一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方

本发明涉及人体坐姿检测，更具体地说，涉及一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法。背景技术：1、中小学生近视越来越严重，为了防止中小学生近视而对学生坐姿矫正也得到关注，为了矫正学生坐姿需要先判断坐姿是否规范。这里重点关注基于视觉的坐姿检测算法。2、目前存在的基于视觉的人体坐姿检测主要原理是检测人体骨骼关键点，判断人体姿态，然后配合其他坐姿检测传感器来判断人体坐姿是否规范。这种方法主要存在以下几个缺点：3、1、装置需要多个设备配合，安装使用复杂，成本高；4、2、只关注人体姿态，没有关注头部姿态。头部姿态不规范也是造成近视的重要原因；5、如果使用普通的摄像头，对环境光线要求较高。6、为此，本申请提出一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，以解决上述存在的问题。技术实现思路1、为了解决上述问题，本申请提供一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，能够提供一种更为准确、可靠的坐姿监测解决方案，有助于预防和矫正不良坐姿，特别是对预防中小学生近视具有重要的实用价值。2、本申请提供的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法采用如下的技术方案：3、一种基于多传感器的人体坐姿检测装置，包括：4、底座，所述底座上垂直设置有支架，所述支架的顶部设置有固定板，所述固定板上设置有补光灯、摄像头和毫米波雷达。5、进一步的，所述补光灯与所述摄像头的类型分别为红外补光和红外摄像；所述毫米波雷达为4d毫米波。6、通过上述技术方案，使用红外补光灯和红外摄像头可以增强在低光照或无光照环境下的图像捕捉能力，从而在各种环境条件下都能保证图像的清晰度和检测的准确性；4d毫米波雷达能够提供距离、速度等多个维度的信息，增强了对人体姿态和动作的检测能力，尤其是在动态情况下的监测。7、一种基于多传感器的人体坐姿检测方法，基于所述的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置，方法包括以下步骤：8、a1、使用固定板上的红外摄像头，在补光灯的辅助下，对准人体的上半身进行图像采集；红外摄像头能够在各种光照条件下清晰捕捉人体轮廓，确保图像采集的准确性；9、a2、通过图像处理算法对采集到的人体上半身图像进行分析，以识别并定位图像中的人脸区域；10、a3、在已检测到的人脸区域中，进一步识别和标记出人脸的关键点；11、a4、利用人脸关键点的位置信息，通过算法计算出人头相对于垂直方向的姿态；12、a5、在人体上半身图像中，除了人脸之外，进一步识别出人体的其他部分；13、a6、在步骤a1中捕捉到的人体上半身图像中，对头部以外的人体进行识别；14、a7、在步骤a6中检测到的人体部分，识别出关键的骨骼节点，以判断人体是左倾、右倾或端正；15、a8、使用固定板上的4d毫米波雷达，测量人体与设备之间的距离；16、a9、根据步骤a8测得的结果，对人体距离判断；17、a10、根据人头姿态、人体姿态和人体距离三个属性判断人体坐姿是否规范18、进一步的，所述步骤a3的关键节点包括鼻子、眼睛和嘴巴。19、通过上述技术方案，通过识别鼻子、眼睛和嘴巴等关键节点，可以更精确地捕捉到人脸的姿态变化，为后续的姿态分析提供更准确的数据支持。20、进一步的，所述步骤a4中的相对垂直方向包括俯仰角、偏航角和滚动角。21、通过上述技术方案，考虑俯仰角、偏航角和滚动角三个角度，可以全面捕捉到人头的立体姿态，为评估头部姿势提供更详尽的信息。22、进一步的，所述步骤a7识别的关键的骨骼节点包括肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节中的一个或多个。23、通过上述技术方案，识别包括肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节在内的多个关键骨骼节点，可以更全面地评估人体姿态，从而更准确地判断坐姿是否规范。24、进一步的，所述步骤a9中的判断内容包括：a、人体距离是否合适；b、人体是前倾或后倾。25、通过上述技术方案，通过判断人体与设备的距离是否合适，以及人体是前倾还是后倾，可以更全面地评估坐姿的规范性，为用户提供更准确的坐姿反馈，避免误判。26、综上所述，本申请包括以下至少一个有益技术效果：27、(1)使用简单方便；采用近红外摄像头对周围环境光线不敏感，不论是白天还是夜晚都可以准确的检测出人体姿态；28、(2)引入头部姿态和毫米波雷达装置，可以更加准确的判断人体姿态是否规范。技术特征：1.一种基于多传感器的人体坐姿检测装置，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，其特征在于：所述补光灯(4)与所述摄像头(5)的类型分别为红外补光和红外摄像；所述毫米波雷达(6)为4d毫米波。3.一种基于多传感器的人体坐姿检测方法，基于权利要求1所述的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置，其特征在于，方法包括以下步骤：4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，其特征在于：所述步骤a3的关键节点包括鼻子、眼睛和嘴巴。5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，其特征在于：所述步骤a4中的相对垂直方向包括俯仰角、偏航角和滚动角。6.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，其特征在于：所述步骤a7识别的关键的骨骼节点包括肩关节、肘关节、腕关节、髋关节、膝关节、踝关节中的一个或多个。7.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，其特征在于：所述步骤a9中的判断内容包括：a、人体距离是否合适；b、人体是前倾或后倾。技术总结本发明属于人体坐姿检测技术领域，公开了一种基于多传感器的人体坐姿检测装置及检测方法，包括：底座，所述底座上垂直设置有支架，所述支架的顶部设置有固定板，所述固定板上设置有补光灯、摄像头和毫米波雷达；补光灯与摄像头的类型分别为红外补光和红外摄像；毫米波雷达为4D毫米波；本申请使用简单方便；采用近红外摄像头对周围环境光线不敏感，不论是白天还是夜晚都可以准确的检测出人体姿态；引入头部姿态和毫米波雷达装置，可以更加准确的判断人体姿态是否规范。技术研发人员：庞成俊,潘石柱,罗焰金受保护的技术使用者：杭州锐颖科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/15