[发明专利]一种基于加速度传感器的写字姿态监测系统和方法

摘要

本发明公开了一种基于加速度传感器的写字姿态监测系统和方法，本发明通过安装在衣服背面上的加速度传感器，感知用户的背部姿态变化以及保持正确坐姿和不正确坐姿时的用户不同的呼吸顺畅度。通过显示器向用户展示训练坐姿，并根据重力加速度传感器采集的数字电压信号对预存的包括标准坐姿、驼背坐姿、左肩偏高坐姿、右肩偏高坐姿的检测模型进行初始化校正，并聚类分析用户呼吸相关特征。监测过程中，将采集的加速度传感器模块的数字电压信号输入两个检测模型，获得实时坐姿类型，通过安装在笔上的加速度传感器模块，感知手的姿态变化并计算出手臂的姿态变化，在错误坐姿时进行声报警。

主权项

1.一种基于加速度传感器的写字姿态监测系统，其特征在于，该系统包括衣服本体和笔本体；所述衣服本体的正面设有微处理器；衣服本体的背面竖直中线上设有至少一个重力加速度传感器模块，向微处理器输出数字电压信号；所述笔本体上设有至少两个传感器，其中一个为重力加速度传感器，一个为加速度传感器，传感器向微处理器输出数字电压信号；所述微处理器包括直接处理模块、呼吸处理模块和计算模块；所述直接处理模块包括直接训练模块和直接检测模块；所述直接训练模块用于根据用户的不同坐姿类型和其对应的重力加速度传感器模块采集的数字电压信号进行聚类分析，获得背部姿态直接检测模型；所述直接检测模块，将在实时监测过程中采集的用户实时数字电压信号输入背部姿态直接检测模型，获得直接坐姿检测结果；呼吸处理模块包括呼吸训练模块和呼吸检测模块；所述呼吸训练模块用于根据用户标准坐姿和非标准坐姿时，根据重力加速度传感器模块采集的数字电压信号分析得到的呼吸的顺畅度不同进行聚类分析，获得呼吸检测模型；所述呼吸检测模块，将在实时监测过程中采集的用户实时数字电压信号输入呼吸检测模型，实时监测用户呼吸顺畅度，实现通过呼吸顺畅度判断坐姿是否正确；当直接处理模块和呼吸处理模块同时得到非标准坐姿结果时，对用户报警坐姿错误；所述计算模块采集来自笔的加速度数字电压信号，结合用户输入的写字时的肩和桌面高度差、上臂长度、小臂长度数据，根据三角函数关系，计算出用户写字时手臂的空间角度；将用户写字时手臂的空间角度对比标准的写字姿态时手臂的空间角度关系，得到检测结果；当手臂的空间角度与标准写字时空间角度差值超过设定阈值，也对用户报警提醒坐姿不正确。