[發(fā)明專利]一種智能化合理坐姿判定及預(yù)警方法及系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310308978.3 | 申請日： | 2023-03-27 |
| 公開（公告）號： | CN116311838A | 公開（公告）日： | 2023-06-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孫天佑;喬宏哲 | 申請（專利權(quán)）人： | 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 |
| 主分類號： | G08B21/24 | 分類號： | G08B21/24;G08B25/10;G08B3/10;G06F18/2411;G06F18/214 |
| 代理公司： | 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258 | 代理人： | 王美華 |
| 地址： | 213000 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 智能化 合理 坐姿 判定 預(yù)警 方法 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明涉及坐姿判斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化合理坐姿判定及預(yù)警方法及系統(tǒng)，包括分別測量超聲波測距傳感器到學(xué)生頭部的水平距離、超聲波測距傳感器到學(xué)生前胸的水平距離；計算頭部相對于前胸水平方向向前或向后移動距離，并設(shè)置向前或向后移動距離閾值，通過閾值比較判斷學(xué)生坐姿是否合理；采集背部傾角傳感器前后方向變化參數(shù)和左右方向變化參數(shù)；構(gòu)建數(shù)據(jù)集，并根據(jù)參數(shù)標(biāo)記數(shù)據(jù)集；標(biāo)記分為坐姿合理、坐姿不合理；建立向量數(shù)據(jù)和權(quán)值系數(shù)向量；通過線型支持向量機(jī)的目標(biāo)函數(shù)尋優(yōu)；計算坐姿合理性評估值。本發(fā)明解決現(xiàn)有坐姿的監(jiān)測與判定方法使用體驗較差的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及坐姿判斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能化合理坐姿判定及預(yù)警方法。
背景技術(shù)
通過研究發(fā)現(xiàn)要保持合理的坐姿是保持背部的挺直和頭部的抬起；學(xué)習(xí)過程中無法始終保持合理的坐姿，很容易導(dǎo)致學(xué)生近視或加重近視程度。不良坐姿更嚴(yán)重的會對骨骼發(fā)育造成傷害，兒童期正是身體發(fā)育成型的關(guān)鍵期，不合理的坐姿可能導(dǎo)致脊柱變形甚至駝背等情況。需要對學(xué)生學(xué)習(xí)時的坐姿進(jìn)行一個實時的監(jiān)測與評估并且同時對坐姿的合理性進(jìn)行智能化的判定。
現(xiàn)有坐姿判定方法有兩種；1、通過固定在桌子邊緣的擋板對學(xué)生的身體活動的固定和限制可以確保坐姿的合理性，但是實際上由于身體活動受到限制學(xué)生學(xué)習(xí)時間一長會感到十分的疲勞；2、通過感應(yīng)圈來監(jiān)測坐姿，但需要卡戴在學(xué)生的脖子上來監(jiān)測頭部的姿態(tài)變化，使用過程中會感到不舒服并限制頭部正常的活動；上述方法均不能在學(xué)生身體不受約束且身體放松狀態(tài)下進(jìn)行坐姿的監(jiān)測與判定，使用體驗較差。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有算法的不足，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種智能化合理坐姿判定及預(yù)警方法包括以下步驟：
步驟一、通過兩個超聲波測距傳感器分別測量超聲波測距傳感器到學(xué)生頭部的水平距離、超聲波測距傳感器到學(xué)生前胸的水平距離；
步驟二、計算頭部相對于前胸水平方向向前或向后移動距離，并設(shè)置向前或向后移動距離閾值，通過閾值比較判斷學(xué)生坐姿是否合理；
進(jìn)一步的，頭部相對于前胸水平方向向前或向后移動距離的公式為：
L＝(Lz+Lx)-(L0+LT)??(3)
其中，L0為超聲波測距傳感器相對于桌邊沿的安裝突出距離，LT為超聲波測距傳感器到學(xué)生頭部的水平距離、LZ為桌面的寬度，LX為超聲波測距傳感器到學(xué)生前胸的水平距離。
進(jìn)一步的，還包括：
步驟三、采集背部傾角傳感器前后方向變化參數(shù)α和左右方向變化參數(shù)β；
進(jìn)一步的，前后方向變化參數(shù)α和左右方向變化參數(shù)β的公式為：
α＝αt-α0????(1)
β＝βt-β0????(2)
其中，α0和β0為背部姿態(tài)的左右和前后角度為初始位置，αt和βt為背部姿態(tài)的左右和前后角度變化值。
步驟四、構(gòu)建前后方向變化參數(shù)α、左右方向變化參數(shù)β、頭部相對于前胸水平方向向前或后移動的距離L的數(shù)據(jù)集，并根據(jù)參數(shù)標(biāo)記數(shù)據(jù)集；標(biāo)記分為坐姿合理、坐姿不合理；
步驟五、建立向量數(shù)據(jù)和權(quán)值系數(shù)向量；
步驟六、通過線型支持向量機(jī)的目標(biāo)函數(shù)尋優(yōu)；
進(jìn)一步的，線型支持向量機(jī)的目標(biāo)函數(shù)尋優(yōu)過程如下：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，未經(jīng)常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202310308978.3/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
