一種檢測坐姿的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種檢測坐姿的裝置及方法，所述裝置包括固定載體、至少三個信號發(fā)射模塊、至少一個信號接收模塊、信息處理模塊和報警模塊；固定載體用于按照預定的位置固定信號發(fā)射模塊和信號接收模塊；信號發(fā)射模塊，按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號；信號接收模塊，接收被反射的檢測信號，發(fā)送接收到的反射信號強度的信息；信息處理模塊，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，向所述報警模塊發(fā)送報警指令；報警模塊，在接收到報警指令后，發(fā)出警報。本發(fā)明實施例提供的一種檢測坐姿的裝置及方法，通過利用多個紅外發(fā)生器分層進行掃描檢測，實現(xiàn)了對坐姿的識別和檢測，在不增加成本的前提下，提高了識別的準確性。
【專利說明】—種檢測坐姿的裝置及方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測【技術(shù)領域】，尤其涉及一種檢測坐姿的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]學生的坐姿和寫姿，一直是老師和家長頭痛不已的問題，如果學生坐姿不正確，久而久之，不僅會導致近視、駝背，甚至還會造成頸椎疾病，另外，也會影響學習效率。對正確坐姿的培養(yǎng)，必須從學生剛?cè)胄W時抓起，因為初入學的孩子可塑性強，坐姿尚未定型，在這一階段抓，就能收到事半功倍的效果。
[0003]檢測坐姿進行坐姿提醒，已經(jīng)被廣泛的應用到學生學習桌椅、臺燈等與孩子生活學習密切相關的產(chǎn)品中，目前，現(xiàn)有的檢測方法，一種是通過攝像頭拍攝圖像，對圖像進行分析從而進行檢測，另一種是利用單個的紅外傳感器進行檢測。
[0004]對于通過攝像頭拍攝圖像，對圖像進行分析從而進行檢測的方法，由于需要攝像頭與圖像處理芯片，使得成本較高；對于利用單個的紅外傳感器進行檢測的方法，由于是利用紅外傳感器通過測試指定區(qū)域有無物體來檢測坐姿，因此誤判的可能性很大，只要檢測位置有物體就會被當作坐姿不正確進行提醒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種檢測坐姿的裝置及方法，實現(xiàn)了對坐姿的檢測，在不增加成本的前提下，提高了檢測的正確率。所述技術(shù)方案如下:
[0006]一種檢測坐姿的裝置，包括固定載體、至少三個信號發(fā)射模塊、至少一個信號接收模塊、信息處理模塊和報警模塊；
[0007]所述固定載體用于固定所述信號發(fā)射模塊和所述信號接收模塊，所有所述信號發(fā)射模塊依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號發(fā)射模塊之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號發(fā)射模塊在所述裝置處于工作狀態(tài)時，位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成 一條垂直于地面的直線，所有所述信號接收模塊固定于所述固定載體上，并且至少一個所述信號接收模塊和所述信號發(fā)射模塊處于同一個平面；
[0008]所有所述信號發(fā)射模塊，按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號;
[0009]所述信號接收模塊，接收被反射的檢測信號，并在接收到被反射的檢測信號時，向所述信息處理模塊發(fā)送接收到的反射信號強度的信息；
[0010]所述信息處理模塊，根據(jù)預定時間內(nèi)所述信息處理模塊接收到反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，向所述報警模塊發(fā)送報警指令；
[0011]所述報警模塊，在接收到所述信息處理模塊發(fā)送的報警指令后，發(fā)出警報。
[0012]進一步的，所述信號發(fā)射模塊，包括:[0013]信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生原始檢測信號；
[0014]信號發(fā)射方向校正單元，位于所述信號產(chǎn)生單元發(fā)射端前，對原始檢測信號的發(fā)射方向進行校正，使得在所述裝置處于工作狀態(tài)時，所述原始檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向平行于地面，并且發(fā)射角的范圍為大于0小于等于。
[0015]進一步的，所述信號產(chǎn)生單元采用紅外線發(fā)生器。
[0016]進一步的，所述信息處理模塊包括:
[0017]干擾濾除單元，在反射信號強度大于第一預設閾值時，向統(tǒng)計單元發(fā)送一個標記信號;
[0018]統(tǒng)計單元，每接收一個標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，并且每隔預定的時間進行一次清零；
[0019]比較單元，每隔預定的時間，將所述統(tǒng)計單元的計數(shù)值與第二預設閾值進行比較；
[0020]判斷單元，在預定的時間內(nèi)，將所述統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
[0021]進一步的，所有所述信號接收模塊依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號接收模塊之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號接收模塊在所述裝置處于工作狀態(tài)時的位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條平行于地面的直線；
[0022]其中，在所述信號接收模塊的排列中，位于中間的信號接收模塊為主接收器，輔接收器位于所述主接收器的兩邊，并相對于主接收器對稱排布。
[0023]進一步的，所述信號接收模塊，包括:
[0024]信號接收單元，用于接收被反射的檢測信號；
[0025]信號接收方向選擇單元，位于所述信號接收單元接收端前，在所述裝置處于工作狀態(tài)時，選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，所述特定方向所決定的直線與垂直于所述信號接收單元接收端面的直線所決定的平面，垂直于地面，并且接收角的范圍為大于0小于等于。
[0026]進一步的，所述信息處理模塊包括:
[0027]主干擾濾除單元，與所述主接收器的信號接收單元相連接，在反射信號強度大于第一預設閾值時，向主統(tǒng)計單元發(fā)送一個主標記信號；
[0028]主統(tǒng)計單元，與所述主干擾濾除單元相連接，每接收一個主標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，并且每隔預定的時間進行一次清零；
[0029]至少一個輔干擾濾除單元，每個所述的輔干擾濾除單元對應的與一個所述輔接收器的信號接收單元相連接，在所述信號接收單元接收到的反射信號強度大于第一預設閾值時，向輔統(tǒng)計單元發(fā)送一個輔標記信號；
[0030]輔統(tǒng)計單元，所述的輔統(tǒng)計單元與所有所述輔干擾濾除單元相連接，在每次檢測信號被發(fā)射后，根據(jù)輔標記信號獲得接收到反射信號的信號接收單元的ID，根據(jù)相應的檢測信號發(fā)射的時間順序獲得相應的信號產(chǎn)生單元的ID，并將所述信號接收單元的ID與相應的信號產(chǎn)生單元的ID相關聯(lián)，并記錄下來，每 隔預定的時間刪除一次記錄；[0031]分析單元，每隔預定的時間，根據(jù)所述主統(tǒng)計單元的計數(shù)值和輔統(tǒng)計單元記錄的信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，并在需要發(fā)送報警指令時，向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
[0032]進一步的，所述分析單元包括:
[0033]輪廓判斷子單元，用于在預定的時間內(nèi)，計算標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與輔統(tǒng)計單元所記錄的信息數(shù)據(jù)的相似度，并選擇相似度最大的值，當最大相似度大于等于第四預設閾值時，判斷障礙物符合人的輪廓；
[0034]結(jié)果判斷單元，用于在滿足障礙物符合人的輪廓的連續(xù)預定時間內(nèi)，將所述主統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述主統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
[0035]一種檢測坐姿的方法，包括:
[0036]將所有信號發(fā)射組件依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號發(fā)射組件之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號發(fā)射組件在處于工作狀態(tài)時，位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，所有信號接收組件固定于所述固定載體上，并且至少一個所述信號接收組件和所述信號發(fā)射組件處于同一個平面；
[0037]按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號；
[0038]接收被反射的檢測信號，并在接收到被反射的檢測信號時，發(fā)送接收到的反射信號強度的信息；
[0039]根據(jù)預定時間內(nèi)接收到反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，發(fā)送報警指令；
[0040]在接收到報警指令后，發(fā)出警報。
[0041]進一步的，所述檢測信號經(jīng)過方向校正，發(fā)射方向平行于地面，并且發(fā)射角在的范圍為大于0小于等于。
[0042]進一步的，所述檢測信號是紅外線。
[0043]進一步的，所述根據(jù)預定時間內(nèi)接收到的反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，發(fā)送報警指令包括:
[0044]判斷反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個標記信號；
[0045]根據(jù)標記信號進行累加計數(shù)，每個計數(shù)信號累加值為I ;
[0046]每隔預定的時間，將所述計數(shù)值與第二預設閾值進行比較；
[0047]在預定的時間內(nèi)，將所述計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并發(fā)送報警指令；
[0048]每隔預定的時間進行一次清零。
[0049]進一步的，將所有所述信號接收組件依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號接收組件之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號接收組件在處于工作狀態(tài)時的位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條平行于地面的直線；[0050]其中，在所述信號接收組件的排列中，位于中間的信號接收組件為主接收器，輔接收器位于所述主接收器的兩邊，并相對于主接收器對稱排布。
[0051]進一步的，所述信號接收組件選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，所述特定方向所決定的直線與垂直于所述信號接收單元接收端面的直線所決定的平面，垂直于地面，并且接收角的范圍為大于0小于等于。
[0052]進一步的，所述根據(jù)預定時間內(nèi)接收到的反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，發(fā)送報警指令包括:
[0053]判斷主接收器接收到的反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個主標記信號；
[0054]每接收一個主標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為I，獲得主計數(shù)值，并且每隔預定的時間進行一次清零；
[0055]判斷每個輔接收器接收到的反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個輔標記信號；
[0056]在每次檢測信號被發(fā)射后，根據(jù)輔標記信號獲得接收到反射信號的信號接收組件的ID，根據(jù)相應的檢測信號發(fā)射的時間順序獲得相應的信號發(fā)射組件的ID，并將所述信號接收組件的ID與相應的信號發(fā)射組件的ID相關聯(lián)，并記錄下來，獲得輔信息數(shù)據(jù)，每隔預定的時間刪除一次記錄；
[0057]每隔預定的時間，根據(jù)所述主計數(shù)值和記錄的輔信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，如果是，向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
[0058]進一步的，所述每隔預定的時間，根據(jù)所述主計數(shù)值和記錄的輔信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，包括:
[0059]在預定的時間內(nèi)，計算標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與輔信息數(shù)據(jù)的相似度，并選擇相似度最大的值，判斷最大相似度是否大于等于第四預設閾值；
[0060]在連續(xù)預定時間內(nèi)，如果是，將所述主計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述主計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
[0061]本發(fā)明實施例提 供的一種檢測坐姿的裝置及方法，通過利用多個紅外發(fā)生器分層進行掃描檢測，實現(xiàn)了對坐姿的識別和檢測，在不增加成本的前提下，提高了識別的準確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0062]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的功能模塊框圖；
[0063]圖2是本發(fā)明第一實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的功能模塊框圖；
[0064]圖3是本發(fā)明第一實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖a ；
[0065]圖4是本發(fā)明第一實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖b ；
[0066]圖5是本發(fā)明實施例提供的檢測坐姿裝置的信號發(fā)射模塊發(fā)射檢測信號的俯視示意圖；
[0067]圖6是本發(fā)明第一實施例提供的一種檢測坐姿的裝置檢測原理示意圖；
[0068]圖7是本發(fā)明第二實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的功能模塊框圖；[0069]圖8是本發(fā)明第二實施例提供的檢測坐姿裝置的信號接收模塊接收檢測信號的側(cè)視不意圖；
[0070]圖9是本發(fā)明第二實施例提供的一種檢測坐姿裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖a ；
[0071]圖10是本發(fā)明第二實施例提供的一種檢測坐姿裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖b ；
[0072]圖11是本發(fā)明第二實施例提供的一種檢測坐姿的裝置檢測原理示意圖；
[0073]圖12是本發(fā)明第三實施例提供的一種檢測坐姿的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0074]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例，僅僅用于解釋本發(fā)明， 而非對本發(fā)明的限定。
[0075]實施例一
[0076]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的功能模塊框圖，如圖1所示，所述裝置包括:
[0077]固定載體101、至少三個信號發(fā)射模塊102、信號接收模塊103、信息處理模塊104 和報警模塊105。
[0078]其中，固定載體101用于固定信號發(fā)射模塊102和信號接收模塊103，所有信號發(fā)射模塊102依次固定于固定載體101上，相鄰的兩個信號發(fā)射模塊之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有信號發(fā)射模塊102在所述裝置處于工作狀態(tài)時，位置點在垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，信號接收模塊 103固定于固定載體101上，并且和信號發(fā)射模塊102處于同一個平面；所有信號發(fā)射模塊 102，按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號；信號接收模塊103，接收被反射的檢測信號，并在接收到被反射的檢測信號時，向信息處理模塊104發(fā)送接收到的反射信號強度的信息；信息處理模塊104，根據(jù)預定時間內(nèi)信號接收模塊103接收到反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，向報警模塊105 發(fā)送報警指令；報警模塊105，在接收到信息處理模塊104發(fā)送的報警指令后，發(fā)出警報。
[0079]圖2是本發(fā)明第一實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的功能模塊框圖，如圖2所示，其中，信號發(fā)射模塊202，包括:信號產(chǎn)生單元2021，用于產(chǎn)生原始檢測信號；信號發(fā)射方向校正單元2022，位于信號產(chǎn)生單元發(fā)射端前，對原始檢測信號的發(fā)射方向進行校正，使得在所述裝置處于工作狀態(tài)時，原始檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向平行于地面，并且發(fā)射角的范圍為大于0小于等于。
[0080]其中，信號產(chǎn)生單元2021采用紅外線發(fā)生器。
[0081 ] 其中，信息處理模塊204包括:干擾濾除單元2044，在反射信號強度大于第一預設閾值時，向統(tǒng)計單元發(fā)送一個標記信號。統(tǒng)計單元2041，每接收一個標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，并且每隔預定的時間進行一次清零；比較單元2042，每隔預定的時間， 將統(tǒng)計單元2041的計數(shù)值與第二預設閾值進行比較；判斷單元2043，在預定的時間內(nèi)，將統(tǒng)計單元2041的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在統(tǒng)計單元 2041的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向報警模塊205發(fā)送報警指令。[0082]具體地，本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)如下:
[0083]圖3是本發(fā)明第一實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖a，如圖3 所示，信號發(fā)射模塊102至少有3個，分別固定于固定載體101上，每兩個信號發(fā)射模塊相互之間相隔的距離可以是相等的(即信號發(fā)射模塊均勻分布)，也可以不相等。信號發(fā)射模塊的分布滿足，在所述裝置處于工作狀態(tài)時，至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有信號發(fā)射模塊的固定位置點在垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，假如固定載體101呈柱狀體如圖3，則可以理解為發(fā)射模塊的固定位置點形成一條直線(當然， 實際中允許偏差的存在)，假如固定載體101呈彎曲的柱狀體，如圖4，則存在平面a，滿足信號發(fā)射模塊的位置點在平面a上的投影點形成一條垂直于地面的直線。
[0084]圖5是本發(fā)明實施例提供的檢測坐姿裝置的信號發(fā)射模塊發(fā)射檢測信號的示意圖，如圖5所示，其中，信號發(fā)射模塊102包括:信號產(chǎn)生單元1021和信號發(fā)射方向校正單元1022，本發(fā)明的實施例優(yōu)選地采用紅外線作為檢測信號，因此，本發(fā)明的實施例的信號產(chǎn)生單元1021優(yōu)選地采用紅外線發(fā)生器。信號發(fā)射方向校正單元1022，位于信號產(chǎn)生單元 1021發(fā)射端前，使原始檢測信號在所述裝置處于工作狀態(tài)時，通過信號發(fā)射方向校正單元 1022發(fā)射出來，信號發(fā)射方向校正單元1022對原始檢測信號的發(fā)射方向起到了校正的作用，原始檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向平行于地面(當然，實際中允許偏差的存在，但是偏差越大，精確度越低)，并且發(fā)射角e的范圍為大于0小于等于，由于經(jīng)過校正后的檢測信號發(fā)射方向平行于地面，因此減少了噪聲，使得最后的檢測結(jié)果更加精確。
[0085]具體地，本發(fā)明實施例的原理如下:
[0086]圖6是本發(fā)明第一實施例提供的一種檢測坐姿的裝置檢測原理示意圖b，如圖6 所示，裝置檢測的過程和原理為:信號發(fā)射模塊102按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號，本發(fā)明的實施例優(yōu)選地按照距離地面由遠而近的順序由信號發(fā)射模塊發(fā)射檢測信號，如圖6，檢測開始時，信號發(fā)射模塊102a先發(fā)射檢測信號，隔預定的時間(如 0.5s)后，信號發(fā)射模塊102b發(fā)射檢測信號，然后再隔預定的時間(如0.5s)后，信號發(fā)射模塊102c發(fā)射檢測信號，以此類推，直到所有的信號發(fā)射模塊均發(fā)射完檢測信號。
[0087]如圖6所示，被發(fā)射的檢測信號遇到物體(人體)會被反射回來，信號接收模塊103 用來接收被反射的檢測信號。由于檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向平行于地面，因此，在和發(fā)射平面高度相同處，如果有物體，檢測信號就會被反射回來，由于物體表面不光滑產(chǎn)生漫反射，使得反射信號能夠被信號接收模塊103所接收。因為處于不同高度的檢測信號依次被發(fā)射，當某個時刻檢測信號開始遇到物體(人體)后，接收模塊開始能夠接收到反射信號，這時，根據(jù)當時發(fā)射檢測信號的信號發(fā)射模塊所處的高度，可以估算出物體(人體)的高度。
[0088]信號接收模塊103在接收到被反射的檢測信號時，向信息處理模塊104發(fā)送接收到的反射信號強度的信息。從某一次檢測開始，信息處理模塊104的干擾濾除單 元，對反射信號強度的信息進行分析，當反射信號強度大于第一預設閾值時，向統(tǒng)計單元發(fā)送一個標記信號，使用干擾濾除單元的原因是可能在人體周圍存在障礙物，或者原始檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向并不是精確的平行于地面，而是存在一定的偏差，從而產(chǎn)生干擾信號，但是干擾信號的強度比較小，所以可以根據(jù)反射信號的強度判斷反射信號是否是干擾信號。第一預設閾值可以根據(jù)經(jīng)驗或者實驗進行設定，當反射信號強度大于第一預設閾值時，認為反射信號不是干擾信號，由干擾濾除單元向統(tǒng)計單元發(fā)送一個標記信號。統(tǒng)計單元，每接收一個標記信號累加一次，當所有的信號發(fā)射模塊依次發(fā)射完一遍檢測信號，統(tǒng)計單元將計數(shù)值(累計的接收到被反射的檢測信號的次數(shù))傳遞給比較單元，然后統(tǒng)計單元清零。比較單元將統(tǒng)計單元的計數(shù)值與第二預設閾值進行比較，第二預設閾值是根據(jù)信號發(fā)射模塊所處位置的情況設定的，例如，30cm是人眼距離桌子的最佳距離，根據(jù)人的生理特征，可以估算出頭頂在人眼距離桌子30cm時所處的高度(假如是40cm)，然后根據(jù)信號接收模塊103在固定載體101上的位置，確定處于40cm高度的信號發(fā)射模塊，假設從離地面最近的信號發(fā)射模塊開始算起，第n個信號發(fā)射模塊處于40cm的高度，那么，當頭頂高于40cm的高度時， 信號接收模塊103接收到反射信號就會多于n次，則n就可以作為第二預設閾值。進一步的，由上可知，當計數(shù)值大于等于第二預設閾值時，說明頭頂(眼睛)距離桌面的距離不小于 30cm，說明坐姿正確，當計數(shù)值小于第二預設閾值時，說明頭頂(眼睛)距離桌面的距離小于 30cm，說明坐姿不正確。
[0089]由于在實際應用中，可能會出現(xiàn)一些噪聲，例如旁邊忽然走過一個人，或者人活動時頭、胳膊會臨時遮擋檢測信號，所以會產(chǎn)生噪聲，因此通過多次檢測，然后進行統(tǒng)計分析， 可以排除噪聲。判斷單元，將統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)(初次判斷坐姿錯誤的次數(shù))與第三預設閾值進行比較，在統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，說明坐姿不正確的持續(xù)時間較長，坐姿確實不正確，可以排除是由于噪聲引起的誤判。在坐姿不正確時，向報警模塊105發(fā)送報警指令。第三預設閾值可以通過經(jīng)驗來設定。報警模塊105，在接收到信息處理模塊104發(fā)送的報警指令后，發(fā)出警報。警報可以是聲音，也可以是光，或者振動，或者顯示符號等，也可以是以上幾種中警報的任意組合形式。
[0090]另外，對于固定載體101，可以采用具有一定高度，并且可以固定于桌面或者墻面的形狀任意的物體，如圖4所示，本發(fā)明的實施例優(yōu)選的采用了臺燈的燈柱作為固定載體 101。
[0091]本發(fā)明實施例提供的一種檢測坐姿的裝置，通過利用多個紅外發(fā)生器分層進行掃描檢測，實現(xiàn)了對坐姿的識別和檢測，在不增加成本的前提下，提高了識別的準確性。
[0092]實施例二
[0093]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的功能模塊框圖，如圖1所示，所述裝置包括:
[0094]固定載體101、至少三個信號發(fā)射模塊102、至少一個信號接收模塊103、信息處理模塊104和報警模塊105。
[0095]其中，固定載體101用于固定信號發(fā)射模塊102和信號接收模塊103，所有信號發(fā)射模塊102依次固定于固定載體101上，相鄰的兩個信號發(fā)射模塊之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有信號發(fā)射模塊102在所述裝置處于工作狀態(tài)時，位置點在垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，所有信號接收模塊103固定于固定載體101上，并且至少一個信號接收模塊103和信號發(fā)射模塊102處于同一個平面；所有信號發(fā)射模塊102，按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號；信號接收模塊103，接收被反射的檢測信號，并在接收到被反射的檢測信號時，向信息處理模塊104發(fā)送接收到的反射信號強度的信息；信息處理模塊104，根據(jù)預定時間內(nèi)信號接收模塊103接收到反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，向報警模塊105發(fā)送報警指令；報警模塊105，在接收到信息處理模塊 104發(fā)送的報警指令后，發(fā)出警報。
[0096]其中，所有信號接收模塊103依次固定于固定載體101上，相鄰的兩個信號接收模塊103之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有信號接收模塊103在所述裝置處于工作狀態(tài)時的位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條平行于地面的直線。其中，在信號接收模塊103的排列中，位于中間的信號接收模塊 103為主接收器，輔接收器位于主接收器的兩邊，并相對于主接收器對稱排布。
[0097]圖7是本發(fā)明第二實施例提供的一種檢測坐姿的裝置的功能模塊框圖，如圖7所示，其中，信號接收模塊703，包括:信號接收單元7031，用于接收被反射的檢測信號。信號接收方向選擇單元7032，位于信號接收單元7031接收端前，在裝置處于工作狀態(tài)時，選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，如圖8所示，其中特定方向所決定的直線與垂直于信號接收單元接收7031端面的直線所決定的平面，垂直于地面，并且接收角0的范圍為大于0小于等于。
[0098]其中，信息處理模塊704包括:主干擾濾除單元7041，與主接收器703a的信號接收單元相連接，在反射信號強度大于第一預設閾值時，向主統(tǒng)計單元7042發(fā)送一個主標記信號。主統(tǒng)計單元7042，與主干擾濾除單元7041相連接，每接收一個主標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，并且每隔預定的時間進行一次清零。至少一個輔干擾濾除單元 7043，每個輔干擾濾除單元7043對應的與一個輔接收器703b的信號接收單元相連接，在信號接收單元接收到的反射信號強度大于第一預設閾值時，向輔統(tǒng)計單元發(fā)送一個輔標記信號。輔統(tǒng)計單元7044，輔統(tǒng)計單元7044與所有輔干擾濾除單元7043相連接，在每次檢測信號被發(fā)射后，根據(jù)輔標記信號獲得接收到反射信號的信號接收單元的ID，根據(jù)相應的檢測信號發(fā)射的時間順序獲得相應的信號產(chǎn)生單元的ID，并將信號接收單元的ID與相應的信號產(chǎn)生單元的ID相關聯(lián)，并記錄下來，每隔預定的時間刪除一次記錄。分析單元7045，每隔預定的時間，根據(jù)主統(tǒng)計單元7042的計數(shù)值和輔統(tǒng)計單元7044記錄的信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，并在需要發(fā)送報警指令時，向報警模塊發(fā)送報警指令。
[0099]其中，分析單元7045包括:輪廓判斷子單元7045a，用于在預定的時間內(nèi)，計算標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與輔統(tǒng)計單元7044所記錄的信息數(shù)據(jù)的相似度，并選擇相似度最大的值，當最大相似度大于等于第四預設閾值時，判斷障礙物符合人的輪廓。結(jié)果判斷單元 7045b，用于在滿足障礙物符合人的輪廓的連續(xù)預定時間內(nèi)，將主統(tǒng)計單元7042的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在主統(tǒng)計單元7042的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向報警模塊705發(fā)送報警指令。
[0100]具體地，本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)如下: [0101]圖9是本發(fā)明第二實施例提供的一種檢測坐姿裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖a，如圖9所示，信號發(fā)射模塊102至少有3個，分別固定于固定載體101上，每兩個信號發(fā)射模塊相互之間相隔的距離可以是相等的(即信號發(fā)射模塊均勻分布)，也可以不相等。信號發(fā)射模塊的分布滿足，在所述裝置處于工作狀態(tài)時，至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有信號發(fā)射模塊的固定位置點在垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，假如固定載體101呈柱狀體如圖9，則可以理解為發(fā)射模塊的固定位置點形成一條直線(當然，實際中允許偏差的存在)，假如固定載體101呈彎曲的柱狀體，如圖10，則存在平面a，滿足信號發(fā)射模塊的位置點在平面a上的投影點形成一條垂直于地面的直線。
[0102]其中，所有信號接收模塊103依次固定于固定載體101上，相鄰的兩個信號接收模塊103之間相隔預定的距離，這個預定的距離可以是相等的(即信號接收模塊均勻分布)，也可以不相等。并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有信號接收模塊103在所述裝置處于工作狀態(tài)時的位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條平行于地面的直線。假如固定載體101呈柱狀體如圖9，則可以理解為接收模塊的固定位置點形成一條垂直于地面的直線(當然，實際中允許偏差的存在)，假如固定載體101呈彎曲的柱狀體，則存在平面a，滿足信號發(fā)射模塊的位置點在平面a上的投影點形成一條垂直于地面的直線。其中，位于中間的信號接收模塊103為主接收器103a，其他的信號接收模塊為輔接收器 103b。
[0103]具體地，本發(fā)明實施例的原理如下:
[0104]圖11是本發(fā)明第二實施例提供的一種檢測坐姿的裝置檢測原理示意圖，如圖11 所示，裝置檢測的過程和原理為:信號發(fā)射模塊102按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號，本發(fā)明的實施例優(yōu)選地按照距離地面由遠而近的順序由信號發(fā)射模塊發(fā)射檢測信號，如圖11，檢測開始時，信號發(fā)射模塊102a先發(fā)射檢測信號，隔預定的時間 (如0.5s)后，信號發(fā)射模塊102b發(fā)射檢測信號，然后再隔預定的時間(如0.5s)后，信號發(fā)射模塊102c發(fā)射檢測信號，以此類推，直到所有的信號發(fā)射模塊均發(fā)射完檢測信號。
[0105]如圖11所示，被發(fā)射的檢測信號遇到物體(人體)會被反射回來，信號接收模塊 103用來接收被反射的檢測信號。由于檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向平行于地面，因此，在和發(fā)射平面高度相同處，如果有物體，檢測信號就會被反射回來，由于物體表面不光滑產(chǎn)生漫反射，使得反射信號能夠被信號接收模塊103所接收。因為處于不同高度的檢測信號依次被發(fā)射，當某個時刻檢測信號開始遇到物體(人體)后，接收模塊開始能夠接收到反射信號，這時，根據(jù)當時發(fā)射檢測信號的信號發(fā)射模塊所處的高度，可以估算出物體(人體)的高度。
[0106]又由于信號接收模塊103只能選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，即和信號接收模塊同寬度處，并垂直于接收端面的反射信號，因此，只有在和信號接收模塊同寬度處有障礙物時，才能接收到被反射回的檢測信號，這樣就能根據(jù)不同位置的信號接收模塊接收到被反射回的檢測信號的情況獲得在某個高度處物體(人體)的寬度。
[0107]信號接收模塊103分為主接收器103a和輔接收器103b兩類，主接收器103a和輔接收器103b的結(jié)構(gòu)完全相同，只是所處的位置不同，主接收器103a位于中間，輔接收器 103b位于主接收器103a兩邊，并且對稱分布。主接收器103a對應的與主干擾濾除單元連接，主干擾濾除單元與主統(tǒng)計單元連接，而每個輔接收器103b各對應的與一個輔干擾濾除單元連接，所有的輔干擾濾除單元與一個輔統(tǒng)計單元連接，首先，從某一次檢測開始，主干擾濾除單元對接收到的主接收器103a所傳遞的反射信號的強度進行分析，當反射信號強度大于第一預設閾值時，向主統(tǒng)計單元發(fā)送一個主標記信號，主統(tǒng)計單元進行累加計數(shù)。同時每個輔干擾濾除單元對輔接收器103b所傳遞的反射信號的強度進行分析，當反射信號強度大于第一預設閾值時，向輔統(tǒng)計單元發(fā)送一個輔標記信號，由于從某一次檢測開始，檢測信號的發(fā)射順序是一定的(例如按照距離地面由遠而近的順序發(fā)射檢測信號)，因此輔統(tǒng)計單元可以知道當前是哪個信號發(fā)射模塊發(fā)射的檢測信號，獲得信號產(chǎn)生單元的ID，同時也可以根據(jù)由哪個輔干擾濾除單元發(fā)送輔標記信號獲得信號接收單元的ID，將這兩個ID 相關聯(lián)，并記錄下來。當所有的信號發(fā)射模塊依次發(fā)射完一遍檢測信號后，分析單元根據(jù)記錄下來的數(shù)據(jù)判斷障礙物是不是符合人類輪廓，具體是將輔統(tǒng)計單元記錄下來的信息數(shù)據(jù)與標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對，求輔統(tǒng)計單元記錄下來的信息數(shù)據(jù)與標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的相似度，選擇相似度最大的值，當最大相似度大于等于第四預設閾值時，判斷障礙物符合人的輪廓。其中，標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是通過實驗采集獲得的，將我們認為屬于人類的輪廓轉(zhuǎn)化成符合本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)的形式類型，然后存入數(shù)據(jù)庫。當障礙物符合人的輪廓時，進一步將主統(tǒng)計單元累加計數(shù)值與第二預設閾值進行比較，在滿足障礙物符合人的輪廓的連續(xù)預定時間內(nèi)，將主統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在主統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向報警模塊發(fā)送報警指令。報警模塊，發(fā)出警報。警報可以是聲音， 也可以是光，或者振動，或者顯示符號等，也可以是以上幾種中警報的任意組合形式。
[0108]另外，對于固定載體，可以采用具有一定高度，并且可以固定于桌面或者墻面的形狀任意的物體，如圖4所示，本發(fā)明的實施例優(yōu)選的采用了臺燈的燈柱作為固定載體。
[0109]本發(fā)明實施例提供的一種檢測坐姿的裝置，通過利用多個紅外發(fā)生器分層進行掃描檢測，并通過多個接收裝置進行接收，實現(xiàn)了對坐姿的識別和檢測，在不增加成本的前提下，提高了識別的準確性。
[0110]實施例三
[0111]圖12是本發(fā)明第三實施例提供的一種檢測坐姿的方法流程圖，如圖12所示，所述方法包括:
[0112]步驟601:將所有信號發(fā)射組件依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號發(fā)射組件之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號發(fā)射組件在處于工作狀態(tài)時，位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，所有信號接收組件固定于所述固定載體上，并且至少一個所述信號接收組件和所述信號發(fā)射組件處于同一個平面。
[0113]信號發(fā)射組件至少有3個，分別固定于固定載體上，每兩個信號發(fā)射模塊相互之間相隔的距離可以是相等的(即信號發(fā)射模塊均勻分布)，也可以不相等。假如固 定載體呈柱狀體，則可以理解為發(fā)射模塊的固定位置點形成一條直線(當然，實際中允許偏差的存在)，假如固定載體呈彎曲的柱狀體，則存在平面a，滿足信號發(fā)射模塊的位置點在平面a 上的投影點形成一條垂直于地面的直線。
[0114]對于本實施例的另一個實施方式，含有至少3個信號接收組件，所有信號接收組件依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號接收組件之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有信號接收組件在裝置處于工作狀態(tài)時的位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條平行于地面的直線。其中，在信號接收組件的排列中，位于中間的信號接收組件為主接收器，輔接收器位于主接收器的兩邊，并相對于主接收器對稱排布。
[0115]其中，固定載體可以采用具有一定高度，并且可以固定于桌面或者墻面的形狀任意的物體，本發(fā)明的實施例優(yōu)選的采用了臺燈的燈柱作為固定載體。[0116]其中，檢測信號經(jīng)過方向校正，發(fā)射方向平行于地面，并且發(fā)射角在的范圍為大于 0小于等于。
[0117]其中，信號接收組件選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，所述特定方向所決定的直線與垂直于信號接收單元接收端面的直線所決定的平面，垂直于地面，并且接收角的范圍為大于0小于等于。
[0118]步驟602:按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號。
[0119]信號發(fā)射組件按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號，本發(fā)明的實施例優(yōu)選地按照距離地面由遠而近的順序由信號發(fā)射模塊發(fā)射檢測信號，直到所有的信號發(fā)射模塊均發(fā)射完檢測信號。
[0120]其中，本發(fā)明的實施例優(yōu)選地采用紅外線作為檢測信號。
[0121]步驟603:接收被反射的檢測信號，并在接收到被反射的檢測信號時，發(fā)送接收到的反射信號強度的信息。
[0122]被發(fā)射的檢測信號遇到物體(人體)會被反射回來，由于檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向平行于地面，因此，在和發(fā)射平面高度相同處，如果有物體，檢測信號就會被反射回來， 由于物體表面不光滑產(chǎn)生漫反射，使得反射信號能夠被接收。因為處于不同高度的檢測信號依次被發(fā)射，當某個時刻檢測信號開始遇到物體(人體)后，開始能夠接收到反射信號，這時，根據(jù)當時發(fā)射檢測信號的信號發(fā)射組件所處的高度，可以估算出物體(人體)的高度。
[0123]對于本實施例的另一個實施方式，由于信號接收模塊103只能選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，即和信號接收模塊同寬度處，并垂直于接收端面的反射信號，因此，只有在和信號接收模塊同寬度處有障礙物時，才能接收到被反射回的檢測信號，這樣就能根據(jù)不同位置的信號接收模塊接收到被反射回的檢測信號的情況獲得在某個高度處物體(人體)的寬度。
[0124]步驟604:根據(jù)預定時間內(nèi)接收到反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，發(fā)送報警指令。
[0125]對于本實施例的一個實施方式，步驟604具體包括步驟6041?步驟6044:
[0126]步驟6041:判 斷反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個計數(shù)信號。
[0127]從某一次檢測開始，對反射信號強度的信息進行分析，當反射信號強度大于第一預設閾值時，發(fā)送一個計數(shù)信號，這么做的原因是可能在人體周圍存在障礙物，或者原始檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向并不是精確的平行于地面，而是存在一定的偏差，從而產(chǎn)生干擾信號，但是干擾信號的強度比較小，所以可以根據(jù)反射信號的強度判斷反射信號是否是干擾信號。第一預設閾值可以根據(jù)經(jīng)驗或者實驗進行設定，當反射信號強度大于第一預設閾值時，認為反射信號不是干擾信號。
[0128]步驟6042:根據(jù)計數(shù)信號進行累加計數(shù)，每個計數(shù)信號累加值為I。
[0129]每接收一個計數(shù)信號累加一次，當所有的信號發(fā)射模塊依次發(fā)射完一遍檢測信號。
[0130]步驟6043:將所有所述相似度分別與第二預設閾值相比較。
[0131]步驟6044:在預定的時間內(nèi)，將所述計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并發(fā)送報警指令。
[0132]將計數(shù)值與第二預設閾值進行比較，第二預設閾值是根據(jù)信號發(fā)射組件所處位置的情況設定的，例如，30cm是人眼距離桌子的最佳距離，根據(jù)人的生理特征，可以估算出頭頂在人眼距離桌子30cm時所處的高度(假如是40cm)，然后根據(jù)信號接收組件在固定載體上的位置，確定處于40cm高度的信號發(fā)射組件，假設從離地面最近的信號發(fā)射組件開始算起,第η個信號發(fā)射組件處于40cm的高度,那么，當頭頂高于40cm的高度時,接收到反射信號就會多于η次，則η就可以作為第二預設閾值。進一步的，由上可知，當計數(shù)值大于等于第二預設閾值時，說明頭頂(眼睛)距離桌面的距離不小于30cm，說明坐姿正確，當計數(shù)值小于第二預設閾值時，說明頭頂(眼睛)距離桌面的距離小于30cm，說明坐姿不正確。
[0133]步驟6045:每隔預定的時間進行一次清零。
[0134]當所有的信號發(fā)射模塊依次發(fā)射完一遍檢測信號后，進行一次清零。
[0135]步驟605:在接收到報警指令后，發(fā)出警報。
[0136]警報可以是聲音，也可以是光，或者振動，或者顯示符號等，也可以是以上幾種中警報的任意組合形式。
[0137]對于本實施例的另一個實施方式，步驟604具體包括步驟604a?步驟604e:
[0138]步驟604a:判斷主接收器接收到的反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個主標記信號。
[0139]步驟604b:每接收一個主標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，獲得主計數(shù)值，并且每隔預定的時間進行一次清零。
[0140]步驟604c:判斷 每個輔接收器接收到的反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個輔標記信號。
[0141]步驟604d:在每次檢測信號被發(fā)射后，根據(jù)輔標記信號獲得接收到反射信號的信號接收組件的ID，根據(jù)相應的檢測信號發(fā)射的時間順序獲得相應的信號發(fā)射組件的ID，并將信號接收組件的ID與相應的信號發(fā)射組件的ID相關聯(lián)，并記錄下來，獲得輔信息數(shù)據(jù)，每隔預定的時間刪除一次記錄。
[0142]步驟604e:每隔預定的時間，根據(jù)所述主計數(shù)值和記錄的輔信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，如果是，向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
[0143]在預定的時間內(nèi)，計算標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與輔信息數(shù)據(jù)的相似度，并選擇相似度最大的值，判斷最大相似度是否大于等于第四預設閾值。在連續(xù)預定時間內(nèi)，如果是，將主計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在主計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
[0144]本發(fā)明實施例提供的一種檢測坐姿的方法，通過利用多個紅外(超聲波)發(fā)生器分層進行掃描檢測，實現(xiàn)了對坐姿的識別和檢測，在不增加成本的前提下，提高了識別的準確性。
[0145]顯然，本領域技術(shù)人員應該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以通過如上所述的通信終端實施，對于語音信息的發(fā)送以及接收功能可以集成于同一通信終端上以使得通信終端既可以發(fā)送也可以接收語音信息。可選地，本發(fā)明實施例可以用計算機裝置可執(zhí)行的程序來實現(xiàn)，從而可以將它們存儲在存儲裝置中由處理器來執(zhí)行，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等；或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件的結(jié)合。
[0146]以上僅是針對本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其技術(shù)原理所做的說明，而并非對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容所進行的限制，任何熟悉本【技術(shù)領域】的技術(shù)人員在本發(fā)明所公開的技術(shù)范圍內(nèi)，所容易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測坐姿的裝置，其特征在于，包括固定載體、至少三個信號發(fā)射模塊、至少一個信號接收模塊、信息處理模塊和報警模塊；所述固定載體用于固定所述信號發(fā)射模塊和所述信號接收模塊，所有所述信號發(fā)射模塊依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號發(fā)射模塊之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號發(fā)射模塊在所述裝置處于工作狀態(tài)時，位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，所有所述信號接收模塊固定于所述固定載體上，并且至少一個所述信號接收模塊和所述信號發(fā)射模塊處于同一個平面；所有所述信號發(fā)射模塊，按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號； 所述信號接收模塊，接收被反射的檢測信號，并在接收到被反射的檢測信號時，向所述信息處理模塊發(fā)送接收到的反射信號強度的信息；所述信息處理模塊，根據(jù)預定時間內(nèi)所述信息處理模塊接收到反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，向所述報警模塊發(fā)送報警指令；所述報警模塊，在接收到所述信息處理模塊發(fā)送的報警指令后，發(fā)出警報。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信號發(fā)射模塊，包括:信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生原始檢測信號；信號發(fā)射方向校正單元，位于所述信號產(chǎn)生單元發(fā)射端前，對原始檢測信號的發(fā)射方向進行校正，使得在所述裝置處于工作狀態(tài)時，所述原始檢測信號經(jīng)過校正后發(fā)射方向平行于地面，并且發(fā)射角的范圍為大于O小于等于。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述信號產(chǎn)生單元采用紅外線發(fā)生器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信息處理模塊包括:干擾濾除單元，在反射信號強度大于第一預設閾值時，向統(tǒng)計單元發(fā)送一個標記信號;.統(tǒng)計單元，每接收一個標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，并且每隔預定的時間進行一次清零；比較單元，每隔預定的時間，將所述統(tǒng)計單元的計數(shù)值與第二預設閾值進行比較；判斷單元，在預定的時間內(nèi)，將所述統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所有所述信號接收模塊依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號接收模塊之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號接收模塊在所述裝置處于工作狀態(tài)時的位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條平行于地面的直線；其中，在所述信號接收模塊的排列中，位于中間的信號接收模塊為主接收器，輔接收器位于所述主接收器的兩邊，并相對于主接收器對稱排布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述信號接收模塊，包括:信號接收單元，用于接收被反射的檢測信號；信號接收方向選擇單元，位于所述信號接收單元接收端前，在所述裝置處于工作狀態(tài)時，選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，所述特定方向所決定的直線與垂直于所述信號接收單元接收端面的直線所決定的平面，垂直于地面，并且接收角的范圍為大于O 小于等于n。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述信息處理模塊包括:主干擾濾除單元，與所述主接收器的信號接收單元相連接，在反射信號強度大于第一預設閾值時，向主統(tǒng)計單元發(fā)送一個主標記信號；主統(tǒng)計單元，與所述主干擾濾除單元相連接，每接收一個主標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，并且每隔預定的時間進行一次清零；至少一個輔干擾濾除單元，每個所述的輔干擾濾除單元對應的與一個所述輔接收器的信號接收單元相連接，在所述信號接收單元接收到的反射信號強度大于第一預設閾值時， 向輔統(tǒng)計單元發(fā)送一個輔標記信號；輔統(tǒng)計單元，所述的輔統(tǒng)計單元與所有所述輔干擾濾除單元相連接，在每次檢測信號被發(fā)射后，根據(jù)輔標記信號獲得接收到反射信號的信號接收單元的ID，根據(jù)相應的檢測信號發(fā)射的時間順序獲得相應的信號產(chǎn)生單元的ID，并將所述信號接收單元的ID與相應的信號產(chǎn)生單元的ID相關聯(lián)，并記錄下來，每隔預定的時間刪除一次記錄；分析單元，每隔預定的時間，根據(jù)所述主統(tǒng)計單元的計數(shù)值和輔統(tǒng)計單元記錄的信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，并在需要發(fā)送報警指令時，向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述分析單元包括:輪廓判斷子單元，用于在預定的時間內(nèi)，計算標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與輔統(tǒng)計單元所記錄的信息數(shù)據(jù)的相似度，并選擇相似度最大的值，當最大相似度大于 等于第四預設閾值時，判斷障礙物符合人的輪廓；結(jié)果判斷單元，用于在滿足障礙物符合人的輪廓的連續(xù)預定時間內(nèi)，將所述主統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述主統(tǒng)計單元的計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
9.一種檢測坐姿的方法，其特征在于，包括:將所有信號發(fā)射組件依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號發(fā)射組件之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號發(fā)射組件在處于工作狀態(tài)時，位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條垂直于地面的直線，所有信號接收組件固定于所述固定載體上，并且至少一個所述信號接收組件和所述信號發(fā)射組件處于同一個平面；按照預定的順序依次在每隔預定的時間后發(fā)射檢測信號；接收被反射的檢測信號，并在接收到被反射的檢測信號時，發(fā)送接收到的反射信號強度的信息；根據(jù)預定時間內(nèi)接收到反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，發(fā)送報警指令；在接收到報警指令后，發(fā)出警報。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述檢測信號經(jīng)過方向校正，發(fā)射方向平行于地面，并且發(fā)射角在的范圍為大于O小于等于。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述檢測信號是紅外線。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預定時間內(nèi)接收到的反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，發(fā)送報警指令包括:判斷反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個標記信號；根據(jù)標記信號進行累加計數(shù)，每個計數(shù)信號累加值為I ;每隔預定的時間，將所述計數(shù)值與第二預設閾值進行比較；在預定的時間內(nèi)，將所述計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較， 在所述計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設閾值時，判斷坐姿不正確，并發(fā)送報警指令;每隔預定的時間進行一次清零。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將所有所述信號接收組件依次固定于固定載體上，相鄰的兩個信號接收組件之間相隔預定的距離，并且滿足至少存在一個垂直于地面的平面，使得所有所述信號接收組件在處于工作狀態(tài)時的位置點在所述垂直于地面的平面上的投影點成一條平行于地面的直線；其中，在所述信號接收組件的排列中，位于中間的信號接收組件為主接收器，輔接收器位于所述主接收器的兩邊，并相對于主接收器對稱排布。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述信號接收組件選擇性接收特定方向的被反射回的檢測信號，所述特定方向所決定的直線與垂直于所述信號接收單元接收端面的直線所決定的平面，垂直于地面，并且接收角的范圍為大于O小于等于。`
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預定時間內(nèi)接收到的反射信號的情況以及反射信號強度的信息，判斷坐姿是否正確，并在坐姿不正確時，發(fā)送報警指令包括:判斷主接收器接收到的反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個主標記信號；每接收一個主標記信號進行一次累加計數(shù)，累加值為1，獲得主計數(shù)值，并且每隔預定的時間進行一次清零；判斷每個輔接收器接收到的反射信號強度是否大于第一預設閾值，如果是，發(fā)送一個輔標記信號；在每次檢測信號被發(fā)射后，根據(jù)輔標記信號獲得接收到反射信號的信號接收組件的 ID，根據(jù)相應的檢測信號發(fā)射的時間順序獲得相應的信號發(fā)射組件的ID，并將所述信號接收組件的ID與相應的信號發(fā)射組件的ID相關聯(lián)，并記錄下來，獲得輔信息數(shù)據(jù)，每隔預定的時間刪除一次記錄；每隔預定的時間，根據(jù)所述主計數(shù)值和記錄的輔信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，如果是，向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述每隔預定的時間，根據(jù)所述主計數(shù)值和記錄的輔信息數(shù)據(jù)，判斷是否需要發(fā)送報警指令，包括:在預定的時間內(nèi)，計算標準輪廓數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與輔信息數(shù)據(jù)的相似度，并選擇相似度最大的值，判斷最大相似度是否大于等于第四預設閾值；在連續(xù)預定時間內(nèi)，如果是，將所述主計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)與第三預設閾值進行比較，在所述主計數(shù)值小于第二預設閾值的次數(shù)大于第三預設 閾值時，判斷坐姿不正確，并向所述報警模塊發(fā)送報警指令。
【文檔編號】A61B5/103GK103431865SQ201310357313
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】鄒文高 申請人:步步高教育電子有限公司