[发明专利]一种可三维矫姿的学习桌以及三维矫姿的方法

说明书

本发明公开了一种可三维矫姿的学习桌以及三维矫姿的方法，学习桌包括桌子和椅子，桌子上设有用于检测人体坐姿的追踪设备以及用于检测椅子位置信息的定位设备；椅子为六自由度座椅，其至少包括第一检测点、第二检测点、第三检测点。本方法通过Kinect获取人体骨骼的弯曲角度，最大限度的避免了周围光照条件和遮挡的影响，精确的确定人体是否属于错误坐姿；能及时发现人体在调整坐姿后仍不能达到正确坐姿的情况，并且结合超声定位装置和配备的六自由度椅子，对椅子的相对位置进行调节，使其快速回到正确的高度差和距离，从而确保人体最舒适的学习环境。

技术领域

本发明涉及智能化学习用具领域，尤其涉及一种可三维矫姿的学习桌以及三维矫姿的方法。

背景技术

目前的中小学生大部分是独生子女，在家长工作繁忙的时候往往只能一个人在家学习，作业里遇到的问题也不能及时地得到解决。更为重要的是，由于缺乏监督学生会出现或多或少的学习上的坏习惯，例如坐姿问题，错误的坐姿一方面对眼睛视力不好，出现腰酸背痛的症状，特别是正处于发育期的中小学生，对今后的身体发育都带来严重影响；另一方面，容易分散注意力，进而影响学习效率。

随着科学技术的飞速发展，越来越多的智能硬件出现在了人们的生活中。因此，对于中小学生，迫切需要有一种智能学习桌，既能满足学生贴近“桌面”的传统的学习习惯，又能够及时解决学生学习过程中的坐姿问题。微软公司的自然交互设备Kinect，能够实时地捕捉人体20个骨骼点的三维空间位置，这对于人体追踪很有帮助。Kinect采用主动红外线技术进行深度探测，在识别人体骨骼的同时，避免了周围光照条件和遮挡的影响。但是，由于错误坐姿不光有自身原因，也可能是受外界因素影响，例如桌子和椅子的高度差、距离等，都会影响使用者坐姿。很多时候在调整坐姿后，由于桌子椅子的问题仍是错误的坐姿，然而自己确误以为已经是正确坐姿了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可三维矫姿的学习桌以及三维矫姿的方法，其解决了学生在学习使用错误的坐姿，进而影响身体和学习的问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种三维矫姿的方法，包括以下步骤：

a、间歇式获取追踪设备拍摄的视频中姿态深度图像，计算姿态深度图像中人体的弯曲角度，判断在所述弯曲角度状态下的人体是否属于错误坐姿；

b、若判断属于错误坐姿，则生成周期提示的控制命令并开始发出提示，并在此周期时间内不断重复步骤a：

若在重复步骤a过程中判断属于正确坐姿，则立即停止提示，矫姿完毕；

若在重复步骤a过程中判断一直属于错误坐姿，则进一步判断人体弯曲角度在此周期内是否向有矫正趋势：

若没有矫正趋势，则接着生成周期提示的控制命令并开始发出提示，重复步骤a过程并继续上述判断，直到判断属于正确坐姿或有矫正趋势；

若有矫正趋势，则通过定位设备获取人体的承载平台的位置信息，并根据此位置信息对承载平台进行位置调整。

进一步改进在于，所述追踪设备由Kinect和可编程旋转摄像机组成，通过Kinect获取人体骨骼数据序列，并从中提取躯干和颈部骨骼点在Kinect坐标系中的坐标，并根据坐标计算人体的弯曲角度。

进一步改进在于，所述错误坐姿的具体判断方法为：

先计算人体的躯干弯曲角度，若所述躯干弯曲角度大于第一阈值时，确定当前姿态深度图像状态下为错误坐姿；

若所述躯干弯曲角度小于或等于第一阈值时，计算当前姿态深度图像状态下人体的颈部弯曲角度，若所述颈部弯曲角度大于第二阈值时，确定当前姿态深度图像状态下为错误坐姿。

进一步改进在于，所述周期提示为在8s内连续性发出提示音。