种能够对儿童坐姿进行检测和纠正方法和装置，特别是一种能够进行儿童坐姿检测和纠正的集成护眼灯设备。

此外，现有技术也有对坐姿进行检测的，但是对坐姿进行检测的就缺少关注光线对眼睛的影响。例如现有技术有由触控模块、 LED照明模块、MCU主控模块、超声波测距和语音播报此5大功能模块组成的带坐姿矫正提醒的台灯。而在用眼保护中，坐姿和光线都是十分重要的，现有技术的方案均只能顾及到其中之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，包括具有LED照明电路的灯体，所述的灯体上设置有人体检测电路、坐姿检测电路、光线检测电路和触控按键，且所述的人体检测电路连接于延时开关电路，所述的延时开关电路连接于所述的LED照明电路，所述的坐姿检测电路、光线检测电路和触控按键均连接于主控模块，所述的主控模块还连接于所述的LED照明电路、语音播报器和存储器。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的坐姿检测电路包括超声波测距检测模块、红外测距检测模块或图像检测模块。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的图像检测模块包括用于采集图像的摄像头，所述的摄像头连接于所述的主控模块，所述的主控模块包括有用于识别图像的图像识别模块。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的光线检测电路包括光敏电阻；

或者，所述的光线检测电路包括所述的摄像头，所述的主控模块包括用于识别光线亮度的亮度检测模块。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的台灯上还嵌设有语音采集器，且所述的语音采集器连接于所述的主控模块，所述的主控模块包括有语音识别模块。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的台灯连接有无线模块，且通过该无线模块连接于家长端。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的无线模块为WIFI、蓝牙、5G、4G中的任意一种或多种的组合。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的主控模块中存储有用于检测用户疲劳程度的疲劳检测模块。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，所述的主控模块中存储有用于检测用户学习状态的学习专注度检测模块。

在上述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯中，学习专注度检测结果、疲劳检测结果和坐姿检测结果均存储在所述的存储器中，且所述的存储器为FLASH、EEPROM或SD卡。

本实用新型的优点在于：同时对用户的坐姿和光照进行检测，能够帮助用户随时注意坐姿正确和光照是否充足；具有语音采集器和语音识别模块，能够实现语音控制，用户在远离台灯的位置也能够通过语音打开或关闭，方便用户使用；具有无线模块，且连接于家长端，能够将检测结果发送给家长端以便家长随时掌握孩子的坐姿、学习等状态。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯的电路结构框图；

图2是本实用新型实施例二中带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯的电路结构框图；

图3是本实用新型实施例三中带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯的电路结构框图。

附图标记，LED照明电路1；人体检测电路2；坐姿检测电路 3；摄像头31；光线检测电路4；触控按键5；延时开关电路6；主控模块7；语音识别模块71；图像识别模块72；亮度检测模块 73；语音播报器8；语音采集器9；无线模块10；存储器11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，包括具有LED照明电路1的灯体，灯体上设置有人体检测电路2、坐姿检测电路3、光线检测电路4和触控按键5，且人体检测电路2连接于延时开关电路6，延时开关电路6连接于LED 照明电路1，坐姿检测电路3、光线检测电路4和触控按键5均连接于主控模块7，主控模块7还连接于LED照明电路1、语音播报器8和存储器11。人体检测电路2用于检测人体，在持续延时时间未检测到人体后关闭照明电路。延时开关电路可以为存储在主控模块7中的延时程序、定时器、时间继电器等。

在投入使用时，坐姿检测电路3在检测到用户坐姿不正确时，通过语音播报器8发出“坐姿不良”的提示，在检测到光线过亮或过暗时，发出“光线过暗”或“光线过亮”的提示，用户通过触摸触控按键5可以根据提示调节照明光线以使其达到护眼亮度。坐姿检测和光线检测直接采用现有技术的检测方式即可。

其中坐姿检测可以通过神经网络算法识别用户坐姿来判断用户坐姿是否不良，也可以通过采用超声波测距检测模块或红外测距检测模块等方式判断用户坐姿是否不良；光线检测可以采用光敏电阻进行检测。

优选地，台灯上还嵌设有语音采集器9，且语音采集器9连接于主控模块7，主控模块7包括有语音识别模块71，用于根据用户的语音指令进行开灯、关灯以及亮度调整等。

优选地，台灯还连接有无线模块10，且通过该无线模块10 连接于家长端以将检测信息发送给家长端。无线模块10具体可以为WIFI、蓝牙、5G、4G中的任意一种或多种的组合。

实施例二

本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的坐姿检测采用的是新的坐姿检测方式：经对大量学龄儿童的坐姿状态采集研究可知大多数的坐姿不良集中在“歪头、低头、靠手臂、弯腰、弓背”等这5种姿态，再结合对图片的进一步训练分析得到“弯腰、弓背”并合在“低头、靠手臂”这2两种姿态内，所以最终可以通过对“头、眼、肩”3部分轮廓的结合分析快速有效判断出“歪头、低头、靠手臂、弯腰、弓背”等这5种主要错误坐姿。所以本方案通过对采集到的人体图像进行对头部轮廓和肩部轮廓提取，并根据头部轮廓、肩部轮廓和眼睛的检测进行坐姿判断，具体如图2所示：坐姿检测电路3包括图像检测模块，图像检测模块包括用于采集图像的摄像头31，摄像头31连接于主控模块7，主控模块7包括有用于识别图像的图像识别模块72。具体通过以下方式检测用户当前是否处于坐姿不良状态：

B1.通过摄像头采集用户坐姿状态，并提取头部轮廓和肩部轮廓；具体可以通过人脸识别算法定位用户面部关键特征以提取头部轮廓；通过形体识别算法定位用户头部和肩部，并提取肩部轮廓；

B1.当头部轮廓与肩部轮廓的夹角与90度的偏差超过角度偏差值时判断用户处于歪头状态；

B2.提取眼睛，并比对眼睛与肩部轮廓的相对位置，当两者的间距小于间距阈值时判断用户处于低头状态；

B3.当头部轮廓与肩部轮廓存在粘连现象，则判断用户处于靠手臂状态。

以上歪头状态、低头状态和靠手臂状态均为坐姿不良状态，主控模块可以根据检测结果通过语音播报器播报具体的不良坐姿，如“头过低”。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例二类似，不同之处在于，本实施例的光线检测采用的是图片识别的方式进行检测，此时，主控模块7包括用于识别光线亮度的亮度检测模块73，对图片中某物体进行光纤亮度检测的方式采用现有技术即可，这里不进行赘述。此外，本实施例优选根据光线检测结果自动调整照明亮度，具体可以为：

A1.检测环境光亮度，并根据环境光亮度粗调LED照明强度以使环境光亮度达到亮度设定值；具体为检测环境光亮度与存储的亮度设定值进行比较，当未达到亮度设定时，提高照明强度直到达到亮度设定值，这里亮度设定值优选为240cd/m2。如当用户需要照明时，语音或者手动开启台灯，台灯自动根据环境光亮度调整照度以达到亮度设定值。具体可以通过检测桌面、墙面等周围物体反光面的反光亮度确定环境光亮度；

A2.检测用户眼视目标体的反光亮度，根据反光亮度上下细调照明强度至反光亮度设定值；若检测不到眼睛或眼视目标体，则保持A1调整的照明强度，若检测到眼视目标体，则根据眼视目标体的反光亮度再细调照明强度至反光亮度，使台灯的照明强度能够优先保护写作业用户的眼睛。反光亮度太高或太低都会对眼睛造成伤害，这里将反光亮度设定值设定为180cd/m2。

A3.细调结束后，持续监测眼视目标体的反光亮度，并在反光亮度超过护眼亮度区间时进一步细调LED照明强度至反光亮度达到反光亮度设定值。反光亮度太高或太低都会对眼睛造成伤害，故设定护眼亮度区间为120-240cd/m2。外部光变暗会导致反光亮度变化，用户移动作业本或改变作业本材质，也会导致反光亮度变化，后续的自动调整需要超出120-240cd/m2范围才会进行，不会出现因为频繁调整引起视觉疲劳的问题。可以在超出护眼亮度区间后立刻进行调整，也可以在超过护眼亮度区间预设时间后再进一步调整。能够保证用户眼视目标体始终处于护眼亮度区间内以实现对用户的用眼保护。

进一步地，在持续一段时间监测不到眼视目标体时，可以重复前述步骤A1-A3。即在检测到用户作业结束时，自动调亮灯光以便用户在房间内活动，直到重新检测到眼视目标体。

此外，还可以持续监测环境光亮度，当环境光亮度变化超过亮度变化阈值时，重复步骤A1-A3。

实施例四

本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的主控模块中还具有用于检测用户疲劳程度的疲劳检测模块和用于检测用户学习状态的学习专注度检测模块。疲劳检测和学习专注度检测的方式直接采用现有技术，这里不再赘述。主控模块7将疲劳检测和学习专注度检测结果存储在存储器11中以便家长随时调看，且存储器11为FLASH、EEPROM或SD卡等非易失性存储模块。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，包括具有LED照明电路(1)的灯体，其特征在于，所述的灯体上设置有人体检测电路(2)、坐姿检测电路(3)、光线检测电路(4)和触控按键(5)，且所述的人体检测电路(2)连接于延时开关电路(6)，所述的延时开关电路(6)连接于所述的LED照明电路(1)，所述的坐姿检测电路(3)、光线检测电路(4)和触控按键(5)均连接于主控模块(7)，所述的主控模块(7)还连接于所述的LED照明电路、语音播报器(8)和存储器(11)。

2.根据权利要求1所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的坐姿检测电路(3)包括超声波测距检测模块、红外测距检测模块或图像检测模块。

3.根据权利要求2所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的图像检测模块包括用于采集图像的摄像头(31)，所述的摄像头(31)连接于所述的主控模块(7)，所述的主控模块(7)包括有用于识别图像的图像识别模块(72)。

4.根据权利要求3所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的光线检测电路(4)包括光敏电阻；

或者，所述的光线检测电路(4)包括所述的摄像头(31)，所述的主控模块(7)包括用于识别光线亮度的亮度检测模块(73)。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的台灯上还嵌设有语音采集器(9)，且所述的语音采集器(9)连接于所述的主控模块(7)，所述的主控模块(7)包括有语音识别模块(71)。

6.根据权利要求5所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的台灯连接有无线模块(10)，且通过该无线模块(10)连接于家长端。

7.根据权利要求6所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的无线模块(10)为WIFI、蓝牙、5G、4G中的任意一种或多种的组合。

8.根据权利要求7所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的主控模块(7)中存储有用于检测用户疲劳程度的疲劳检测模块。

9.根据权利要求8所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，所述的主控模块(7)中存储有用于检测用户学习状态的学习专注度检测模块。

10.根据权利要求9所述的带坐姿矫正提醒的AI护眼台灯，其特征在于，学习专注度检测结果、疲劳检测结果和坐姿检测结果均存储在所述的存储器(11)中，且所述的存储器(11)为FLASH、EEPROM或SD卡。

Images