[发明专利]一种坐姿监测仪及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种坐姿监测仪。特别是涉及一种具有自动检测用户坐姿和联网功能的坐姿监测仪及控制方法。

背景技术

中国青少年的近视率常年居于世界前列，根据国家教育部、卫生部的调查表明：目前我国有4亿多近视患者，其中青少年已成“重灾区”：小学生中近视率在30％以上，中学生达70％，大学生达到90％。“写字姿势不正确，用眼时间长”是导致近视的重要原因。同时，写字姿势不正确，也会导致脊柱弯曲等问题。根据2012年发布的《北京市西城区、石景山区14所小学学生形体健康检测分析报告》，在调查的近万学生中，写字姿势问题人数比例达77.6％。

目前市场上尚未有专门检测青少年坐姿从而预防近视和骨骼畸形的专业设备，有一种和普通台灯相结合的“智能防近视台灯”，其基本原理是在桌子边缘固定超声波传感器，探测头部与传感器的距离，如果太靠近，台灯发出警告纠正坐姿。然而这种方案存在先天的缺点，例如：对人体有辐射，不能测量头部偏离身体中轴线的角度，以及传感器易被遮挡。本发明中的坐姿监测仪采用双目立体视觉技术，弥补了常规超声波测距技术的缺陷，抗干扰能力强，识别率高，填补同类产品的空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过双目立体匹配和人脸识别等技术，自动检测用户的坐姿，并对错误坐姿进行提示，从而保护用户视力和骨骼健康的坐姿监测仪及控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种坐姿监测仪，包括有底座，所述的底座上通过支架支撑有摄像头壳体，所述的底座内设置有控制电路，所述的摄像头壳体上分别设置有位于两侧的构成双目摄像头的第一摄像头和第二摄像头，以及位于中部的扬声器，所述第一摄像头、第二摄像头和扬声器分别通过依次贯穿摄像头壳体、支架和底座的导线连接所述控制电路，所述壳体上设置有用于外部电源与控制电路相连的电源开关以及SET键。

所述的控制电路包括：CPU中央处理器，分别与所述的CPU中央处理器相连用于提供直流电源的DC－DC电源模块、存储器、Wi-Fi模块和音频编解码模块，其中，所述AC－DC电源模块的电源输入端通过设置在底座上的电源开关连接外部电源，所述Wi-Fi模块连接内置天线，所述的音频编解码模块的音频输出端通过功率放大模块连接扬声器，所述的第一摄像头和第二摄像头分别连接所述的CPU中央处理器，所述SET键连接CPU中央处理器的信号输入端。

所述音频编解码模块的外部音频输入端连接麦克风。

一种坐姿监测仪的控制方法，包括进行摄像头内外参数标定和系统控制，其中：

所述的摄像头标定，包括：

(1)在摄像头前方0.5m～2m处设置棋盘格标定板；

(2)利用双目摄像头同步拍摄若干组棋盘格标定板图像，利用基于平面的双目立体标定算法，标定出两个摄像头的内参数矩阵K1和K2，及外参数即第二摄像头相对第一摄像头的平移T1和旋转变换R1，设定第一摄像头的外参数是单位阵I和〔0，0，0〕^T，则第二摄像头的外参数是R1和T1；

(3)利用第一摄像头拍摄垂直摆放的棋盘格标定板，基于已标定内参数K1和K2通过PnP算法，标定出摄像头坐标系相对于垂直面的旋转变换R2；

(4)将标定参数保存到保存到存储器；

所述的系统控制包括如下步骤：

1)系统上电后进行系统初始化，包括依次进行的：

初始化异常向量表和存储系统；初始化堆栈；初始化设备和特殊端口及应用程序；设置处理器模式；调用应用程序；

2)同时进入主控制流程、初始参数设置流程和工作参数设置流程；

其中，所述的主控制流程包括图像处理和坐姿监测仪状态控制流程；所述的初始参数设置流程，是在主程序运行的同时系统随时判断是否有SET键触动，当有SET键触动时，对系统初始参数进行重新设置后，继续循环进行判断是否有SET键触动，否则继续循环进行判断是否有SET键触动。

所述的初始参数设置流程是在有SET键触动时进行如下步骤：

(1)摄像头扫描手机所显示的Wi-Fi的SSID和密码二维码图片；

(2)解析并配置Wi-Fi的SSID和密码，实现坐姿监测仪与无线路由器以及手机的连接；

(3)绑定用户手机号码；

(4)设置坐姿监测仪名称。

所述的工作参数设置流程包括：

(1)坐姿监测仪与手机进行通信；

(2)判断是否有手机APP的设置参数信息，有进入下一步骤，否则返回上一步骤；