一种儿童坐姿检测智能交互装置系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108614990A(43)申请公布日2018.10.02(21)申请号201810181547.4(22)申请日2018.03.06(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人王运涛张蓉李心成许稼轩彭鼎史元春(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人赵妍(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G09B5/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种儿童坐姿检测智能交互装置系统及方法(57)摘要一种儿童坐姿检测智能交互装置系统及方法，属于人体坐姿检测及交互技术领域，包括底座、深度摄像头、中央处理芯片、电机控制板、左电机、右电机、中电机、左弹簧、右弹簧、中弹簧、左腱绳、右腱绳、中腱绳、硅胶外壳、底板、顶板、LED灯环、扬声器、终端APP。本发明装置采用深度摄像头、多个电机、弹簧、腱绳、硅胶外壳和终端APP等综合实现了儿童坐姿检测和交互功能，该装置用于儿童日常学习生活中，可以适应不同桌面高度范围，不仅能够实时检测儿童坐姿的角度，还能通过装置实时模拟出儿童的姿态、进行声光提醒，形成有趣的实时实体交互和短期激励；同时儿童的行为表现数据会传输到终端APP的游戏化形象当中，通过娱乐方式促进儿童强化保持良好表现的长期动力。CN108614990ACN108614990A权利要求书1/1页1.一种儿童坐姿检测智能交互装置系统，其特征在于：包括底座，深度摄像头，中央处理芯片，电机控制板，左电机，中电机，右电机，底板，左腱绳，中腱绳，右腱绳，左弹簧，中弹簧，右弹簧，顶板，扬声器，LED灯环，硅胶外壳；所述深度摄像头、中央处理芯片、电机控制板、左电机、中电机和右电机固定在底座上；所述左弹簧、中弹簧、右弹簧以等边三角位置安装在底板和顶板中间并与底板和顶板的连接处固接；所述左腱绳、中腱绳、右腱绳分别贯穿在左弹簧、中弹簧、右弹簧当中，左腱绳、中腱绳、右腱绳的一端分别穿过底板孔固连在左电机、中电机和右电机的转轴上，左腱绳、中腱绳、右腱绳的另一端固连在顶板上；所述硅胶外壳由两段组成，上部为装置头部，内嵌硬壳、LED灯环和扬声器，下部为中空段；所述底板盖在底座上部，并连接硅胶外壳的底部；所述顶板位于硅胶外壳中，位于硅胶外壳中的上部与下部交接处，与硅胶外壳上部固连。2.如权利要求1所述的儿童坐姿检测智能交互装置系统，其特征在于：左弹簧采用拉簧或压簧，右弹簧采用拉簧或压簧，中弹簧采用拉簧或压簧。3.如权利要求1所述的儿童坐姿检测智能交互装置系统，其特征在于：还包括终端APP，终端APP与中央处理芯片信号连接。4.一种儿童坐姿检测智能交互方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1.该深度摄像头采集儿童坐姿图像；步骤2.图像信息经中央处理芯片处理后，输出前后倾斜角度、左右倾斜角度、并计算出左腱绳的伸缩长度、中腱绳的伸缩长度、右腱绳的伸缩长度，传输给电机控制板；步骤3.左电机、中电机、右电机分别控制左腱绳、中腱绳、右腱绳伸缩从而拉伸或压缩相应左弹簧、中弹簧、右弹簧，带动硅胶外壳变形，模拟出与儿童相应的前后倾斜角度和左右倾斜角度。5.如权利要求4所述的儿童坐姿检测方法，其特征在于：中央处理芯片将处理后的儿童坐姿角度信息传输到终端APP，所述终端APP具有数据可视化和分析统计功能，同时也是一个游戏化平台，将儿童坐姿行为的表现数据转化为游戏形象，具有升级、奖励和分享功能。2CN108614990A说明书1/4页一种儿童坐姿检测智能交互装置系统及方法技术领域[0001]本发明属于人体坐姿检测及交互技术领域，特别涉及一种儿童坐姿检测智能交互装置系统及方法的设计。背景技术[0002]随着近年来人们对身体健康的关注，坐姿检测及矫正问题得到了重视。尤其对于儿童来说，从小不良的坐姿会导致脊柱及颈椎的发育问题，进而引发近视、体态不良等相关问题。[0003]常见的人体坐姿检测方法从形态上主要有穿戴式、距离检测式、红外检测式、双目摄像头式等；常见的坐姿提示或反馈方法有震动、声音、灯光、屏幕显示等。但已有方案手段相对简单直接，比如穿戴式的坐姿检测及提醒装置，但由于穿戴的不便捷性及易丢失等特点，不适合儿童活跃的活动及心理状态。已有坐姿的检测及传感器技术相对已成熟，但针对于儿童群体来说，还有相当重要的一个方面在于坐姿的反馈交互效果，需要一种智能的新兴交互设计技术迎合儿童喜好与心理需求，令使用者在使用坐姿检测装置时有相互激励效应。发明内容[0004]本发明的目的是针对已有技术的不足之处，提供一种儿童坐姿检测智能交互装置系统及方法，该系统用于提示儿童学习时的错误坐姿，模拟儿童的坐姿形态与儿童行为形成交互关系，并通过声音和灯光提示使用儿