[发明专利]具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯

说明书

具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯，其摄像单元实时采集用户图像；语音输出单元将坐姿检测结果实时向用户提醒；FPGA处理单元的像素值计算模块检测台灯的光照亮度；用户检测模块检测台灯周围是否存在用户；坐姿检测模块对用户的坐姿进行检测；当坐姿检测模块检测到用户坐姿不正确时，将检测结果通过语音输出单元反馈给用户以进行坐姿提醒；当像素值计算模块检测台灯的光照亮度超出预设范围时进行台灯的光源亮度调节；当台灯周围用户不存在的状态下，若用户检测模块连续检测用户不存在的次数超过预设值，则关闭台灯。本发明能根据房间黑暗程度，自动调节光照亮度，用户忘记情况下自动关闭，坐姿错误的情况下提醒。

技术领域

本发明属于台灯技术领域，具体涉及一种具有坐姿提醒、自关闭和亮度调 节功能的嵌入式AI台灯。

背景技术

用眼时间长，写字坐姿不正确是导致青少年近视的重要原因。同时，写字 姿势不正确，也会导致脊柱弯曲等问题，影响青少年的健康发育。

台灯，作为日常家庭中必备的一款产品，通常放置在写字台上，以供照明 之用，便于阅读、学习和工作。而用户在使用台灯时，会根据自身的生活习惯 采用不同的坐姿，一旦坐姿不良成为用户的个人习惯后，会对其视力及颈椎造 成严重的影响，将直接导致近视的产生。同时，用户在长时间的使用过程中， 往往专注学习而忽视房间中光线随时间的变化，这在青少年学习时间长的情况 下容易发生，如青少年写作业时间跨度从傍晚到晚上，光线随时间的流逝而不 断下降，而台灯的光照亮度亦需不断增加以满足合适的光照强度需求。此外， 用户在使用台灯完毕后，往往忘记关闭电源，造成电能的浪费。

针对坐姿提醒方式，现有技术出现一种“智能防近视台灯”，其基本原理是 在桌子边缘固定超声波传感器，探测头部与传感器的距离，如果距离太靠近， 台灯发生警告纠正坐姿。然而，这种装置有先天缺点，由于身高等差异化原因， 距离的阈值判断需要个性化调整，同时超声对人体有辐射，传感器等易被遮挡； 部分产品让用户佩戴传感器设备的方式判断坐姿方式是否正确，使用方式繁琐， 用户体验不好。

针对台灯自动关闭及调节亮度上，现有技术往往通过安装相应的传感器对 人体进行感应和光照强度进行感应的方式进行调节，如通过红外传感进行人体 的感应，通过光敏电阻方式进行调节。

而坐姿的检测，可以分为正确坐姿与错误坐姿的分类判断，人工智能在图 像分类，图像识别，图像分割等领域具有良好的应用。同时，人工智能在图像 处理上的算法相对于传统算法受光照强度，对比度等因素影响较少。部分智能 台灯，通过安装摄像头，将采取的图像送入服务器进行坐姿的检测。然而，由 于涉及到用户数据上传至服务器，具有实时性不高，隐私性不好等缺点，特别 是隐私性问题，难以被市场接受。

综上所述，亟需一种兼具坐姿提醒，自动关闭、亮度自动调节和注重隐私 保护的全新智能台灯。

发明内容

为此，本发明提供一种具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式 AI台灯，能够根据房间的黑暗程度，自动调节光照亮度，在用户忘记关闭台 灯的情况下，自动关闭，节省电能，在用户坐姿错误的情况下，进行提醒，同 时注重用户的隐私保护。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有坐姿提醒、自关 闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯，包括灯头、转轴、灯柱和底座，所述转 轴的一端与灯头转动连接，转轴的另外一端与灯柱转动连接，所述灯柱的底部 与所述底座连接；还包括摄像单元、语音输出单元和FPGA处理单元；所述摄 像单元与所述FPGA处理单元之间电连接，摄像单元用于实时采集用户图像； 所述语音输出单元与所述FPGA处理单元之间电连接，语音输出单元用于将坐 姿检测结果实时向用户提醒；

所述FPGA处理单元设有像素值计算模块、用户检测模块和坐姿检测模块； 所述像素值计算模块用于检测台灯的光照亮度；所述用户检测模块用于检测台 灯周围是否存在用户；所述坐姿检测模块用于对用户的坐姿进行检测；