一种矫正坐姿的智能书桌及其矫正方法技术

本发明专利技术涉及一种矫正坐姿的智能书桌，该智能书桌包括桌面和桌腿，桌面上为读写区域，还包括均设置在桌面前端的一个红外热成像摄像头、控制盒以及用于显示坐姿的显示面板，红外热成像摄像头通过感应人体和物体向外辐射的红外线来成像，并将成像结果传输至控制盒中进行图像处理，图像处理按照透视法则对图像进行三维重建，并分析用户的坐姿图像信息，最后将坐姿图像信息发送至显示面板。本发明专利技术还提供一种基于上述智能书桌矫正坐姿的方法。本发明专利技术通过信息技术和图像建模处理技术来实现矫正坐姿，不但不会跟用户带来不适，而且能够有效和精确地矫正人们的坐姿，避免因坐姿不正确而降低视力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种矫正坐姿的智能书桌，该智能书桌包括桌面和桌腿，桌面上为读写区域，还包括均设置在桌面前端的一个红外热成像摄像头、控制盒以及用于显示坐姿的显示面板，红外热成像摄像头通过感应人体和物体向外辐射的红外线来成像，并将成像结果传输至控制盒中进行图像处理，图像处理按照透视法则对图像进行三维重建，并分析用户的坐姿图像信息，最后将坐姿图像信息发送至显示面板。本专利技术还提供一种基于上述智能书桌矫正坐姿的方法。本专利技术通过信息技术和图像建模处理技术来实现矫正坐姿，不但不会跟用户带来不适，而且能够有效和精确地矫正人们的坐姿，避免因坐姿不正确而降低视力。【专利说明】
本专利技术涉及智能医疗领域，更具体的，涉及一种结合电子信息与图像处理技术矫正坐姿的智能书桌及其矫正方法。
技术介绍
目前，根据调查，近视眼的主要诱因有两个，一是坐姿不当，二是用眼过度。现如今，市场上也出现了一些矫正坐姿的书桌，大体可分为强制矫正和传感监测两大类。所谓强制矫正坐姿的书桌，是通过在座椅靠背上设置坐姿固定组件，通过机械地固定人体来实现矫正坐姿的目的。这种书桌不仅结构复杂，而且强制矫正坐姿的方式容易给用户带来不适感，且对于不同体型的用户，坐姿固定组件可能不能有效地发挥作用，例如公开专利技术专利“多功能智能正姿桌椅-201210411424.8”。所谓传感监测坐姿的书桌，一般通过超声波传感器、红外传感器、距离传感器等监测用户头部到桌岩的距离。由于人体与书桌距离很近，这类监测方式对传感器的精度要求极高，而且还不能监测到人体整体坐姿，不能整体判断坐姿是否正确。同时传感器容易受到手、书本等的影响，从而引起误判。例如下面两件公开技术专利“智能学习桌-201020571032.4”和“防近视智能课桌-200920109095.5”，前者就是采用的超声波传感器和红外传感器，后者采用的是距离传感器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种矫正坐姿的智能书桌，该书桌通过信息技术和图像建模处理技术来实现矫正坐姿，不但不会跟用户带来不适，而且能够有效和精确地矫正人们的坐姿，避免因坐姿不正确而降低视力。本专利技术的另一个目的还在于提供。为了达到上述目的，本专利技术提供一种矫正坐姿的智能书桌，包括桌面和桌腿，所述桌面上为读写区域，所述智能书桌还包括均设置在所述桌面前端的一个红外热成像摄像头、控制盒以及用于显示坐姿的显示面板，所述红外热成像摄像头通过感应人体和物体向外辐射的红外线来成像，并将成像结果传输至所述控制盒中进行图像处理，所述图像处理为按照透视法则对图像进行三维重建，分析用户的坐姿图像信息，最后将所述坐姿图像信息发送至所述显示面板。根据本专利技术的一个实施例，所述控制盒包括用于图像处理的微处理器以及与所述微处理器相连接的电源模块和开关，所述红外热成像摄像头的输出端接入所述微处理器，所述显示面板的输入端接入所述微处理器。根据本专利技术的一个实施例，所述控制盒还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器用于当用户坐姿不正确的时候发出报警提示，所述蜂鸣器与所述微处理器相连接。根据本专利技术的一个实施例，所述控制盒还包括设置智能书桌参数的输入面板，所述输入面板与所述微处理器相连接。根据本专利技术的一个实施例，所述桌腿为可调节桌面高度的桌腿。本专利技术还提供一种基于上述的智能书桌坐姿矫正方法，所述方法包括以下步骤:Al、红外热成像摄像头通过感应人体和物体向外辐射的红外线来成像,采集到人体的坐姿图像，并将该坐姿图像传输至控制盒中；A2、通过控制盒中的微处理器对红外热成像摄像头采集到的图像序列依次进行去噪、均衡化、锐化、图像分割处理，并提取各个对象的特征点信息；A3、根据步骤A2提取各个对象的特征点信息，正确识别主要对象，提取人体脊椎的骨骼模型；A4、根据图像中各对象的位置关系，并按照透视法则，完成三维重建，并确定各对象的空间位置坐标；A5、根据各对象的空间坐标信息算出坐距、视距，通过比对用户的脊椎骨骼模型与标准坐姿下的脊椎骨骼模型，分析用户当前的坐姿是否正确，如果坐姿不正确，发出警报信息，并重复Al?A4步骤，直到坐姿矫正正确。根据本专利技术的一个实施例，所述主要对象包括人眼、胸部、关节、桌面。根据本专利技术的一个实施例，当用户离开摄像头拍摄范围后，所拍摄的图像序列中即无人体存在；通过检测图像序列中连续无人体存在的帧，计算出用户离开的时长；当用户离开的时间超过预设值时，按正常关机程序关闭控制盒。本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果:本专利技术一种矫正坐姿的智能书桌通过单个红外热成像摄像头成像，以及按照透视法则进行三维图像重建，并对比用户的脊椎骨骼模型与标准坐姿下的脊椎骨骼模型，分析用户当前的坐姿是否正确，以实现矫正用户坐姿的目的。该书桌既没有通过机械强制用户改变坐姿也不需要高精度的传感器实现，能够有效的让用户养成良好的坐姿习惯以及提醒适当的读写时间。且该书桌结构简单，成本较低，适合推广应用。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术矫正坐姿的智能书桌的结构示意图；图2是本专利技术所述控制盒的原理框图；图3是本专利技术实施例中的控制盒原理框图；图4是本专利技术实施例中红外热成像摄像头拍摄到的人体坐姿图片；图5是本专利技术实施例中人体骨骼模型示意图；图6是本专利技术矫正坐姿方法的流程示意图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示，为本专利技术矫正坐姿的智能书桌的结构示意图，该智能书桌包括桌腿I和桌面2，其中，桌面2上为读写区域，本专利技术实施例中，读写区域可以是水平、或有一固定倾斜角度、或倾斜角度可以自由调整的桌面。为了方便读写，还可以在桌面前端设置一直立书本夹(类似于钢琴的琴谱夹)，该直立书本夹可以是垂直的、或有一固定倾斜角度的、或者倾斜角度可以自由调整乃至完全放平到桌面的。本专利技术的智能书桌还包括均设置在桌面2前端的一个红外热成像摄像头S1、控制盒3以及用于显示坐姿信息的显示面板4，其中，红外热成像摄像头SI通过感应人体和物体向外辐射的红外线来成像，并将成像结果传输至控制盒3中进行图像处理，图像处理为根据透视法则对图像进行三维重建，分析用户的坐姿图像信息，最后将坐姿图像信息发送至显示面板4。本专利技术实施例中，红外热成像摄像头SI应被安装在能够拍摄到人上半身(或上半身大部分)的位置，且不易被其他物体(如灯具、书本)遮挡，并尽量处于对人体的良好的拍摄位置上，优选地，在桌面读写区域的前上方不被遮挡的地方固定摄像头。例如，可以在直立书本夹上方不被遮挡的地方安装摄像头。本专利技术的显示面板4用于显示当前人体坐姿信息，优选地，使用液晶显示面板，显示面板4可以安装在在桌面2读写区域周边，或者安装在直立书本夹上方，当人体坐姿正常时，显示正常坐姿信息；当人体坐姿异常时，显示相应的异常项目，如视距过近、坐距过近、含胸、歪斜坐姿等信息。如图2所示，为本专利技术控制盒3工作原理结构示意图，该控制盒3包括用于图像处理的微处理器以及与微处理器相连接的电源模块和开关，红外热成像摄像头Si的输出端均接入微处理器，显示面板4的输入端接入微处理器。本专利技术的电源模块可以使用民用交变电源，也可以使用电池、蓄电池，当使用交变电源时可能需要整流器等、当使用电池时可能需要低电检测，当使用蓄电池时需要电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矫正坐姿的智能书桌，包括桌面和桌腿，所述桌面上为读写区域，其特征在于，所述智能书桌还包括均设置在所述桌面前端的一个红外热成像摄像头、控制盒以及用于显示坐姿的显示面板，所述红外热成像摄像头通过感应人体和物体向外辐射的红外线来成像，并将成像结果传输至所述控制盒中进行图像处理，所述图像处理为按照透视法则对图像进行三维重建，分析用户的坐姿图像信息，最后将所述坐姿图像信息发送至所述显示面板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志华，吕春玲，
申请(专利权)人：安徽海聚信息科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34