具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯制造技术

技术编号:30435495 阅读:30 留言:0更新日期:2021-10-24 17:35
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。本发明专利技术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。下提醒。下提醒。

【技术实现步骤摘要】
具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯


[0001]本专利技术属于台灯
,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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。

技术实现思路

[0008]为此,本专利技术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。
[0009]为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案: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;
[0010]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;
[0011]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。
[0012]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 所述底座上设置有开关键、坐姿监测键和亮度调节键,所述开关键与所述 FPGA处理单元电连接,开关键用于控制台灯电源的断与开;所述坐姿提醒键 与所述FPGA处理单元电连接,坐姿提醒键用于控制坐姿检测模块的坐姿检测 功能开关;所述亮度调节键与所述FPGA处理单元电连接,亮度调节键用于进 行手动台灯调节亮度。
[0013]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 所述FPGA处理单元的输入包括预设的光照亮度,检测时间间隔、用户连续不 存在次数、坐姿连续不正确次数以及摄像单元输入的图像数据。
[0014]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 所述摄像单元包括连接在灯柱侧部的摄像头,所述摄像头获取的图像送入底座 中的FPGA处理单元进行处理。
[0015]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 还包括含有继电器控制的电阻网络,FPGA处理单元通过控制继电器的开关进 行电阻大小控制以提供给光源预设的功率。
[0016]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 所述语音输出单元配置有扬声器,所述扬声器安装在灯柱、底座或者灯头。
[0017]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 所述像素值计算模块的计算方法为采用FPGA处理单元计算所有像素的灰度 平均值。
[0018]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 所述用户检测模块利用FPGA处理单元完成一个分类的深度神经网络模型A, 深度神经网络模型A的结果包括用户存在和用户不存在;
[0019]所述坐姿检测模块利用FPGA处理单元完成一个分类的深度神经网络模 型B,深度神经网络模型B的结果包括坐姿正确和坐姿错误。
[0020]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 用户检测模块的用户坐姿检测方法包括:
[0021]初始化获得用户设定的最大允许错误坐姿次数;从摄像单元获取的图像数 据作为深度神经网络模型A和深度神经网络模型B的输入;利用深度神经网 络模型A的分类结果判断用户是否存在,当用户在监控区域内的情况下,利 用深度神经网络模型B检测用户的
坐姿状态;
[0022]每间隔预设时间实施一次,当判断用户坐姿不正确的情况下,进行计数;
[0023]结合用户设定的最大允许错误坐姿次数,当用户坐姿次数连续累计达到预 设值时,通过语音输出单元向用户发送报警信息。
[0024]作为具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯的优选方案, 所述深度神经网络模型A采用VGG类的网络模型结构,以RGB三通道的图 片作为输入;图片经过卷积、池化、激活、全连接组合操作后,得到一个代表 有用户和无用户的二分类的向量,向量最大值的位置为判断结果;
[0025]所述深度神经网络模型B采用VGG类的网络模型结构,以RGB三通道 的图片作为输入;图片经过卷积、池化、激活、全连接组合操作后,得到用户 坐姿正确本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.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(1)、转轴(2)、灯柱(3)和底座(4),所述转轴(2)的一端与灯头(1)转动连接,转轴(2)的另外一端与灯柱(3)转动连接,所述灯柱(3)的底部与所述底座(4)连接;其特征在于,还包括摄像单元(5)、语音输出单元(6)和FPGA处理单元(7);所述摄像单元(5)与所述FPGA处理单元(7)之间电连接,摄像单元(5)用于实时采集用户图像;所述语音输出单元(6)与所述FPGA处理单元(7)之间电连接,语音输出单元(6)用于将坐姿检测结果实时向用户提醒;所述FPGA处理单元(7)设有像素值计算模块(8)、用户检测模块(9)和坐姿检测模块(10);所述像素值计算模块(8)用于检测台灯的光照亮度;所述用户检测模块(9)用于检测台灯周围是否存在用户;所述坐姿检测模块(10)用于对用户的坐姿进行检测;当坐姿检测模块(10)检测到用户坐姿不正确时,将检测结果通过语音输出单元(6)反馈给用户以进行坐姿提醒;当像素值计算模块(8)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(9)连续检测用户不存在的次数超过预设值,则关闭台灯。2.根据权利要求1所述的具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯,其特征在于,所述底座(4)上设置有开关键(11)、坐姿监测键(12)和亮度调节键(13),所述开关键(11)与所述FPGA处理单元(7)电连接,开关键(11)用于控制台灯电源的断与开;所述坐姿提醒键与所述FPGA处理单元(7)电连接,坐姿提醒键用于控制坐姿检测模块(10)的坐姿检测功能开关;所述亮度调节键(13)与所述FPGA处理单元(7)电连接,亮度调节键(13)用于进行手动台灯调节亮度。3.根据权利要求1所述的具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯,其特征在于,所述FPGA处理单元(7)的输入包括预设的光照亮度,检测时间间隔、用户连续不存在次数、坐姿连续不正确次数以及摄像单元(5)输入的图像数据。4.根据权利要求2所述的具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯,其特征在于,所述摄像单元(5)包括连接在灯柱(3)侧部的摄像头,所述摄像头获取的图像送入底座(4)中的FPGA处理单元(7)进行处理。5.根据权利要求2所述的具有坐姿提醒、自关闭和亮度调节功能的嵌入式AI台灯,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:李卫东刘平涛张招罗博文
申请(专利权)人:武汉莱克斯瑞科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1