[发明专利]一种智能台灯及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种台灯。特别是涉及一种具有普通桌面照明、自动检测用户坐姿和联网功能的智能台灯及其控制方法。

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％。

台灯是中国学生家庭必备的小电器，中国学生与国外学生的显著不同是学习压力大，学习时间长，“挑灯夜读”对许多学子是家常便饭，选用不合适的台灯或使用不当也成为导致近视的重要“罪魁”。多年以来，台灯的功能仍然仅仅局限于照明，差异性主要体现在光源，如白炽灯、卤钨灯、荧光灯和LED灯等。近年来市场上出现一种“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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用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智能台灯及其控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种智能台灯，包括有底座，通过支架与所述底座相连的灯罩，所述的灯罩内安装有用于照明的LED灯，所述LED灯通过贯穿支架内的导线连接设置在所述底座内的控制电路，所述的底座上分别设置有电源开关和亮度调节开关，所述的底座上还设置有分别与内部的控制电路相连的姿态检测开关、图像采集装置和SET键。

所述的图像采集装置是两个水平设置在所述的底座的前侧或设置在所述支架与底座连接处上的结构相同的第一摄像头和第二摄像头构成。

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、LED驱动模块、Wi-Fi模块和音频编解码模块，其中，所述的DC－DC电源模块和LED驱动模块的电源输入端分别连接AC－DC电源模块的电源输出端，所述的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，所述的LED驱动模块的输出端连接设置在灯罩内的LED灯，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，所述构成图像采集装置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。

所述音频编解码模块的外部音频输入端连接麦克风。

一种智能台灯的控制方法，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台灯状态控制流程；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，实现台灯与无线路由器以及手机的连接；