一种终端设备用户姿态检测系统技术方案

本发明专利技术涉及终端设备，尤其涉及移动终端设备对用户姿态进行检测系统，解决用户面对屏幕使用终端设备时姿态不正确造成身体伤害的问题。系统包括：摄像头、姿态传感器、信息处理模块、姿态传感数据输入接口、图像数据输入接口、姿态提醒模块触发接口、姿态提醒模块。所述信息处理模块运用终端设备绝对姿态数据和用户面部图像或视频的数据计算用户姿态参数，对姿态进行判断，当姿态不正确时通过姿态提醒模块向用户发出提示信号和/或矫正建议信号。运用本发明专利技术的系统和方法，通过对用户进行有效的提醒，可使用户一直维持比较正确的姿态，因此有益于用户身体健康。另一方面，保持正确的姿态可以使用户较长时间使用这些设备。

【技术实现步骤摘要】
一种终端设备用户姿态检测系统
本专利技术涉及终端设备，尤其涉及移动终端设备对用户姿态进行检测。
技术介绍
手机、平板电脑、电子书以及笔记本电脑等移动终端设备已经在现代人的生活中非常普及。用户在使用这些设备时一般都以单手或双手手持这些设备，让设备的屏幕对着自己进行学习、阅读、娱乐等活动。随着大量的应用程序的出现，用户每天使用这些设备的时间越来越长。例如有的用户在地铁上用手机看小说，一般连续使用时间为几十分钟；在平板电脑或手机上看视屏，经常一看就是几个小时。随着4G业务的开通，移动互联网将提供更加丰富多彩的内容，这会让我们使用这些终端设备的时间更长。虽然使用这些设备让我们很便捷地获得了各种信息、随时可以娱乐，但是，对这些设备的不正确使用方法也给用户带来了很多烦恼。比较典型的一个情形是，用户长时间手持这些设备后，手臂疲惫，设备越放越低，自然而然地头也越来越低。如果颈椎长期处于极度前屈的异常稳定状态，就会对颈椎造成伤害，容易造成颈肩部肌肉僵硬、痉挛，时间久了，就可能会导致颈椎曲度变直、颈椎间盘突出等病症。还有的人喜欢在地铁等拥挤的场所看手机、平板电脑或电子书，由于空间有限，这些设备与眼睛的距离很近。还有一些人习惯在休息的时候卧床阅读。这些不正确的姿态对用户的眼睛和颈椎造成了很大的伤害，而且这些伤害很多是不可逆的，需要服用药物、物理疗法乃至手术才能得到有效的治疗。由于手机、平板电脑、电子书以及笔记本电脑等移动终端设备在日常生活中使用越来越多，不正确的使用方式对用户身体造成的伤害越来越明显。但是目前终端设备的功能没有避免该问题。开发有效的技术手段减少甚至消除这些不正确情形，可以有效解决设备使用过程中给用户健康造成的损失。
技术实现思路
本专利技术提出一种终端设备用户姿态检测系统和检测方法，解决用户面对屏幕使用终端设备时姿态不正确造成身体伤害的问题。本专利技术终端设备用户姿态检测系统包括：一个或多个面向用户的摄像头1，获得用户面部图像或视频；一个或多个姿态传感器2，获得终端设备绝对姿态数据(反映屏幕所在平面的水平倾角t1)；信息处理模块3，包含姿态传感数据接口a、图像数据接口b、姿态提醒接口c；姿态提醒模块4，包含信息输出装置；所述信息输出装置为提示灯、显示屏、振动装置、音频装置中的一种或多种；所述信息处理模块3通过所述姿态传感数据接口a获得所述终端设备绝对姿态数据；所述信息处理模块3通过所述图像数据接口b获得所述用户面部图像或视频数据；所述信息处理模块3运用所述终端设备绝对姿态数据和所述用户面部图像或视频的数据计算用户姿态参数，对姿态进行判断，当姿态不正确时通过所述姿态提醒接口c发出信号，触发所述姿态提醒模块4；所述姿态提醒模块4通过以下一种或多种形式向用户发出提示信号和/或矫正建议信号：提示灯开关、颜色变化、闪烁；显示屏上显示的文本、图形、图像或视频；音频装置发出声音；振动装置发出的振动。所述信息处理模块3包括机器视觉处理模块31、姿态计算模块32、姿态判断模块33；所述机器视觉处理模块31处理摄像头得到的图像或视频，从中提取出用户相对姿态参数，包括距离和相对角度；所述姿态计算模块32根据终端设备姿态数据与用户相对姿态参数计算用户的绝对姿态参数；所述姿态判断模块33对相对和绝对姿态参数进行判断，当发现有一个或多个姿态参数不正确时，通过所述姿态提醒接口c发出数据，触发所述姿态提醒模块4向用户发出提示信号和/或矫正建议信号。运用本专利技术的系统，通过对用户进行有效的提醒，可使用户一直维持一个比较正确的姿态。这可以让用户不会因为使用这些电子设备对身体造成伤害，因此有益于用户。另一方面，保持正确的姿态，用户避免疲惫，可以较长时间使用这些设备，提高用户对设备生产者和应用程序的黏着度。附图说明图1是终端设备用户姿态检测系统图2是终端设备用户姿态检测系统的一个实施例图3是终端设备用户姿态检测方法的流程图图4是摄像头在终端设备面板上的位置和功能示意图图5是姿态传感器在终端设备上的位置和功能示意图图6是单目机器视觉方法面部位置的获取原理图图7是有线连接远程信息处理的终端设备姿态检测系统实施例图8是无线连接远程信息处理的终端设备姿态检测系统实施例图9是数据传送网络连接远程信息处理的终端设备姿态检测系统实施例具体实施方式下面结合附图，对具体实施方式说明如下。图1是终端设备用户姿态检测系统。本专利技术终端设备用户姿态检测系统包括：一个或多个面向用户的摄像头1，一个或多个姿态传感器2，信息处理模块3，姿态提醒模块4。通过摄像头1获得用户面部图像或视频。通过设备上的一个或多个姿态传感器(例如采用重力传感器)获得终端设备绝对姿态数据(反映了屏幕所在平面的水平倾角)。信息处理模块3，包含姿态传感数据接口a、图像数据接口b、姿态提醒接口c。姿态传感数据接口a传递的数据包含终端设备姿态数据。图像数据接口b传递的数据包含图像或视频数据。姿态提醒接口c传递的数据包含报警数据和姿态矫正数据。报警数据是指用户姿态参数超出门限值时生成的，包含报警的方式、报警的强度、报警的时间长短等特征，这些数据是根据用户偏离正确姿态的程度和时间来确定的。姿态矫正数据是根据用户姿态参数和门限值之间的差，得到如何改变用户姿态以达到正确姿态的数据，包括距离、角度、及调整的方向等信息。信息处理模块3计算用户姿态参数，对姿态进行判断，当姿态不正确时触发姿态提醒模块4。姿态提醒模块4包含信息输出装置(提示灯、显示屏、振动装置、音频装置中一个或多个)。姿态提醒模块4输出的信号是用户感官可识别的信号。姿态提醒模块4通过以下一种或多种形式向用户发出提示信号和/或矫正建议信号：提示灯开关、颜色变化、闪烁；显示屏上显示的文本、图形、图像或视频；音频装置发出声音；振动装置发出的振动。图2是终端设备用户姿态检测系统的一种实施例。信息处理模块3还包括机器视觉处理模块31、姿态计算模块32、姿态判断模块33。机器视觉处理模块31处理摄像头得到的图像或视频，从中提取出用户相对设备的姿态参数，包括距离和相对角度。姿态计算模块32根据终端设备的绝对姿态参数与用户相对设备几何关系数据计算用户的绝对姿态参数。姿态判断模块33对用户的相对姿态参数和绝对姿态参数进行判断，当发现有一个或多个姿态参数不正确时，通过姿态提醒接口c向姿态提醒模块4发出数据，触发所述姿态提醒模块4发出提示信号和/或矫正建议信号。上文所述“姿态参数”包括“相对姿态参数”和“绝对姿态参数”。相对姿态参数指上文所述“用户相对姿态参数”，是指用户面部相对于显示屏的位置和角度参数；所谓绝对姿态参数，是指反映物体在空间中的姿态、与相对位置无关的参数，绝对姿态参数包括“终端设备绝对姿态参数”，例如显示屏和水平面之间的夹角t1，还包括“用户绝对姿态参数”，例如用户面部各特征点所在平面与水平面之间的夹角t4。信息处理模块3采取本地信息处理时，计算可以在智能终端本地完成，即所述摄像头1、姿态传感器2、信息处理模块3、姿态提醒模块4都集成在一个终端设备内。整个头部姿态的获取及相关的校准过程都可以由本地的计算资源，如软件、固件或硬件来完成。此时，姿态传感数据接口a、图像数据接口b、姿态提醒接口c都使用本地通信技术。图3是终端设备用户姿态检测方法的流程图第1步：屏幕姿态检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种终端设备用户姿态检测系统，其特征在于，包括一个或多个面向用户的摄像头，获得用户面部图像或视频；一个或多个姿态传感器，获得终端设备的绝对姿态数据，所述终端设备的绝对姿态数据反映屏幕所在平面的水平倾角；一个信息处理模块，包含姿态传感数据接口、图像数据接口、姿态提醒接口；一个姿态提醒模块，包含信息输出装置；所述信息处理模块通过所述姿态传感数据接口获得所述终端设备绝对姿态数据；所述信息处理模块通过所述图像数据接口获得所述用户面部图像或视频的数据；所述信息处理模块运用所述终端设备绝对姿态数据和所述用户面部图像或视频的数据计算用户姿态参数，对姿态进行判断，当姿态不正确时通过所述姿态提醒接口发出信号，触发所述姿态提醒模块；所述姿态提醒模块向用户发出感官可识别的信号，包括提示信号和/或矫正建议信号。

【技术特征摘要】
1.一种终端设备用户姿态检测系统，包括一个面向用户的摄像头，获得用户面部图像或视频；一个或多个姿态传感器，获得终端设备的绝对姿态数据，所述终端设备的绝对姿态数据反映屏幕所在平面的水平倾角；一个信息处理模块，包含姿态传感数据接口、图像数据接口、姿态提醒接口；一个姿态提醒模块，包含信息输出装置；所述信息处理模块通过所述姿态传感数据接口获得所述终端设备绝对姿态数据；所述信息处理模块通过所述图像数据接口获得所述用户面部图像或视频的数据；所述信息处理模块运用所述终端设备绝对姿态数据和所述用户面部图像或视频的数据计算用户姿态参数，对姿态进行判断，当姿态不正确时通过所述姿态提醒接口发出信号，触发所述姿态提醒模块；所述姿态提醒模块向用户发出感官可识别的信号，包括提示信号和/或矫正建议信号；其特征在于，所述信息处理模块包括机器视觉处理模块、姿态计算模块、姿态判断模块；终端设备绝对姿态参数，为显示屏和水平面之间的夹角t1；用户相对姿态参数，为用户面部相对于显示屏的角度；用户绝对姿态参数，为用户面部各特征点所在平面与水平面之间的夹角t4；所述机器视觉处理模块处理摄像头得到的图像或视频，从中提取出用户相对姿态参数，具体包括：取人面部中线两个容易识别的特征点A、B，摄像头镜头中心点C，用单目机器视觉的方法得到长度AC、BC；长度AB使用典型值，计算出角度t3，即BA与BC的夹角；D、E两点分别是A、B在摄像头传感器上的像；由D、E在传感器上的位置及镜头与传感器的距离计算出角度t2，即BD与DE的夹角；所述姿态计算模块根据终端设备的绝对姿态参数与用户相对姿态参数据计算用户的绝对姿态参数，即t4＝t1+t3-t2；所述姿态判断模块对用户的相对姿态参数和绝对姿态参数进行判断，当发现...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立宁，
申请(专利权)人：北京尚德智产投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11