一种护眼纠正姿态的系统及方法与流程

本发明涉及视力防控领域，具体涉及一种护眼纠正姿态的系统及方法

背景技术：

在现实生活中，我们通过观察可以发现，大多数学生用眼姿态不正确，例如低头、歪头写字，低头玩手机等长期用眼姿态不正确，严重伤害眼睛，很容易加速近视。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种护眼纠正姿态的方法及系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供了一种护眼纠正姿态的系统，该系统包括：护眼镜、微处理器、报警装置，以及设置在护眼镜上的遮挡传感器和六轴传感器；所述遮挡传感器和六轴传感器、报警装置皆与所述微处理器通信；所述遮挡传感器感应是否被遮挡的状态数据；所述六轴传感器实时采集所述护眼镜的重力向量及角速度向量；所述微处理器实时获取遮挡传感器和六轴传感器的数据，当所述遮挡传感器处于被遮挡状态时，根据所述六轴传感器的数据判断用户的用眼姿态是否正确；所述微处理器在判定所述用户的用眼姿态不正确时向所述报警装置发送报警指令，以驱动所述报警装置报警。

优选地，所述微处理器还用于当用户的用眼姿态满足解除报警的条件时，向所述报警装置发送解除报警指令，以驱动所述报警装置解除报警。

优选地，根据所述六轴传感器的数据判断用户的用眼姿态是否正确，具体是：

对所述六轴传感器采集的实时数据进行姿态解算，获取不同时刻下用户的头部姿态角度，所述的头部姿态角度包括低头角度、歪头角度和抬头角度；

根据得到的用户的头部姿态角度，判断相应时刻时的用户的头部姿态角度是否落入预警区间，并进一步确定所落入的预警区间类型，所述的预警区间类型包括低头预警区间和歪头预警区间；

根据所述的用户的头部姿态角度落入的预警区间类型，确定所述的用户的头部姿态角度对应的用眼负荷值；

对落入同一预警区间类型的用眼负荷值进行累加，当任意一个预警区间类型的用眼负荷值的累加值大于或者等于预设的用眼负荷阈值时，则判定用户的用眼姿态不正确。

优选地，所述的低头预警区间是指：所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[0°-20°)；所述歪头报警区间是指：当所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[20°-65°]。

优选地，所述的解除报警的条件是：所述用户抬头角度连续n秒满足[0°-90°]，n为预设的时间间隔。

优选地，当所述报警装置解除报警后，所述微处理器对用眼负荷值的累加值进行清零处理。

优选地，所述报警装置包括马达和led灯，所述马达与led灯同步工作，所述马达通过震动方式提醒用户纠正用眼姿态，所述led灯通过闪烁方式提醒用户纠正用眼姿态。

优选地，所述报警装置的工作模式是：

所述报警装置触发后，如果在预设的时间t内，所述用户抬头角度连续n秒满足[0°-90°]，则解除报警；

如果超过t不解除报警，所述马达和led灯停止工作，直至所述报警装置解除报警。

本发明的有益效果为：本发明通过遮挡传感器来判断有无正常佩戴护眼镜，若正常佩戴，则对正常佩戴的情况下六轴传感器采集的数据进行分析，进而得出用户的头部姿态信息，根据用户的头部姿态信息对用户的用眼姿态进行判断，当护眼姿态不正确时，通过报警装置进行报警，同时提醒用户及时纠正用眼姿态。采用了六轴传感器对护眼镜的状态进行采集，能够更准确的反映出护眼镜在佩戴过程中的角度信息，进而实现对用户的用户姿态的准确判定，达到纠正用户用眼姿态的目的。

本发明第二方面提供了一种护眼纠正姿态的方法，该方法应用于上述的护眼纠正姿态的系统，所述方法包括：

微处理器实时获取遮挡传感器和六轴传感器采集的数据，其中所述遮挡传感器采集感应是否被遮挡的状态数据；所述六轴传感器实时采集所述护眼镜的重力向量及角速度向量；

所述微处理器在所述遮挡传感器处于被遮挡状态时，根据六轴传感器的数据判断用户的用眼姿态是否正确；

所述微处理器在判定所述用户的用眼姿态不正确时向所述报警装置发送报警指令，以驱动所述报警装置报警。

优选地，所述微处理器对当用户的用眼姿态满足解除报警条件时，所述微处理器发送解除报警指令至所述报警装置，所述报警装置解除报警。

本发明的有益效果为：本发明通过遮挡传感器来判断有无正常佩戴护眼镜，若正常佩戴，则对正常佩戴的情况下六轴传感器采集的数据进行分析，进而得出用户的头部姿态信息，根据用户的头部姿态信息对用户的用眼姿态进行判断，当护眼姿态不正确时，通过报警装置进行报警，同时提醒用户及时纠正用眼姿态。采用了六轴传感器对护眼镜的状态进行采集，能够更准确的反映出护眼镜在佩戴过程中的角度信息，进而实现对用户的用户姿态的准确判定，达到纠正用户用眼姿态的目的。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的用于护眼纠正姿态的系统的框架结构图；

图2是本发明实施例提供的用于护眼纠正姿态的方法流程图。

附图标记：遮挡传感器1；六轴传感器2；微处理器3；马达4；led灯5。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

图1示出了一种护眼纠正姿态的系统，该系统包括：护眼镜、微处理器3、报警装置，以及设置在护眼镜上的遮挡传感器1和六轴传感器2；所述遮挡传感器1和六轴传感器2、报警装置皆与所述微处理器3通信；所述遮挡传感器1感应是否被遮挡的状态数据；所述六轴传感器2实时采集所述护眼镜的重力向量及角速度向量；所述微处理器3实时获取遮挡传感器1和六轴传感器2的数据，当所述遮挡传感器1处于被遮挡状态时，根据所述六轴传感器2的数据判断用户的用眼姿态是否正确；所述微处理器3在判定所述用户的用眼姿态不正确时向所述报警装置发送报警指令，以驱动所述报警装置报警。

优选地，该系统还包括用于给整个系统进行供电的电源。

遮挡传感器1设置在护眼镜的内侧，其用于感应护眼镜是否正常佩戴，若正常佩戴，反馈遮挡状态信息给微处理器3，反之，则反馈未遮挡状态信息给微处理器3。在其他可选的实施方式中，遮挡传感器1可以放置在护眼镜左镜腿或右镜腿的内侧，也可以放置在护眼镜鼻托的内侧。

六轴传感器2实时采集护眼镜在立体空间里面的重力向量和角速度向量数据并发送至微处理器3。

微处理器3对护眼镜正常佩戴期间内的六轴传感器2采集的数据进行分析，得出用户的头部姿态角度，其中，用户的头部姿态角度包括：用户抬头角度、用户低头角度和用户歪头角度。

微处理器3进一步根据得到的用户的头部姿态角度，判断当前时刻的用户的头部姿态角度是否在预警区间内，若在预警区间内，并进一步确定所属的报警区间类型；所述的预警区间类型包括低头预警区间和歪头预警区间，所述低头预警区间是：所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[0°-20°)；所述歪头预警区间是：当所述用户低头角度为[15°-75°]且所述用户歪头角度为[20°-65°]。

若用户的头部姿态角度落入低头预警区间，根据低头预警区间预设的用户头部姿态角度值对应的用眼负荷值，确定用户的头部姿态角度对应的用眼负荷值；若用户的头部姿态角度落入歪头预警区间，根据歪头预警区间预设的用户头部姿态角度值对应的用眼负荷值，确定用户的头部姿态角度对应的用眼负荷值；

对属于同一预警区间类型的用眼负荷值进行累加，直至得到的用眼负荷值的累加值超过设定的用眼负荷阈值时，判定用户的用眼姿态不正确。

优选地，报警装置包括马达4和led灯5，其中马达4和led灯5同步工作。当报警装置被触发后，在报警期间报警，马达4和led灯5执行下方的流程：

马达4和led灯按照“工作30秒，停30秒”的方式进行循环报警，最多循环3次。如果3分钟内用户纠正用眼姿态，则解除报警，反之如果超过3分钟，用户未纠正用眼姿态(即该报警装置没有被解除)，马达4和led灯5停止工作，直至该报警装置被解除。

在报警过程中马达4的震动是为了主观上提醒用户，需要端正用眼姿态解除报警，而通过护眼镜外侧的led灯5的持续闪烁，是为了提醒用户的周边人，方便用户的周边人告知用户用眼姿态不正确，需要进行纠正，进而从根本上起到纠正用户用眼姿态的效果。

优选地，在对用眼姿态进行判断时，发明人引入了用眼负荷值，该用眼负荷值与用户低头程度和歪头程度有关，用户低头角度大，则相对于该角度下的用眼负荷值就大。当累计的用眼负荷值大于或者等于300时触发报警装置进行报警。

表(1)给出了低头报警区间和歪头报警区间内的用户头部姿态角度对应的用眼负荷值：

表1

以处于低头预警区间为例进行说明用眼负荷值的计算方法：当用户的头部姿态角度落入低头预警区间时，根据计算得到的用户的头部姿态角度确定该角度下对应的用眼负荷值，对处于低头预警区间内得到的用眼负荷值进行累加，直至累计得到的用眼负荷值大于或者等于300时，触发报警装置进行报警。

由于六轴传感器2是实时采集的数据，同时微处理器3也是对六轴传感器2实时采集的数据进行实时姿态解算，因此，可以得到连续时间内的用户的头部姿态角度，通过对连续时间内的用户的头部姿态角度分析，进而得到关于两个预警区间类型的两个用眼负荷累加值，其中任意一个用眼负荷累加值大于或者等于300时，都可以触发报警装置进行报警，从而达到了对用户用眼姿态纠正的目的。

优选地，所述解除报警的条件是：所述用户抬头角度连续2秒满足[0^°-90^°]；在解除报警的同时，同时将计算得到的两个预警区间里的用眼负荷值的累加值进行清零。

此处设置抬头才能解除报警，目的是让用户有一个明显的回正用眼姿态的动作，更好的纠正姿态。设置持续时间2秒，是为了让用户有更多的时间处于姿态端正的状态。久而久之，养成端正用眼姿态的好习惯。

图2示出了图1提供的系统的工作方法，该方法的工作流程为：

对图1示出的系统进行初始化操作，通过放置在护眼镜内侧的遮挡传感器1检测遮挡传感器1是否被遮挡，并将相应的状态信息反馈给微处理器1，若反馈的状态信息是遮挡状态，则护眼镜正确佩戴，若反馈的状态信息是未遮挡状态，则护眼镜没有正确佩戴；

当护眼镜正确佩戴时，微处理器3对护眼镜正常佩戴期间的六轴传感器2采集的实时数据进行分析，确定用户的用眼姿态，若用户的用眼姿态不正确，则对近视负荷值进行累加，若用户的用眼姿态正确，则不进行累加，同时判断下一时刻用户的用眼姿态是否正确，直至用眼负荷值的累加值超过预设定的阈值时，触发报警装置进行报警，此时马达4和led灯同步开始工作，提醒用户纠正用眼姿态，同时微处理器2继续分析用户的用眼姿态，若在预设定的时间内用户纠正用眼姿态，则解除报警，反之，马达4和led灯5停止工作，直至用户纠正用眼姿态后解除报警，同时对用眼负荷值的累加值进行清零，重新根据六轴传感器2采集的数据进行分析，确定用户的用眼姿态。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。