一种用户低头姿势检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用户低头姿势检测方法和装置，应用于智能手持设备，该方法包括：判断用户低头姿势是否异常，如果异常，提示用户低头姿势异常，请用户调整低头姿势，并打开定时器；如果定时器超时，用户仍未调整低头姿势，则对用户进行语音通告，并在语音通告结束后将所述智能手持设备调为非工作模式。

【技术实现步骤摘要】
一种用户低头姿势检测方法和装置
本专利技术涉及传感器
,特别是一种用户低头姿势检测方法和装置。
技术介绍
近年来智能手持设备蓬勃发展，逐渐成为生活中不可或缺的随身之物。每天，人们更多的零碎时间都在低头中盯着手机、平板电脑的屏幕，越来越多的年青人成为低头族的一员，这一族群的低龄化趋势越来越显著。现在“低头症”不仅仅是成人的问题更加影响青少年及儿童的健康成长。长时间注视手机屏幕，会对视觉产生过度、过强的刺激，引起视觉疲劳和视力下降；如果长期低头玩手机，容易使颈椎关节发生错位，同时颈肩背部的肌肉等软组织持续的处于紧张的状态而过度疲劳，从而出现颈椎病；这些不良姿势会对颈椎造成极大的伤害，而这种危害比看电脑还要高几十倍；因此，对低头族的预防工作迫在眉睫。目前关于手持设备用户的姿势检测的相关研究也有了一些解决方案，例如：将摄像头固定在某个装置上，基于图像识别技术进行姿势检测，而且摄像头的角度和摄像头离用户的距离等参数需要预先给出，这样才能正确估算用户的头部姿势，但对于智能手机等移动终端，人机距离和摄像头的角度都是未知的，并且是实时变化的，因此该技术无法在移动设备上实现；通过前置摄像头采集图像中人脸的长宽度来粗略估算人脸到手机的距离，但当人脸距离摄像头很近或在黑暗的环境中，摄像头无法采集完整的人脸图像，从而无法正确估算人机距离；增加2个前置摄像头来标定，这样不仅增加了手机的硬件成本，同时该方法需要同时处理2路视频图像信息，导致该算法计算量比较大，因此需要在后台服务器上处理，若在移动设备上运行，需要占用大量的CPU和电力，这样严重影响系统运行的流畅性，并且大大减小了智能手持设备正常使用时间。上述基于人脸图像处理的技术对于智能手持设备用户的姿势检测都存在缺陷，且只能估算人脸到手机的正常距离，不能估算用户的头部倾斜角度和较近的人机距离。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种用户低头姿势检测方法和装置，能够有效判断智能手持设备使用者的低头姿势及状态，给出合理的提醒信息，预防用户患上低头症。本专利技术提出的技术方案是：一种用户低头姿势检测方法，该方法应用于智能手持设备，该方法包括：判断用户低头姿势是否异常，如果异常，提示用户低头姿势异常，请用户调整低头姿势，并打开定时器；如果所述定时器超时，用户仍未调整低头姿势，则对用户进行语音通告，并在语音通告结束后将所述智能手持设备调为非工作模式。一种用户低头姿势检测装置，该装置位于智能手持设备内，该装置包括：低头姿势判断模块，用于判断用户低头姿势是否异常；提醒模块，如果低头姿势判断模块判断用户低头姿势异常，用于提示用户低头姿势异常，请用户调整低头姿势，并打开定时器；如果定时器超时，用户仍未调整低头姿势，则对用户进行语音通告，并在语音通告结束后将所述智能手持设备调为非工作模式。综上，本专利技术提出的用户低头姿势检测方法和装置，在不增加智能手持设备硬件成本的条件下，利用智能手持设备上现有的设备，提供一种采用加速度传感器来估算用户头部倾斜角度的方法，同时使用前置摄像头或距离传感器探测人脸与手机之间的人机距离，并智能侦测前台应用软件运行的时间；最终从用户头部倾斜角度、人机距离、应用软件持续使用时间等多个方面来判断用户的姿势及状态，给出合理的提醒信息，预防用户在不经意间患上低头症。附图说明图1为坐标系建立及习惯偏角示意图；图2为用户头部倾斜角度示意图；图3为方法实施例一的流程图；图4为方法实施例二的流程图；图5为方法实施例三的流程图；图6为本专利技术实施例的装置结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点表达的更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本专利技术再作进一步详细的说明。下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。以下实施例以手机为例对本专利技术技术方案进行说明，其他平板电脑等智能手持设备均在本专利技术保护范围内。首先建立坐标系，如图1所示，将手机屏幕所在平面的水平方向设置为x轴，手机屏幕所在平面上与x轴垂直的方向设置为y轴，与手机屏幕所在平面垂直的方向设置为z轴。用户正常使用手机时，手机屏幕所在平面与重力线g方向有一个习惯偏角δ，不同用户的使用手机习惯偏角不一样，故δ需用户校准，方法为：根据公式计算用户正确使用手机时的习惯偏角，其中，az0为用户正确使用手机时z轴方向的加速度，由手机上的加速度传感器测得。用户使用手机时，无论姿势是否正确，用户头部倾斜角δ2与手机倾斜角度δ1存在如下关系：δ2＝δ1-δ，如图2所示。与习惯偏角δ的计算方法类似，az为用户使用手机时z轴方向的加速度，由手机上的加速度传感器测得。本专利技术从实际应用角度考虑，规定用户使用手机的正确姿势为：用户头部倾斜角度|δ2|≤δ，人眼与手机屏幕的距离H(人机距离)满足Hmin≤H≤Hmax。其中，Hmin为正常人机距离的下限值，Hmax为正常人机距离的上限值，一般可设置Hmin＝30cm，Hmax＝40cm。下面分别从用户头部倾斜角和人机距离两方面对本专利技术技术方案进行说明。方法实施例一本实施例以用户头部倾斜角是否正常为例对本专利技术技术方案进行说明。目前手机上一般都带有加速度传感器，通过加速度传感器测得的z轴方向加速度可以计算用户使用手机时的头部倾斜角。图3为本实施例的流程图，如图3所示，包括以下步骤：步骤301：计算用户的头部倾斜角度。本步骤中，根据加速度传感器测得的z轴方向加速度az，通过公式计算手机倾斜角度δ1，再根据δ2＝δ1-δ计算用户的头部倾斜角度δ2。其中，如果δ2>0，说明用户低头；如果δ2＝0，说明用户头部保持直立；如果δ2<0，说明用户仰头。用户低头或仰头的角度超过δ0都属于头部倾斜角度异常。步骤302：判断用户头部倾斜角度是否过度异常，如果是，执行步骤303，否则执行步骤306。本步骤中，如果用户头部倾斜角度|δ2|>δmax，则用户头部倾斜角度过度异常，执行步骤303，否则执行步骤307，进一步判断用户头部倾斜角度正常还是一般异常。其中δmax为最大阈值，且δmax>δ，用以判断用户头部倾斜角度是否过度异常。步骤303：弹出浮动窗口提示用户头部倾斜角度过度异常，请用户调整头部倾斜角度，并打开定时器。基于步骤302的判断结果，用户头部倾斜角度超出最大阈值，例如手机平放时，用户低头接近于90度，这一姿势对用户危害很大，需要提醒用户马上调整头部倾斜角度。设置定时器的周期为T1。步骤304：定时器超时前用户是否调整了头部倾斜角度，如果是，返回执行步骤301，否则执行步骤305。本步骤中，判断定时器超时前用户是否调整了头部倾斜角度，如果是，返回执行步骤301，重新计算调整后的头部倾斜角度，并判断调整后的头部倾斜角度是否正常；如果定时器超时时用户仍未调整头部倾斜角度，则执行步骤305。步骤305：对用户进行语音通告，并在语音通告结束后将手机调为非工作模式。基于步骤304的判断，用户头部倾斜角度过度异常，定时器超时，用户仍未调整头部倾斜角度，则向用户语音通告即将进入非工作模式，并在通告结束后执行这一操作。其中非工作模式具体可以为屏保模式，通过使手机进入屏保模式强制使用户调整头部倾斜角度。步骤306：判断用户头部倾斜角度是否一般异常，如果是，执行步骤307。本步骤中，如果用户头部倾斜角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用户低头姿势检测方法，其特征在于，该方法应用于智能手持设备，该方法包括：判断用户低头姿势是否异常，如果异常，提示用户低头姿势异常，请用户调整低头姿势，并打开定时器；如果所述定时器超时，用户仍未调整低头姿势，则对用户进行语音通告，并在语音通告结束后将所述智能手持设备调为非工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种用户低头姿势检测方法，其特征在于，该方法应用于智能手持设备，该方法包括：判断用户低头姿势是否异常，如果异常，提示用户低头姿势异常，请用户调整低头姿势，并打开定时器；所述用户低头姿势是否异常，是所述用户头部倾斜角度是否异常；所述用户头部倾斜角度是否异常，进一步包括：根据智能手持设备内的加速度传感器测得z轴方向加速度az，通过公式计算所述智能手持设备倾斜角度δ1，根据δ2＝δ1-δ计算用户头部倾斜角度δ2，所述δ为习惯偏角，定义为其中，az0为用户正确使用智能手持设备时，所述加速度传感器在z轴方向的加速度；如果用户头部倾斜角度|δ2|＞δmax，则用户头部倾斜角度过度异常，如果用户头部倾斜角度δ＜|δ2|≤δmax，则用户头部倾斜角度一般异常，所述δmax为最大阈值，且δmax＞δ；如果所述定时器超时，用户仍未调整低头姿势，则对用户进行语音通告，并在语音通告结束后将所述智能手持设备调为非工作模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：如果所述定时器超时前用户调整了低头姿势，则返回所述判断用户低头姿势是否异常的步骤。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果用户低头姿势正常，该方法进一步包括：针对用户使用的智能手持设备的应用软件进行计时；如果用户使用智能手持设备的应用软件的时间超出设定的时间阈值，提示用户用眼过度，并打开定时器；如果定时器超时，且用户没有关闭所述智能手持设备的应用软件，对用户进行语音通告，并在语音通告结束后将智能手持设备调为非工作模式。4.一种用户低头姿势检测装置，位于智能手持设备内，其特征在于，该装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏威，鞠怀伟，俞明富，徐金凤，
申请(专利权)人：三星电子中国研发中心，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：江苏;32