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TUhjnbcbe - 2024/6/28 21:03:00

为了预防近视,现有很多台灯设计都增加了坐姿提醒这一功能.

这个功能应用是台灯使用者,在台灯使用的时候,挺直后背,脑袋端正在台灯前一定的方向,如果使用者低头或者身体偏斜,台灯会有效的检测这种坐姿偏移的情况,并在台灯上通过语音播报或者蜂鸣器鸣叫或者LED灯闪烁等方式来提醒使用者纠正坐姿。

现有的台灯产品,实现坐姿提醒功能主要有以下三种方案:

1、测距判断坐姿

具体实施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。它的原理是通过测距传感器装置识别人体头部位置。当使用者以正常的坐姿端坐时候,测距传感器测定的人头距离为预设定范围之内,此时不会触发坐姿报警装置;而当使用者坐姿不当、弯下腰或低下头时,其测距传感器测定的距离超出了设定范围,此时主控MCU会控制坐姿报警装置工作,提示使用者调整坐姿。坐姿恢复正常后,测距传感器实时反馈的信息给到MCU,进而控制坐姿报警装置停止报警。

其中一种方式是通过线性激光雷达扫描方法

采用线性激光雷达,采集目标区域的距离信息。每隔固定时间启动线性激光雷达,进行一次扫描,返回数据(距离和检测角度),将雷达的扫描角度转换为与台灯坐标系x轴的角度值;将雷达与环境中的障碍物的距离,转换为台灯坐标系中的x坐标值。统计满足条件台灯坐标系中的x坐标值T的数据量n,如果nN*r,则所述的处理器判断用户的坐姿不正确,提示警报。其中,其中T为距离阈值,r为判断阈值,为0~1之间的系数。

如果坐姿不正确,则用户的头埋下来的高度很低,导致眼睛与桌面的距离过近,雷达就可以检测到用户的头部或者面部,这时距离值减小;相反,坐姿正确。

当用户的头及面部较高,雷达只能检测到用户的身体,距离值减大。因此数据量n就可以作为判断坐姿的有效参数。其中,距离阈值T用于区分头部或者面部的检测距离值与身体的检测距离值,判断阈值r用于排除测量噪声对判断的影响,只有当一定比例的检测数据小于距离阈值T的情况下,才能判断用户的坐姿不正确。

测距的传感器,红外测距方案相对超声波测距方案,具有成本低的优势,不过抗干扰性不及超声波测距方案。

2、外设佩戴辅助传感器方案

具体做法是,在台灯上附属一个外设装置,通常是夹扣,或者耳塞,甚至是眼镜的外设装置。该外设装置内部通常有重力加速传感器,当佩戴者正常坐姿的时候,方向传感器将采集的角度值设定为一个预设定的角度。当佩戴者坐姿偏移,比如低头造成重力传感器方向发生偏移超过45°,此坐姿已经是非正常状态了,传感器采集到数值已经超过预设定阈值,此时外设发出坐姿偏移的指示信号。外设通过蓝牙等无线传输手段与台灯上的主控MCU进行无线通讯,它将坐姿偏移的信号传输给主控MCU。主控MCU收到位置偏移信号,则控制报警装置进行提醒。直到再次接受到外设装置发送的坐姿状态正常的电信号时,才结束报警提醒。

3、AR智能识别方案

这种方案通过摄像头采集到人体图像,利用人脸识别算法定位用户面部关键特征以提取头部轮廓3D建模;通过形体识别算法定位用户头部和肩部,并提取肩部轮廓3D建模;再进行数据库3D数据对比判断,当出现低头、歪头等不良坐姿时,提示警报。

比如,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;当眼睛与肩部轮廓的间距小于间距阈值时判断用户处于低头状态;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等,此类状态都判定为坐姿不良。

坐姿提醒功能也通常会有定时提醒防疲劳功能,通常会设定45分钟的阅读时间,每当检测有人连续在台灯前看书超过45分钟,则会主动关闭台灯,以达到强制眼睛休息状态。这种劳逸结合的看书好习惯有助于用眼安全。

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