[發明專利]一種學生教室預防近視系統

在審

• 申請號: 201811231659.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109171216A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 侯力宇
• 申請（專利權）人: 侯力宇
• 主分類號: A47B39/10
• 分類號: A47B39/10;A47B41/00;A47B97/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種學生教室預防近視系統，本發明所述學生教室預防近視系統使用人工智能的方法判斷學生在上課時坐姿不正、頭歪、低頭等現象，并提供單獨報警的方法，不影響教師上課和其他同學聽講。

技術領域

本發明涉及智能鎖與身份認證領域，具體的為一種學生教室預防近視系統系統。

背景技術

隨著當代通信科技的進步，手機、平板電腦等電子設備的功能越來越先進，使用者對手機、平板電腦等電子設備日益依賴，更加使使用者眼睛疲勞，尤其是中小學生的視力下降越來越成為一個不得不面對的問題，為了全面加強兒童青少年近視防控，教育部、國家衛生健康委員會共同起草《綜合防控兒童青少年近視實施方案（征求意見稿）》，對2030年小學、中學畢業生的近視率提出了要求，各級教育部門也拿出了各種解決方案，如改善教室燈光、增加戶外活動時間等，有些地方的學校甚至為課桌裝上欄桿，用金屬質地的欄桿阻止學生看書寫字距離過近。如果不使用上述金屬欄桿，沒有一種簡潔的方法能提醒學生坐姿，如果有學生寫字、聽講的姿勢不正確，由老師提醒，不但會占用老師的時間，還會打斷其他同學的思路，也會打斷老師的講課思路，使老師上課、學生聽講效果打折扣，目前沒有好的方法解決學生上課時頭歪、低頭等不良姿勢這個問題。

發明內容

本發明所述一種學生教室預防近視系統。目的是解決中小學教室中課堂上學生坐姿頭歪、低頭等不合適姿勢出現時的提醒、督促問題，在提醒坐姿不合適的學生時不能打擾老師上課和其他同學聽講，本發明所述一種學生教室預防近視系統包含識別部分和提醒部分，所述識別部分包含攝像模塊、控制模塊、連接模塊1，所述提醒部分包含連接模塊2、報警裝置，各部分的具體功能如下：

1、所述攝像模塊，可以在所述控制模塊的控制下調整焦距，并在所述控制模塊的控制下拍攝圖像，所述攝像模塊在使用時設置在教室前端上部，所述攝像模塊使用的攝像頭使用廣角效果會更好，廣角攝像頭在使用時可以安裝位置盡量靠近教室的第一排桌椅，前提是第一排桌椅全部在攝像頭的監控范圍內，攝像頭盡量靠近第一排桌椅的目的是攝像頭位置到最后一排桌椅的連線與教室水平面的夾角盡量大，使從所述攝像模塊的角度拍攝圖片時，前排的學生不擋住后排的學生，方便所述控制模塊識別有低頭、歪頭等不良姿勢的學生。

2、所述控制模塊，用于控制攝像模塊和連接模塊，并進行相關運算，具體功能如下：

1）在系統安裝后，使用前校準焦距、距離的對應關系，并根據此關系建立對應表并存儲，使用時直接用焦距作為輸入查表，即可得到目前焦距對應的距離；

2）在系統使用前用低頭、歪頭的臉部照片訓練支持向量機（SVM）或者Haar Adaboost等人工智能方法；

3）在系統安裝后，使用前用焦距（即距離）、圖像上的角度范圍標定每一個座位；

4）識別距攝像頭不同距離的物體，并在拍攝的圖片上切割出相關的區域，步驟如下：

拍攝，由近到遠按照設定的步長調節攝像模塊調焦距用的超聲波馬達，按照由近及遠從最近處開始，調節到設定的教室最遠處，在每次調節時拍攝圖像；

識別并分割區域并得到區域對應的距離，對每一張圖片使用自動聚焦的算法計算相鄰像素的差值，差值最大的圖像區域即為當前焦距對應的物體的區域，焦距可以換算為距離，換算方式是在系統使用前根據校準焦距、距離的對應關系建立對應表；計算像素差值的方法是根據拍攝的多張照片，即調焦距步長相鄰的三張照片，第n、n+1、n+2張照片，使用邊緣檢測或者邊緣增強技術處理照片，處理完后的照片用邊緣分隔成多個區域，計算第n、n+1、n+2張原照片每個區域內相鄰像素的差值，如果某個區域n+1張原照片相鄰像素的差值的絕對值的和大于第n、n+2張照片同一個區域內相鄰像素的差值的絕對值的和，則認為這個區域內的物體是清楚的，也就是這個區域內的物體與攝像頭的距離是當前超聲波馬達調整的焦距對應的距離；

5）用上述人工智能識別區域中的人臉，識別出的人臉即有低頭、頭歪現象的學生；