CN104900019A - 一种人体坐姿探测装置及探测方法 - Google Patents

一种人体坐姿探测装置及探测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种人体坐姿探测装置及探测方法，包括若干个探测模块和主控模块；所述探测模块用于实时探测所处位置处的人体坐姿角度，并将人体坐姿角度信息发送至所述主控模块；所述主控模块用于设置标准坐姿的预定偏移量，根据各个探测模块发送来的人体坐姿角度信息，判断人体坐姿是否超过标准坐姿预定偏移量，并在超过标准坐姿预定偏移量时，发出警报信息。本发明的人体坐姿探测装置及探测方法能够随时随地进行人体坐姿探测，不受环境硬件条件的影响；能够在坐姿变化达到预定偏移量时发出警报，以提醒佩戴者注意坐姿，恢复到标准坐姿；同时能够利用随身携带的智能终端查看历史坐姿数据及曲线，操作方便，灵活性好。

Description

一种人体坐姿探测装置及探测方法
技术领域
本发明涉及一种探测装置及探测方法，特别是涉及一种人体坐姿探测装置及探测方法。
背景技术
坐姿是指人体在坐着时候的姿态。坐姿如果不正确，除了看起来没精神外，也容易腰酸背痛，甚至影响脊椎，压迫神经，最终影响身体健康。
日常生活中，学生族和上班族经常需要长时间的进行伏案学习或工作。如果坐姿不良的话，将会存在以下危害：
(1)腰椎疼痛、腰骨酸痛、腰椎间盘突出、臀部及肩部的肌肉酸痛；
(2)身体肥胖；
(3)高低肩和消化不良
(4)视力下降。
现有技术中，存在一些坐姿矫正装置，包括坐姿矫正桌、坐姿矫正背带、坐姿矫正灯等等。如申请号为201310280511、发明名称为《一种便携式坐姿矫正器》的中国发明专利公开一种便携式坐姿矫正器，它安装于座椅的椅背上，该便携式坐姿矫正器包含顺序连接的电池、机械弹簧开关、手动开关以及蜂鸣器，所述的手动开关被按下后，机械弹簧开关在外力作用下闭合或断开，控制电池是否向蜂鸣器供电。
但是，上述坐姿矫正装置虽然具有一定的矫正作用，但是令使用者长期固定一个姿势，可能会导致某些肌肉的萎缩或是某些软组织的应力集中，反而有害。
因此，需要实时探测人体的坐姿，以便在坐姿不良的时候及时进行调整。同时，随着通信产业的不断发展和推广，智能手机、IPad、PDA等各种智能终端几乎普及到人们日常生活的方方面面中。如何利用随身携带的智能终端来实现人体坐姿的探测将成为一个热点研究课题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种人体坐姿探测装置及探测方法，通过可穿戴的探测模块，实时监测人体的坐姿，并在坐姿变化并达到一定程度时发出警报，以提醒佩戴者注意坐姿，恢复到标准坐姿。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种人体坐姿探测装置，包括若干个探测模块和主控模块；所述探测模块用于实时探测所处位置处的人体坐姿角度，并将人体坐姿角度信息发送至所述主控模块；所述主控模块用于设置标准坐姿的预定偏移量，根据各个探测模块发送来的人体坐姿角度信息，判断人体坐姿是否超过标准坐姿预定偏移量，并在超过标准坐姿预定偏移量时，发出警报信息。
根据上述的人体坐姿探测装置，其中：所述探测模块包括微处理器、角度传感器和无线通信模块；
所述角度传感器用于获取当前所处位置处的人体坐姿角度；
所述无线通信模块与所述角度传感器相连，用于通过无线方式将所述人体坐姿角度信息发送至所述主控模块；
所述微处理器用于对整个探测模块进行控制。
根据上述的人体坐姿探测装置，其中：所述标准坐姿预存在所述主控模块中，或者在人体处于标准坐姿时由所述探测模块获取。
根据上述的人体坐姿探测装置，其中：还包括智能终端，用于接收所述主控模块发送来的人体坐姿角度信息，进行人体坐姿的统计分析及回看。
根据上述的人体坐姿探测装置，其中：所述探测模块设置在头部，或者设置在头部和脊椎上。
同时，本发明还提供一种基于智能终端的人体坐姿探测方法，包括以下步骤：
步骤S1、通过主控模块设置标准坐姿的预定偏移量；
步骤S2、将若干个探测模块设置与坐姿相关的人体部位处；
步骤S3、通过若干个探测模块实时探测所处位置处的人体坐姿角度，并发送人体坐姿角度信息至主控模块；
步骤S4、主控模块根据人体坐姿角度信息判断人体坐姿是否超过标准坐姿预定偏移量，并在超过标准坐姿预定偏移量时，发出警报信息。
根据上述的人体坐姿探测方法，其中：所述探测模块包括微处理器、角度传感器和无线通信模块；所述角度传感器获取当前所处位置处的人体坐姿角度；所述无线通信模块通过无线方式将所述人体坐姿角度信息发送至所述主控模块；所述微处理器对整个探测模块进行控制。
根据上述的人体坐姿探测方法，其中：所述标准坐姿预存在所述主控模块中，或者在人体处于标准坐姿时由所述探测模块获取。
根据上述的人体坐姿探测方法，其中：还包括步骤S5、通过智能终端接收主控模块发送来的人体坐姿角度信息，并进行人体坐姿的统计分析及回看。
根据上述的人体坐姿探测方法，其中：所述探测模块设置在头部，或者设置在头部和脊椎上。
如上所述，本发明的人体坐姿探测装置及探测方法，具有以下有益效果：
(1)能够随时随地进行人体坐姿探测，不受环境硬件条件的影响；
(2)能够在坐姿变化达到预定偏移量时发出警报，以提醒佩戴者注意坐姿，恢复到标准坐姿；
(3)同时能够利用随身携带的智能终端查看历史坐姿数据及曲线，操作方便，灵活性好；
(4)体积小、重量轻、检测灵敏、能够进行智能化的设定，可进行场景的智能化判别从而减少无效报警。
附图说明
图1显示为本发明的人体坐姿探测装置的一个优选实施例的结构示意图；
图2显示为本发明的探测模块的结构示意图；
图3显示为本发明的人体坐姿探测装置的另一个优选实施例的结构示意图；
图4显示为本发明的基于智能终端的人体坐姿探测方法的一个优选实施例的流程图；
图5显示为本发明的基于智能终端的人体坐姿探测方法的另一个优选实施例的流程图。
元件标号说明
1    探测模块
11   微处理器
12   角度传感器
13   无线通信模块
2    主控模块
3    智能终端
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
参照图1，本发明的人体坐姿探测装置包括若干个探测模块1和主控模块2。
若干个探测模块1用于实时探测所处位置处的人体坐姿角度，并将人体坐姿角度信息发送至主控模块。在实际使用中，探测模块可以设置在头部，如耳部、颈部等位置处，也可以设置在头部和脊椎上。
如图2所示，探测模块1包括微处理器11、角度传感器12和无线通信模块13。
角度传感器12用于获取当前所处位置处的人体坐姿角度。
无线通信模块13与角度传感器12相连，用于通过无线方式将人体坐姿角度信息发送至主控模块2。其中，无线通信模块13包括WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块中的一种或多种，从而根据实际情况，采用WIFI、蓝牙、Zigbee通信方式中的一种或多种发送警报信息。
微处理器11用于对整个探测模块进行控制。
优选地，探测模块还包括电源模块(图中未示出)，用于提供电能。其中，电源模块可采用干电池、蓄电池等等。
主控模块2用于设置标准坐姿的预定偏移量，根据各个探测模块发送来的人体坐姿角度信息，判断人体坐姿是否超过标准坐姿预定偏移量，并在超过标准坐姿预定偏移量时，发出警报信息。待人体坐姿回归到标准坐姿预定偏移量范围内时，主控模块2自动停止发送警报信息。
其中，标准坐姿是指人体处于标准坐姿下的各个方向的角度值。标准坐姿可以预存在主控模块2中，也可以在人体处于标准坐姿时由探测模块获取。
具体地，主控模块2可针对颈部、脊椎不同部分设定不同的预定偏移量。以纵向向上为基准，假定颈部和脊椎的最佳弯曲度分别为0°和0°。设定颈部和脊椎预定偏移量分别为[-30°，30°]和[-15°，15°]。当颈部和/或脊椎超出上述预定偏移量时，主控模块2便发出警报信息，以便用户根据上述警报信息及时调整坐姿。
优选地，主控模块2可以集成在某个探测模块上，如设置在头部的探测模块，设置在腰部的探测模块。这样的话，在进行人体坐姿探测时，只需要将相关的探测模块设置在人体的不同位置处即可，无需携带专门的外置主控模块，从而不受环境硬件条件的限制，操作方便，灵活性好。
具体地，警报信息可以采用文字信息，也可以采用语音信息。优选地，还可以同时发出蜂鸣声以示提醒。
为了避免误报，当探测到坐姿不准确持续了一定时间后，比如10秒钟，再发出警报信息。这样可以避免临时性的身体晃动被误报为坐姿不良。在上述情况下，可以采用先振动提醒，无效后再进行声音警报的方式。
在本发明的一个优选实施例中，将本发明的人体坐姿探测装置固定在佩戴者身上，其中，每次佩戴可能位置角度都有不同。佩戴者首先保持一个标准坐姿，人体坐姿探测装置将该标准坐姿的各个角度值记为标准坐姿；再通过主控模块设定一个标准坐姿预定偏移量；然后即进入人体坐姿探测状态，一旦角度的偏差超过标准坐姿预定偏移量，则进行报警。
其中，针对人体角度的报警可以是多个维度的，不只是前后角度变化会进行报警，左右等角度变化也会进行报警。
参照图3，在本发明的另一优选实施例中，还包括智能终端3，用于接收主控模块发送来的人体坐姿角度信息，进行人体坐姿的统计分析及回看。
需要说明的是，本发明中所涉及的智能终端包括并不限于智能手机、平板电脑、PDA，以及其他具有数据处理功能的终端设备。通常，智能终端是指具有独立的操作***，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手持设备的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类终端设备。
优选地，智能终端可以通过其上安装的APP来实现上述功能。具体地，进入APP界面后，实时显示人体坐姿曲线，进行坐姿信息统计分析，以查看良好坐姿的保持时间，判断坐姿不良的程度，或者回看坐姿变化。
参照图4，本发明的人体坐姿探测方法中，佩戴者首先保持一个标准坐姿，人体坐姿探测装置将该标准坐姿的各个角度值记为标准坐姿；再通过主控模块设定一个标准坐姿预定偏移量；然后即进入人体坐姿探测状态，一旦角度的偏差超过标准坐姿预定偏移量，则进行报警。
具体地，本发明的人体坐姿探测方法包括以下步骤：
步骤S1、通过主控模块设置标准坐姿的预定偏移量。
具体地，主控模块可针对颈部、脊椎不同部分设定不同的预定偏移量。以纵向向上为基准，假定颈部和脊椎的最佳弯曲度分别为0°和0°。设定颈部和脊椎预定偏移量分别为[-30°，30°]和[-15°，15°]。当颈部和/或脊椎超出上述预定偏移量时，主控模块2便发出警报信息，以便用户根据上述警报信息及时调整坐姿。
同时，当人体处于不同的情景下，所设定的标准坐姿的预定偏移量也不同。
步骤S2、将若干个探测模块设置与坐姿相关的人体部位处。
与坐姿相关的人体部位包括头部、脊椎等位置。探测模块可以单独设置在头部，也可以设置在头部和脊椎上。其中，设置在头部的探测模块可以设置耳部、颈部等位置处。
步骤S3、通过若干个探测模块实时探测所处位置处的人体坐姿角度，并发送人体坐姿角度信息至主控模块。
具体地，探测模块包括微处理器、角度传感器和无线通信模块。通过角度传感器获取当前所处位置处的人体坐姿角度；通过无线通信模块以无线方式将人体坐姿角度信息发送至主控模块；通过微处理器对整个探测模块的操作进行控制。
其中，无线通信模块包括WIFI模块、蓝牙模块、Zigbee模块中的一种或多种，可根据实际情况，采用WIFI、蓝牙、Zigbee通信方式中的一种或多种发送警报信息。
步骤S4、主控模块根据人体坐姿角度信息判断人体坐姿是否超过标准坐姿预定偏移量，并在超过标准坐姿预定偏移量时，发出警报信息。
其中，标准坐姿是指人体处于标准坐姿下的各个方向的角度值。标准坐姿可以预存在主控模块中，也可以在人体处于标准坐姿时由探测模块获取。
优选地，主控模块可以集成在某个探测模块上，如设置在头部的探测模块，设置在腰部的探测模块。这样的话，在进行人体坐姿探测时，只需要将相关的探测模块设置在人体的不同位置处即可，无需携带专门的外置主控模块，从而不受环境硬件条件的限制，操作方便，灵活性好。
警报信息可以采用文字信息，也可以采用语音信息。优选地，还可以同时发出蜂鸣声以示提醒。
为了避免误报，当探测到坐姿不准确持续了一定时间后，比如10秒钟，再发出警报信息。这样可以避免临时性的身体晃动被误报为坐姿不良。在上述情况下，可以采用先振动提醒，无效后再进行声音警报的方式。
步骤S4中还包括：待人体坐姿回归到标准坐姿的预定偏移量范围内时，主控模块自动停止发送警报信息。
参照图5，在本发明的另一个优选实施例中，还包括步骤S5、通过智能终端接收主控模块发送来的人体坐姿角度信息，并进行人体坐姿的统计分析及回看。
智能终端可以通过其上安装的APP来实现上述功能。具体地，进入APP界面后，可以在APP中实时显示人体坐姿曲线，进行坐姿信息统计，以查看良好坐姿的保持时间，判断坐姿不良的程度，或者回看坐姿变化。
需要说明的是，上述步骤S1-S2的执行顺序并不是固定的，可根据实际情况随机先后执行。
综上所述，本发明的人体坐姿探测装置及探测方法能够随时随地进行人体坐姿探测，不受环境硬件条件的影响；能够在坐姿变化达到预定偏移量时发出警报，以提醒佩戴者注意坐姿，恢复到标准坐姿；同时能够利用随身携带的智能终端查看历史坐姿数据及曲线，操作方便，灵活性好；体积小、重量轻、检测灵敏、能够进行智能化的设定，可进行场景的智能化判别从而减少无效报警。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种人体坐姿探测装置，其特征在于：包括若干个探测模块和主控模块；
所述探测模块用于实时探测所处位置处的人体坐姿角度，并将人体坐姿角度信息发送至所述主控模块；
所述主控模块用于设置标准坐姿的预定偏移量，根据各个探测模块发送来的人体坐姿角度信息，判断人体坐姿是否超过标准坐姿预定偏移量，并在超过标准坐姿预定偏移量时，发出警报信息。
2.根据权利要求1所述的人体坐姿探测装置，其特征在于：所述探测模块包括微处理器、角度传感器和无线通信模块；
所述角度传感器用于获取当前所处位置处的人体坐姿角度；
所述无线通信模块与所述角度传感器相连，用于通过无线方式将所述人体坐姿角度信息发送至所述主控模块；
所述微处理器用于对整个探测模块进行控制。
3.根据权利要求1所述的人体坐姿探测装置，其特征在于：所述标准坐姿预存在所述主控模块中，或者在人体处于标准坐姿时由所述探测模块获取。
4.根据权利要求1所述的人体坐姿探测装置，其特征在于：还包括智能终端，用于接收所述主控模块发送来的人体坐姿角度信息，进行人体坐姿的统计分析及回看。
5.根据权利要求1所述的人体坐姿探测装置，其特征在于：所述探测模块设置在头部，或者设置在头部和脊椎上。
6.一种人体坐姿探测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、通过主控模块设置标准坐姿的预定偏移量；
步骤S2、将若干个探测模块设置与坐姿相关的人体部位处；
步骤S3、通过若干个探测模块实时探测所处位置处的人体坐姿角度，并发送人体坐姿角度信息至主控模块；
步骤S4、主控模块根据人体坐姿角度信息判断人体坐姿是否超过标准坐姿预定偏移量，并在超过标准坐姿预定偏移量时，发出警报信息。
7.根据权利要求6所述的人体坐姿探测方法，其特征在于：所述探测模块包括微处理器、角度传感器和无线通信模块；所述角度传感器获取当前所处位置处的人体坐姿角度；所述无线通信模块通过无线方式将所述人体坐姿角度信息发送至所述主控模块；所述通过微处理器对整个探测模块的操作进行控制。
8.根据权利要求6所述的人体坐姿探测方法，其特征在于：所述标准坐姿预存在所述主控模块中，或者在人体处于标准坐姿时由所述探测模块获取。
9.根据权利要求6所述的人体坐姿探测方法，其特征在于：还包括步骤S5、通过智能终端接收主控模块发送来的人体坐姿角度信息，并进行人体坐姿的统计分析及回看。
10.根据权利要求6所述的人体坐姿探测方法，其特征在于：所述探测模块设置在头部，或者设置在头部和脊椎上。
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