[发明专利]基于数字孪生的综合健康管理系统

说明书

本发明涉及坐姿领域，具体涉及一种基于数字孪生的综合健康管理系统，该系统包括：坐姿倾斜程度获取模块，用于获取人体当前坐姿的倾斜程度；坐姿变化幅度获取模块，用于获取与标准坐姿相比当前坐姿的变化幅度；相似度评价模块，用于基于倾斜程度、变化幅度以及变化过程中眼肩关键点的位置变化，计算当前坐姿与标准坐姿的相似度；相似度修正模块，用于根据当前坐姿确定修正系数，利用修正系数对相似度进行修正；调整提示模块，用于根据修正后的相似度判断是否需要进行坐姿调整的提示；数字孪生模块，用于基于数字孪生技术构建虚拟人体模型，并根据实时监测的数据更新虚拟人体模型的坐姿。本发明可减少错误提醒的次数。

技术领域

本发明涉及坐姿监测领域，具体涉及一种基于数字孪生的综合健康管理系统。

背景技术

健康的坐姿可以帮助人们提高工作效率，减轻脊柱压力，有利于骨骼健康，而不良的坐姿却是导致人们腰酸背痛、脊柱侧弯、腰间盘突出等脊椎疾病的重要原因之一。传统的健康坐姿养成方式是，通过绷带的物理拉伸作用，限制人体的活动范围，来强行纠正人们的错误坐姿，但是这种矫正方式可能会对身体造成不可逆转的损伤，且矫正效果微弱。因此帮助引导人们养成良好的坐姿习惯，是预防脊椎疾病问题的最有效的方式。现有的引导方式为首先进行坐姿检测，当检测到坐姿不标准后，进行相关提示，从而使人们保持正确坐姿。但现有的多是基于座椅表面压力传感器数据的变化判断人体坐姿是否标准，检测结果存在较大误差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的综合健康管理系统，所采用的技术方案具体如下：

本发明一个实施例提供了一种基于数字孪生的综合健康管理系统，该系统包括：

坐姿倾斜程度获取模块，用于获取人体当前坐姿的倾斜程度；

坐姿变化幅度获取模块，用于基于压力变化数据和人眼与显示器间的夹角，获取与标准坐姿相比，当前坐姿的变化幅度；所述压力为人体对座椅的压力；

相似度评价模块，用于基于当前坐姿的倾斜程度、变化幅度以及变化过程中眼肩关键点的位置变化，计算当前坐姿与标准坐姿的相似度；

相似度修正模块，用于根据当前坐姿对应人体姿态是否为偶发性姿态确定修正系数，利用修正系数对相似度进行修正；所述偶发性姿态为偶发性动作对应的姿态，偶发性动作包括弯腰、转身；

调整提示模块，用于根据修正后的相似度判断是否需要进行坐姿调整的提示；

数字孪生模块，用于基于数字孪生技术构建虚拟人体模型，并根据实时监测的数据更新虚拟人体模型的坐姿；所述实时监测的数据包括压力数据、夹角数据。

进一步地，获取人体当前坐姿的倾斜程度，具体为：

根据左右肩关键点的坐标，计算坐标比值，获取人体当前坐姿的倾斜程度。

进一步地，姿态变化结束后，数值发生变化的压力感应点为变化感应点，获取变化感应点的压力数据，与标准坐姿对应的各变化感应点的压力数据相比，计算各变化感应点的压力变化率；压力变化率为压力变化数据。

进一步地，当前坐姿的变化幅度的获取具体为：

计算压力变化率最大值与最小值的差值，根据所述差值和所述人眼与显示器间的夹角计算当前坐姿的变化幅度；所述差值越大，当前坐姿的变化幅度越大，所述人眼与显示器间的夹角越大，当前坐姿的变化幅度越大。

进一步地，基于当前坐姿的倾斜程度、变化幅度以及变化过程中眼肩关键点的位置变化，计算当前坐姿与标准坐姿的相似度，具体为：

姿态变化过程中，获取双眼的坐标差序列和双肩的坐标差序列；结合标准坐姿下双眼的坐标差序列和双肩的坐标差序列，分别计算当前坐姿与标准坐姿的眼关键点位置相似度和肩关键点相似度；