[发明专利]一种基于视频信息和压电信息的人体坐姿检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于视频信息和压电信息的人体坐姿检测系统，其特征在于：包括压力传感器、骨骼识别模块、STM32单片机和显示模块；

所述压力传感器用来采集人体背部和臀部坐压信息；所述压力传感器为10路电阻式压力传感器；

所述骨骼识别模块采用Kinect深度摄像头，用来获取人体骨骼图像信息，进而采集人体骨骼信息；

所述STM32单片机包括坐姿判断单元、数据接收单元、数据处理与保存单元和坐姿类型-时间曲线绘制单元；用来实现串口配置、数据接收及处理和绘制压力曲线功能；

所述数据接收单元实时接收串口传递的所述压力传感器检测到的压力数据和所述骨骼识别模块传送的骨骼图像信息，所述数据处理与保存单元处理并保存所述压力数据和所述骨骼图像信息，分别得到相应的传感电压值和Kinect坐标值；

所述坐姿判断单元根据实时接收的所述传感电压值与Kinect坐标值，判断用户当前的坐姿类型；所述坐姿类型-时间曲线绘制单元根据所述判断单元输出的坐姿类型随时间的变化，绘制出坐姿类型-时间曲线，并在所述显示模块上显示出来；

所述显示模块，用来实时显示坐压信息、人体骨骼信息、压力曲线、所述传感电压值与Kinect坐标值变化曲线、坐姿类型-时间曲线、同一坐姿类型持续时间及达到所述同一坐姿类型对应的预定时间后的弹出的健康提示；所述显示模块采用VISA读取函数读取所述压力传感器识别模块和所述骨骼识别模块检测出的数据，VISA读取函数读出来的数据是以字符串的形式存在，即将10个压力传感器检测出的压力数据一起读取出来；

人体坐姿检测方法具体为根据所述坐压信息，判断第一人体坐姿类型；根据所述人体骨骼信息，判断第二人体坐姿类型；将所述第一人体坐姿类型和第二人体坐姿类型进行与运算；判断所述第一人体坐姿类型和第二人体坐姿类型是否相同？若是，则得到最终人体坐姿类型。

2.如权利要求1所述的一种基于视频信息和压电信息的人体坐姿检测系统，其特征在于：所述坐姿类型包括前倾、后倾、左倾、右倾和正常。

3.如权利要求1所述的一种基于视频信息和压电信息的人体坐姿检测系统，其特征在于：所述显示模块即为人机交互界面，所述人机交互界面采用LabVIEW进行设计。

4.如权利要求1所述的一种基于视频信息和压电信息的人体坐姿检测系统，其特征在于：10路电阻式压力传感器随压力的变化电阻值发生变化，经过LM358运放组成的电流-电压转换电路，输出电压模拟量，在STM32上经过ADC转换，输出为电压数字量；根据模数转换原理，将电压数字量转换为传感电压值：

式中V_REF＝3.3V，A为电压数字量。

5.一种基于视频信息和压电信息的人体坐姿检测方法，基于权利要求1-4任一项所述的基于视频信息和压电信息的人体坐姿检测系统实现；其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过背部压电传感器阵列和底部压电传感器阵列分别采集人体背部和臀部的坐压信息；

S2：采用Kinect深度摄像头获取人体骨骼图像信息，进而采集人体骨骼信息；

S3：根据步骤S1中所述的坐压信息，判断第一人体坐姿类型；所述的坐压信息用来反映人体背部和臀部受压分布是否均衡；进而判断人体坐姿类型；所述坐姿类型包括前倾、后倾、左倾、右倾和正常；

S4：根据步骤S2中所述的骨骼信息，判断第二人体坐姿类型；所述的骨骼信息用来判断出人体头部与两肩连线的倾角以及头部与两肩的相对距离，进而判断人体坐姿类型；

S5：将步骤S3和步骤S4中分别得到的所述第一人体坐姿类型和第二人体坐姿类型进行与运算；判断所述第一人体坐姿类型和第二人体坐姿类型是否相同？若是，则到步骤S6；若否，则回到步骤S1；

S6：得到最终人体坐姿类型，并对所述最终人体坐姿类型保持时长进行计时，若超过所述最终人体坐姿类型对应的预定时间，则对用户进行健康提示。