一种具有多种功能的学习桌的使用方法技术

本发明专利技术公开了一种具有多种功能的学习桌的使用方法，克服了现有技术中儿童学习桌功能单一、无法满足孩子们在学习过程中对桌椅智能化、多功能化、舒适化的高层次需求的问题，方法包括以下步骤：S1：根据需要选择需要开启的功能；S2：根据开启的功能，各个模块中的识别算法开始进行工作，以实现相应的功能；S3：人体识别算法判断当前学习桌前是否存在儿童，若在设置时间内检测不到儿童存在，则关闭所有功能。能够矫正儿童坐姿、辅助儿童学习、桌面自动升降、实现语音交互以及进行身高测量，实现了多功能、智能化的儿童学习桌，打造了智能学习的生态环境。态环境。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多种功能的学习桌的使用方法


[0001]本专利技术涉及学习桌椅
，特别涉及了一种具有多种功能的学习桌的使用方法。

技术介绍

[0002]学习桌是目前少年儿童学习时必备的学习设备。目前，在儿童学习桌上，还处于家具类的初始状态，大多数学习桌由可调节桌腿、桌面板和简易书架构成，结构简单，成本低廉，应用非常普及。
[0003]但由于越来越多的人学习姿势不端正，出现了近视眼、颈椎病、腰椎病、猫腰、驼背、脊柱侧弯等，尤其青少年学生更为严重，这些疾病严重地影响了其学习、工作与生活。造成上述严重后果的主要原因是，没有人能够经常主动提示纠正学习姿势、眼睛与书本的距离不正确、视线与书本的视角不正确、学习时出现错误坐姿没有得到及时纠正、没有定时活动休息，这些问题不解决必然导致身体畸形病态。另外，大部分儿童学习桌只是作为儿童写字、读书的工具，功能单一，缺少辅助学习的功能，无法满足孩子们在学习过程中对桌椅智能化、多功能化、舒适化的高层次需求。
[0004]如中国专利局2021年6月25日公开了一种名称为基于学习桌的远程自习系统、方法、设备及存储介质的专利技术，其公开号为CN113038076A，该专利技术系统包括：学习桌和服务器，每个学习桌至少包括：一桌子，用于放置学习材料；一第一摄像头，拍摄桌面上学习材料的影像；一移动终端，移动终端具有拍摄用户影像信息的第二摄像头，第一摄像头连接移动终端，对学习材料的影像进行图文识别获得作业信息的文本，每个学习桌的移动终端分别与服务器进行通讯，至少部分根据作业信息的相似度进行分组，在每个移动终端中实时显示同一组中其他用户的用户影像信息。本专利技术能够通过作业的文本比对以及多摄像头的视频分组展示，有效模仿学生在教室中学习、写作业的场景，提升学生的学习体验，改善用户孤独学习的难题。但功能较为单一，不适合儿童使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中传统的儿童学习桌功能单一、无法满足孩子们在学习过程中对桌椅智能化、多功能化、舒适化的高层次需求的问题，提供了一种具有多种功能的学习桌的使用方法，通过在集成在儿童桌上的装置，在辅助儿童学习的同时，全方位的捕捉儿童学习时的数据，将学习数据通过统计分析，发现儿童学习时的不良习惯，提前帮助儿童规避。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有多种功能的学习桌的使用方法，其特征在于，它包括下列步骤：S1：根据需要选择需要开启的功能，所述功能包括教科书辨认功能、坐姿识别功能、身高检测功能、语音问答功能、身份记忆识别功能以及家长监护功能；S2：根据开启的功能，各个模块中的识别算法开始进行工作，以实现相应的功能；
S3：人体识别算法检测当前学习桌前是否还有儿童，若规定时间内检测不到儿童存在，则控制所有功能关闭。
[0007]本专利技术通过在传统的儿童学习桌内添加入教科书辨认功能、坐姿识别功能、身高检测功能、语音问答功能、身份记忆识别功能以及家长监护功能，统计分析学习数据，形成一套矫正儿童坐姿、辅助儿童学习的新型学习桌，打造智能学习的生态环境，实现了多功能、智能化的儿童学习桌。并能在长时间无人使用时，关闭所有功能，防止资源浪费。本专利技术通过采集模块采集语音数据和图像数据，再通过各个识别模块识别数据类型，在辅助儿童学习的同时，全方位的捕捉儿童学习时的数据，将学习数据通过统计分析，发现儿童学习时的不良习惯，提前帮助儿童规避。
[0008]作为优选，所述步骤S2中，识别算法包括语音识别算法和图像识别算法，其中图像识别算法包括人体识别算法、教科书辨认算法、坐姿识别算法、身高检测算法、面部识别算法、人体动作识别算法与人脸表情辨认算法，图像识别算法识别过程为：采集对应的图像样本，对图像样本进行预处理，对预处理后的图像样本进行标注分类；采用深度学习识别算法对样本进行相应的模型训练，训练模型直到满足终止条件；对得到的模型进行测试，不断调整参数，直到获得相应的最优模型。通过各个识别算法的训练，对儿童学习的课本、坐姿、动作和表情进行识别，还能识别儿童身份，实现了多功能、智能化的儿童学习桌。
[0009]作为优选，对图像进行预处理，包括：对图像进行灰度调节、几何变换以及图像增强，其中几何变换包括平移、转置、镜像、旋转、缩放中的一个或若干个的组合；图像分析中，图像质量的好坏直接影响识别算法的设计与效果的精度，因此在图像分析（特征提取、分割、匹配和识别等）前，需要进行预处理。图像预处理的主要目的是消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，增强有关信息的可检测性、最大限度地简化数据，从而改进特征提取、图像分割、匹配和识别的可靠性。灰度图像每个像素只需一个字节存放灰度值（又称强度值、亮度值），灰度范围为0
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255。一般有分量法、最大值法平均值法加权平均法四种方法对彩色图像进行灰度化。通过几何变换对采集的图像进行处理，用于改正图像采集系统的系统误差和仪器位置（成像角度、透视关系乃至镜头自身原因）的随机误差。增强图像中的有用信息，改善图像的视觉效果，针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，满足某些特殊分析的需要。图像增强算法可分成两大类：空间域法和频率域法。
[0010]对预处理后的图像样本进行标注分类则需要对每一张图像进行标注，得到图像样本数据集合，其中图像样本数据集合包括图像文件和每一个图像文件对应的标注。
[0011]作为优选，所述步骤S2进一步包括：S2.1：开启身高检测模式，摄像头打开，儿童在摄像头前某处站立，拍摄儿童全身图像，利用身高检测算法识别儿童身高，将身高信息语音播报，并根据儿童身高通过控制桌面高度调整模块调整桌面高度到合适的位置，完成对当前儿童的最佳学习桌高度的匹配；S2.2：开启身份记忆识别模式，终端设备上传儿童人脸图像与对应的设置信息，具体地，可以通过微信小程序添加儿童的人脸；云端将人脸图像传输到学习桌的硬件设备，摄
像头开启，拍摄当前儿童人脸图像，面部识别模块开启面部识别算法，与云端上传的人脸图像进行比对，识别儿童身份，控制系统将学习桌的设置更改为当前儿童对应的设置，，如：书桌高度、自定义不良坐姿提醒语音等系统设置；S2.3：开启学习模式，人体识别算法判断学习桌前是否有儿童存在，若设置时间内一直存在儿童，教科书辨认模块自动开启教科书辨认算法，开启后，若设置时间内检测不到儿童存在，自动关闭教科书辨认算法；S2.4：开启坐姿识别模式，摄像头打开，坐姿识别模块激活坐姿识别算法，判断儿童坐姿是否正确；S2.5：开启家长监护模式，摄像头打开，人体识别算法判断当前一段时间内是否存在儿童，若存在，面部识别模块开启行为人体动作识别算法与人脸表情辨认算法，识别当前儿童的行为动作以及学习心情，并将结果发送终端设备；S2.6：开启语音问答模式，麦克风开启，拾取当前语句，语音识别模块激活语音识别算法，识别语句内容，并做出相应回应，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多种功能的学习桌的使用方法，其特征是，具体包括以下步骤：S1：根据用户需要选择开启的功能，功能具体包括教科书辨认功能、人体动作姿态识别功能、身高检测功能、语音问答功能、个人特征记忆功能和家长监护功能；S2：根据选择的功能，各个模块中的识别算法开始进行工作，从而实现相应的功能；S3：人体识别算法判断当前学习桌前是否存在儿童，若在设置时间内检测不到儿童存在，则关闭所有功能。2.根据权利要求1所述的一种具有多种功能的学习桌的使用方法，其特征是，所述步骤S2中，识别算法包括语音识别算法和图像识别算法，其中图像识别算法包括人体识别算法、教科书辨认算法、人体动作姿态识别算法、身高检测算法、面部识别算法、人体动作识别算法与人脸表情辨认算法，图像识别算法识别过程为：A1：采集相应的图像样本，对采集的图像样本进行预处理，对预处理后的图像样本进行标注分类；A2：利用深度学习识别算法对样本进行相应的模型训练，训练模型直到满足相应的终止条件；A3：对训练得到的模型进行测试，测试期间不断调整参数，直到获得相应的最优模型，最优模型为识别错误率最低的模型；A4：采集待测的图像数据，利用训练得到的最优模型对采集的待测的图像数据进行识别，得到识别结果。3.根据权利要求2所述的一种具有多种功能的学习桌的使用方法，其特征是，所述的步骤A1中，对图像进行预处理，包括：对图像进行灰度调节、几何变换以及图像增强，其中几何变换包括平移、转置、镜像、旋转、缩放中的一个或若干个的组合；对预处理后的图像样本进行标注分类：对每一张图像进行标注，得到图像样本数据集合，其中图像样本数据集合包括图像文件和每一个图像文件对应的标注。4.根据权利要求2或3所述的一种具有多种功能的学习桌的使用方法，其特征是，所述步骤S2中，根据选择的功能，各个模块中的识别算法开始进行工作，从而实现相应的功能：S2.1：开启身高检测模式，开启摄像头，拍摄儿童全身图像，利用身高检测算法检测儿童身高，并根据检测结果控制桌面高度调整到该身高对应的位置；S2.2：开启身份记忆识别模式，打开摄像头，拍摄当前儿童人脸图像，面部识别模块开启面部识别算法，将拍摄的图像与终端设备上传的儿童人脸图像进行对比，识别当前儿童身份，识别成功将学习桌设置更改为当前儿童对应的设置信息；S2.3：开启学习模式，人体识别算法检测学习桌前是否存在儿童，若规定时间内一直存在儿童，教科书辨认模块自动开启教科书辨认算法，开启后，若规定时间内检测不到儿童存在，自动关闭教科书辨认算法；S2.4：开启人体动作姿态识别模式，摄像头打开，人体动作姿态识别模块激活人体动作姿态识别算法，判断儿童坐姿是否正确；S2.5：开启家长监护模式，摄像头打开，人体识别算法判断当前规定时间内是否存在儿童，若存在，面部识别模块开启行为人体动作识别算法与人脸表情辨认算法，识别当前儿童
的行为动作以及学习心情，并将结果发送终端设备；S2.6：开启语音问答模式，麦克风打开，接收当前语句，语音识别算法激活，识别语句内容，并根据语句内容，做出相应回应。5.根据权利要求4所述的一种具有多种功能的学习桌的使用方法，其特征是，所述的步骤S2.1进一步包括：S2.1.1：设置儿童与摄像头距离、采集到的儿童图像高度与真实身高的关系表并保存，设置儿童真实身高与对应的桌面高度关系表；S2.1.2：采集儿童人体图像数据以及儿童与摄像头距离数据；S2.1.3：利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡东明，
申请(专利权)人：杭州好学童科技有限公司，
类型：发明
国别省市：