[发明专利]一种适用于计算机使用者的坐姿测量及提醒装置

说明书

本发明公开了一种适用于计算机使用者的坐姿测量及提醒装置，包括姿态检测单元、参数设置与告警单元，以及链接这两个单元的通信模块。姿态检测单元的核心功能是通过惯性传感器组采集人体姿态数据，微处理器实时求解人体姿态信息，根据设定的姿态告警阈值判断人体坐姿的合理性；参数设置与告警单元的主要功能是将接收的分析结果显示到计算机屏幕，并完成姿态告警阈值、告警延时时间、告警方式、久坐提醒时间等工作参数的设置；通信模块实现两个单元间的数据传输。姿态检测单元在使用时固定于人体大椎穴处，参数设置与告警单元主要是安装于计算机端的应用软件，完成显示提醒和参数设置模块的功能。

技术领域

本发明涉及一种对计算机前久坐人群进行姿态参数测量和不合理坐姿提醒的装置，属于人体矫姿领域。

背景技术

医学证实，久坐不动，加上不合理坐姿，容易腰肌疲劳，损害脊柱健康，最终导致腰椎间盘突出、腰椎管狭窄等病症。因此，对于长时间在计算机前工作的都市白领和上网游戏者，保持良好的上机坐姿和适当间隔的放松休息就显得非常重要。

人体姿态检测的方式通常有：1、固定视场中的多视角合成，一般是两个或以上的摄像机镜头从不同角度摄取人体图像，再按空间关系重构，获得人体姿态信息；2、利用超声波、红外等测距方法，测量身体上的某点与距指定测量点的位置，估计姿态；3、利用姿态传感器，直接测量人体姿态变化数据，计算获得姿态信息。

在国内专利94226378.2中，发明人公开了一种利用水平开关、音乐模块等器件组成的电子矫姿装置，实现了对使用者前后方向座姿超限的提醒，但无法实时获取姿态信息。近几年，随着微传感器技术和智能穿戴设备的发展，人体姿态和运动检测技术也成功应用于的智能穿戴设备领域。在专利200910028156.X中，发明人公开了一种利用加速度传感器实现人体姿态检测的微型多功能智能设备，可以实现在相对静止、步行或乘车等多种情况下的姿态检测。美国穿戴设备厂商Lumo Bodytech采用类似技术，推出了智能矫姿设备，借助了人体工学原理可以设定正确坐立行走姿势，并通过轻微震动提示矫正。国内也有类似产品。此类产品主要配合手机等移动终端的应用，对连续长时间使用计算机的人群，尤其是当注意力高度集中时，针对性不强，效果并不理想。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于计算机使用者的坐姿测量及提醒装置，利用微型惯性传感器组采集姿态数据，配合微处理器分析人体坐姿；当判断到使用者坐姿不合理或久坐超时，采用在计算机屏幕上悬浮显示等方式更加直观地提醒使用者，实现不良坐姿和久坐超时提醒，帮助计算机使用者培养良好坐姿和工作作息习惯。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于计算机使用者的坐姿测量及提醒装置，包括姿态检测单元和参数设置与告警单元；所述姿态检测单元安装在人体端，通过惯性传感器实时采集人体姿态数据，通过微处理器求解人体姿态信息，通过将人体姿态信息与预先设定的告警阈值进行比较，判断人体坐姿是否合理；若不合理，则通过参数设置与告警单元告警。

优选的，所述姿态检测单元根据人体上身姿态正确时确定的姿态测量参考点、人体上身前倾阈值和人体上身侧倾阈值拟合一个椭圆椎体，该椭圆椎体内部区域为人体坐姿合理范围，椭圆锥体的边界为告警阈值；若检测到惯性传感器在人体坐姿合理范围内，则认为人体坐姿是合理。

所述姿态告警阈值的一种具体确认方法如下：

(1)确定姿态测量点位置和使用计算机的正确上身姿态：将惯性传感器贴合人体背部大椎穴处安装(采用胶贴、夹持等方法贴合皮肤安装或贴合与皮肤较为服帖的衣服安装)，在人体上身姿态正确时，确定此时的惯性传感器位置为姿态测量参考点；

(2)确定前倾阈值：在人体上身姿态正确时，前倾人体上身至最大合理范围，惯性传感器相对竖直方向向前侧倾斜的最大角度为前倾阈值；