頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法、裝置的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法、裝置，其利用兩個(gè)傳感器分別檢測(cè)用戶頭部和肩部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的夾角，并計(jì)算兩個(gè)夾角之差，即得到用戶頭部所在直線和肩部所在直線之間的夾角，即用戶的頸部彎曲角度，并將該頸部彎曲角度反饋給用戶，以提醒用戶在必要時(shí)調(diào)整自己的不良頭頸姿勢(shì)。
【專利說(shuō)明】
頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法、裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法、裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生活節(jié)奏加快以及工作壓力日益增加，多數(shù)坐于電腦前工作的人們，由于坐 姿不正確，常常出現(xiàn)頸背酸痛等癥狀，其實(shí)質(zhì)是由于不良坐姿使得頸椎長(zhǎng)時(shí)間受壓迫，造成 頸椎慢性勞損，更嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)展為頸椎病，影響人們的身體健康。
[0003] 因此，有必要提供一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頭頸部姿勢(shì)的設(shè)備，以便用戶及時(shí)調(diào)整至正 確姿勢(shì)或活動(dòng)頸椎，預(yù)防、緩解頸椎病。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法、裝置。
[0005] 第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法，所述方法包括：
[0006] 基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角度；
[0007] 基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第二角度；
[0008] 根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角度；
[0009] 向用戶反饋所述頸部彎曲角度。
[0010] 結(jié)合第一方面，在第一方面第一種可行的實(shí)施方式中，基于第一傳感器檢測(cè)用戶 頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角度，包括：
[0011]基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系 初始方向的第一俯仰角和第一橫滾角；
[0012] 相應(yīng)的，基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第二角度，包 括：
[0013] 基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于所述預(yù)設(shè)三維直角坐 標(biāo)系初始方向的第二俯仰角和第二橫滾角；
[0014] 其中，所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系中，以相對(duì)于用戶水平向左的方向?yàn)閄軸初始方 向，以相對(duì)用戶水平向前的方法為y軸初始方向，以垂直向下的方向?yàn)閆軸初始方向；所述第 一俯仰角和第二俯仰角表示相應(yīng)傳感器以y軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角，第一橫滾角和第二 橫滾角表示相應(yīng)傳感器以X軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角。
[0015] 結(jié)合第一方面第一種可行的實(shí)施方式，在第一方面第二種可行的實(shí)施方式中，根 據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角度，包括：
[0016] 計(jì)算所述第一俯仰角與所述第二俯仰角之間的第一角度差值，并將所述第一角度 差值作為第一彎曲角度；
[0017] 計(jì)算所述第一橫滾角與所述第二橫滾角之間的第二角度差值，并將所述第二角度 差值作為第二彎曲角度；
[0018] 其中，所述第一彎曲角度表示用戶頸部向右或向左彎曲的角度，所述第二彎曲角 度表示用戶頸部向前彎曲的角度。
[0019] 結(jié)合第一方面，或者第一方面第一種可行的實(shí)施方式，或者第一方面第二種可行 的實(shí)施方式，在第一方面第三種可行的實(shí)施方式中，所述方法還包括：
[0020] 獲取標(biāo)準(zhǔn)頭頸部姿勢(shì)下所述第一傳感器檢測(cè)到的第一參考角度，以及所述第二傳 感器檢測(cè)到的第二參考角度；
[0021] 根據(jù)所述第一參考角度和第二參考角度對(duì)所述頸部彎曲角度進(jìn)行修正。
[0022]結(jié)合第一方面，或者第一方面第一種可行的實(shí)施方式，或者第一方面第二種可行 的實(shí)施方式，在第一方面第四種可行的實(shí)施方式中，所述方法還包括：
[0023]判斷所述頸部彎曲角度是否在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；
[0024]當(dāng)所述頸部彎曲角度在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，生成并輸出第一提醒信息。
[0025]結(jié)合第一方面，或者第一方面第一種可行的實(shí)施方式，或者第一方面第二種可行 的實(shí)施方式，在第一方面第五種可行的實(shí)施方式中，所述方法還包括：
[0026] 判斷所述頸部彎曲角度是否在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；
[0027] 當(dāng)所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，判斷所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范 圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)時(shí)間；
[0028] 當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，生成并輸出第二提醒信息。
[0029 ]第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置，所述裝置包括：
[0030] 第一監(jiān)測(cè)單元，用于基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角 度；
[0031] 第二監(jiān)測(cè)單元，用于基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第 二角度；
[0032]角度計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角度； [0033]第一提醒單元，用于向用戶反饋所述頸部彎曲角度。
[0034]結(jié)合第二方面，在第二方面第一種可行的實(shí)施方式中，所述第一監(jiān)測(cè)單元包括： [0035]第一三維監(jiān)測(cè)單元，用于基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì) 于預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系初始方向的第一俯仰角和第一橫滾角；
[0036]相應(yīng)的，所述第二監(jiān)測(cè)單元包括：
[0037]第二三維監(jiān)測(cè)單元，用于基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì) 于所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系初始方向的第二俯仰角和第二橫滾角；
[0038] 其中，所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系中，以相對(duì)于用戶水平向左的方向?yàn)閄軸初始方 向，以相對(duì)用戶水平向前的方法為y軸初始方向，以垂直向下的方向?yàn)閦軸初始方向；所述第 一俯仰角和第二俯仰角表示相應(yīng)傳感器以y軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角，第一橫滾角和第二 橫滾角表示相應(yīng)傳感器以X軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角。
[0039] 結(jié)合第二方面第一種可行的實(shí)施方式，在第二方面第二種可行的實(shí)施方式中，所 述角度計(jì)算單元，包括：
[0040] 第一角度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述第一俯仰角與所述第二俯仰角之間的第一角度 差值，并將所述第一角度差值作為第一彎曲角度；
[0041] 第二角度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述第一橫滾角與所述第二橫滾角之間的第二角度 差值，并將所述第二角度差值作為第二彎曲角度；
[0042] 其中，所述第一彎曲角度表示用戶頸部向右或向左彎曲的角度，所述第二彎曲角 度表示用戶頸部向前彎曲的角度。
[0043] 結(jié)合第二方面，或者第二方面第一種可行的實(shí)施方式，或者第二方面第二種可行 的實(shí)施方式，在第二方面第三種可行的實(shí)施方式中，所述裝置還包括：
[0044] 角度修正單元，用于獲取標(biāo)準(zhǔn)頭頸部姿勢(shì)下所述第一傳感器檢測(cè)到的第一參考角 度，以及所述第二傳感器檢測(cè)到的第二參考角度，并根據(jù)所述第一參考角度和第二參考角 度對(duì)所述頸部彎曲角度進(jìn)行修正。
[0045] 結(jié)合第二方面，或者第二方面第一種可行的實(shí)施方式，或者第二方面第二種可行 的實(shí)施方式，在第二方面第四種可行的實(shí)施方式中，所述裝置還包括：
[0046] 第二提醒單元，用于判斷所述頸部彎曲角度是否在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，當(dāng)所述頸部 彎曲角度在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，生成并輸出第一提醒信息。
[0047] 結(jié)合第二方面，或者第二方面第一種可行的實(shí)施方式，或者第二方面第二種可行 的實(shí)施方式，在第二方面第五種可行的實(shí)施方式中，所述裝置還包括：
[0048]第三提醒單元，用于判斷所述頸部彎曲角度是否在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，當(dāng)所述頸部 彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，判斷所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間是否 大于預(yù)設(shè)時(shí)間，并在所述持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，生成并輸出第二提醒信息。
[0049] 由以上技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)實(shí)施例利用兩個(gè)傳感器分別檢測(cè)用戶頭部和肩部相 對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的夾角（即上述第一角度和第二角度），并計(jì)算兩個(gè)夾角之差，即得到用 戶頭部所在直線和肩部所在直線之間的夾角，即用戶的頸部彎曲角度，并將該頸部彎曲角 度反饋給用戶，以提醒用戶在必要時(shí)調(diào)整自己的不良頭頸姿勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0050] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而 言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0051] 圖1為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例提供的頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法的流程圖；
[0052]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法中頸部彎曲角度計(jì)算原理示意 圖；
[0053]圖3為本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施例提供的頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法的流程圖；
[0054]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法中頸部彎曲角度計(jì)算原理示 意圖；
[0055] 圖5為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例提供的頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及 附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例 中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附 權(quán)利要求書(shū)中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0057] 首先對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┑念^頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí) 施例提供的頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法流程圖；參照?qǐng)D1，該方法包括如下步驟。
[0058] S11、基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角度。
[0059] S12、基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第二角度。
[0060] S13、根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角度。
[0061] S14、向用戶反饋所述頸部彎曲角度。
[0062] 具體的，上述第一傳感器固定于用戶頭部，第二傳感器固定于用戶肩部?？蛇x的， 該第一傳感器和第二傳感器均可采用重力傳感器。
[0063]以圖2側(cè)視圖所示的頭頸姿勢(shì)為例，可以設(shè)定垂直向下的方向T0為預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向， 通過(guò)設(shè)置在頭部的第一傳感器檢測(cè)得到頭部所在直線方向T1與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向T0之間的第 一角度為A1，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置在肩部的第二傳感器可以檢測(cè)得到肩部所在直線方向T2與預(yù) 設(shè)基準(zhǔn)方向T0之間的第二角度為A2,從而可以計(jì)算得到該姿勢(shì)下的頸部彎曲角度A為A = Al-A2〇
[0064] 由以上技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)實(shí)施例利用兩個(gè)傳感器分別檢測(cè)用戶頭部和肩部相 對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的夾角（即上述第一角度和第二角度），并計(jì)算兩個(gè)夾角之差，即得到用 戶頭部所在直線和肩部所在直線之間的夾角，即用戶的頸部彎曲角度，并將該頸部彎曲角 度反饋給用戶，以提醒用戶在必要時(shí)調(diào)整自己的不良頭頸姿勢(shì)。
[0065] 可選的，本申請(qǐng)實(shí)施例中，將計(jì)算得到頸部彎曲角度反饋給用戶，所采用的具體方 式，可以為通過(guò)顯示設(shè)備直接將計(jì)算得到的頸部彎曲角度展示給用戶，如通過(guò)手機(jī)的顯示 屏等向用戶展示如下提示信息"當(dāng)前頸部彎曲角度為150度"，還可以為根據(jù)計(jì)算得到的實(shí) 際夾角生成相應(yīng)的語(yǔ)音信息，并通過(guò)音頻設(shè)備(如手機(jī)的揚(yáng)聲器等)輸出該語(yǔ)音信息。
[0066] 參照?qǐng)D3,在本申請(qǐng)一個(gè)可行的實(shí)施例中，在得到用戶的頸部彎曲角度后，除了向 用戶直接反饋該頸部彎曲角度，還可以執(zhí)行如下步驟：
[0067] S15、判斷所述頸部彎曲角度是否在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；
[0068] S16、當(dāng)所述頸部彎曲角度在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，生成并輸出第一提醒信息。
[0069] 仍參照?qǐng)D2所述場(chǎng)景，假設(shè)第一預(yù)設(shè)范圍為(0°，100°]，則當(dāng)計(jì)算得到的頸部彎曲 角度A在該預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，表明用戶頸椎彎曲程度過(guò)大，故此時(shí)生成第一提醒信息，如"當(dāng)前 您頸部彎曲程度過(guò)大，請(qǐng)調(diào)整"等，并通過(guò)文字或語(yǔ)音等形式輸出，告知用戶。
[0070] 進(jìn)一步的，上述頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法還可以包括：
[0071] S17、判斷所述頸部彎曲角度是否在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；
[0072] S18、當(dāng)所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，判斷所述頸部彎曲角度在第二預(yù) 設(shè)范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)時(shí)間；
[0073] S19、當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，生成并輸出第二提醒信息。
[0074] 即，本實(shí)施例不僅監(jiān)測(cè)用戶頸部是否過(guò)度彎曲，還監(jiān)測(cè)過(guò)度彎曲狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間， 當(dāng)該持續(xù)時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，生成第二提醒信息，如"您頸部彎曲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，請(qǐng)調(diào)整"等， 同樣可以通過(guò)文字或語(yǔ)音等形式向用戶輸出該第二提醒信息。
[0075] 可見(jiàn)，上述步驟S15至S16，及S17至S19，實(shí)現(xiàn)了兩種不同的提醒方式，實(shí)際應(yīng)用中， 可以采用其中任意一種，也可以兩種提醒方式同時(shí)使用。優(yōu)選的，若同時(shí)使用上述兩種提醒 方式，可以將第一預(yù)設(shè)范圍和第二預(yù)設(shè)范圍設(shè)定為不同角度區(qū)間；例如，可以設(shè)定第一預(yù)設(shè) 范圍為(0°，100° ]，第二預(yù)設(shè)范圍為（100°，150° ]，即第一預(yù)設(shè)范圍對(duì)應(yīng)的頸部彎曲程度大 于第二預(yù)設(shè)范圍，故當(dāng)計(jì)算得到頸部彎曲角度在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，需要立即提醒用戶調(diào) 整姿勢(shì)，而當(dāng)計(jì)算得到的頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，由于此時(shí)頸部彎曲程度不大， 不必要立即提醒，但由于頸部保持小程度彎曲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)對(duì)頸椎造成壓迫，故本實(shí)施例 在判定頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)就開(kāi)始計(jì)時(shí)，即記錄頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范 圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間，當(dāng)該持續(xù)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間（如5分鐘)時(shí)，通過(guò)第二提醒信息提醒用戶調(diào) 整姿勢(shì)。
[0076]上文實(shí)施例中，結(jié)合圖2闡述了在二維平面內(nèi)計(jì)算頸部彎曲角度的方法，主要適用 于監(jiān)測(cè)因用戶低頭動(dòng)作造成的頸部彎曲情況;而實(shí)際上，用戶頭部還可能同時(shí)向左側(cè)或向 右側(cè)傾斜，故為更準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)頭頸姿勢(shì)，本申請(qǐng)實(shí)施例還可以基于三維直角坐標(biāo)系進(jìn)行監(jiān) 測(cè)計(jì)算。
[0077]基于三維直角坐標(biāo)系，在本申請(qǐng)一個(gè)可行的實(shí)施例中，上述步驟S11所述的基于第 一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角度，具體可以包括：
[0078]基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系 初始方向的第一俯仰角和第一橫滾角。
[0079] 相應(yīng)的，步驟S12所述的基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向 的第二角度，具體可以包括：
[0080] 基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于所述預(yù)設(shè)三維直角坐 標(biāo)系初始方向的第二俯仰角和第二橫滾角。
[0081] 如圖4所示，本申請(qǐng)實(shí)施例所選定的預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系的x、y、z三軸正方向分別 為(下文所述的前后、左右、上下等方向均依照用戶視角）：以相對(duì)于用戶水平向左的方向?yàn)?X軸初始方向，以相對(duì)用戶水平向前的方法為y軸初始方向，以垂直向下的方向?yàn)閆軸初始方 向，x、y、z三軸兩兩垂直。第一傳感器G1固定于頭部，第二傳感器G2固定于肩部，圖4所示標(biāo) 準(zhǔn)姿勢(shì)下，G1和G2所在三維直角坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸與預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向?qū)?應(yīng)相同，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)下頸部彎曲角度為180°，即無(wú)彎曲。下面參照?qǐng)D4闡述第一傳感器 和第二傳感器均采用重力傳感器時(shí)，監(jiān)測(cè)頭部和肩部對(duì)應(yīng)角度的原理及計(jì)算公式。
[0082]假設(shè)用戶肩部不動(dòng)，頭部向右并向前傾斜，使得G1對(duì)應(yīng)三維直角坐標(biāo)系的三個(gè)坐 標(biāo)軸邊為xl軸、yl軸和zl軸;如圖4所示，頭部向右傾斜相當(dāng)于使G1所在三維直角坐標(biāo)系以y 軸為軸心，在三維直角坐標(biāo)系的χζ平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所產(chǎn)生的xl軸和X軸之間的夾角與zl 軸和z軸之間的夾角相同，均為上述第一俯仰角，即用戶頭部向右傾斜的角度，以P表示;相 應(yīng)的，頭部向前傾斜使G1以X軸為軸心在yz平面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所產(chǎn)生的yl軸和y軸之間的夾 角與zl軸和z軸之間的夾角相同，均為上述第一橫滾角，即用戶頭部向前傾斜的角度，以η表 不。
[0083]對(duì)于重力傳感器G1，其在標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)下測(cè)得的X軸的重力加速度為Ax = 0，y軸的重力 加速度為Ay = 0，z軸的重力加速度為Az = lg(其中，g為重力加速度常量，常取值為9.8m/s2 或10m/s2)
[0084]仍參照?qǐng)D4,頭部向右傾斜帶動(dòng)G1傾斜后，G1直接檢測(cè)到的xl軸的重力加速度Axl 實(shí)際為z軸重力加速度在xl軸上的分量，由正弦定理得Axl=-lgX sinp，Gl直接檢測(cè)到的zl 軸的重力加速度Azl實(shí)際為z軸重力加速度在zl軸上的分量，由余弦定理得Azl = lgXcosp; 因此，第一俯仰角P的計(jì)算公式為
。同理，頭部向前傾斜帶動(dòng)G1傾斜后，G1 直接檢測(cè)到的yl軸的重力加速度Ayl實(shí)際為z軸重力加速度在yl軸上的分量，即Ayl = lgX sinn，Gl直接檢測(cè)到的zl軸的重力加速度Azl實(shí)際為z軸重力加速度在zl軸上的分量，即Azl = igXc〇sn;因此，第一橫滾角η的計(jì)算公式為
[0085]參照上述第一俯仰角Ρ和第一橫滾角II的計(jì)算過(guò)程，可知位于用戶肩部的第二傳感 器檢測(cè)第二俯仰角Ρ'和第二橫滾角η'的計(jì)算方法。
[0086]進(jìn)一步的，基于上述第一俯仰角、第一橫滾角、第二俯仰角和第二橫滾角，步驟S13 所述的根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角度，具體可以包括：
[0087] 計(jì)算所述第一俯仰角與所述第二俯仰角之間的第一角度差值，并將所述第一角度 差值作為用戶頭部和用戶肩部在所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系X軸和ζ軸確定的第一平面內(nèi)的 第一彎曲角度；
[0088] 計(jì)算所述第一橫滾角與所述第二橫滾角之間的第二角度差值，并將所述第二角度 差值作為用戶頭部和用戶肩部在所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系y軸和ζ軸確定的第二平面內(nèi)的 第二彎曲角度。
[0089]參照上述實(shí)施例計(jì)算得到的第一俯仰角p、第一橫滾角η、第二俯仰角p'和第二橫 滾角η'，上述第一彎曲角度的計(jì)算公式為Δρ = ρ-ρ'，表示頸部向右(或向左）彎曲的角度， 第二彎曲角度的計(jì)算公式為Δη=η-η'，表示頸部向前彎曲的角度。
[0090] 在本申請(qǐng)另一個(gè)可行的實(shí)施例中，考慮到傳感器的靜態(tài)誤差，為得到更準(zhǔn)確的監(jiān) 測(cè)結(jié)果，還可以執(zhí)行以下步驟：
[0091] 獲取標(biāo)準(zhǔn)頭頸部姿勢(shì)下所述第一傳感器檢測(cè)到的第一參考角度，以及所述第二傳 感器檢測(cè)到的第二參考角度；
[0092] 根據(jù)所述第一參考角度和第二參考角度對(duì)所述頸部彎曲角度進(jìn)行修正。
[0093] 仍以重力傳感器為例，理論上標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)下，該重力傳感器檢測(cè)得到的三軸重力加 速度值應(yīng)該5
，當(dāng)重力傳感器存在靜態(tài)誤差時(shí)，其在標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)下檢測(cè)得到的Αχ和 Ay可能不等于0，Αζ不等于1，此時(shí)可參照上述實(shí)施例中計(jì)算Ρ和τι的過(guò)程，根據(jù)正弦定理和余 弦定理計(jì)算得到第一傳感器的靜態(tài)誤差PdPm，及第二傳感器的靜態(tài)誤差Ρ#Ρη2,并根據(jù)該 靜態(tài)誤差對(duì)上述第一彎曲角度A Ρ和第二彎曲角度進(jìn)行修正，即：
[0094] Δ ρ = (ρ-ρι) - ( ρ' -P2 ) = p-p' -P1+P2 ;
[0095] Δ η = (η-ru) - (η，一?) = ，一111+?。
[0096] 可見(jiàn)，本實(shí)施例通過(guò)角度修正，消除傳感器的靜態(tài)誤差，提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0097] 另外，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，例如可以是R0M、隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤(pán)和光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等;該計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有程序，當(dāng) 所述存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序由相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備的處理器執(zhí)行時(shí)，使得該處理器能夠執(zhí)行上述方法 實(shí)施例中記載的任一種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法中的部分或全部步驟。
[0098] 相應(yīng)于上述頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置， 圖5為該裝置的結(jié)構(gòu)框圖。參照?qǐng)D5,該裝置包括:第一監(jiān)測(cè)單元100、第二監(jiān)測(cè)單元200、角度 計(jì)算單元300和第一提醒單元400。
[0099] 其中，該第一監(jiān)測(cè)單元100與固定于用戶頭部的第一傳感器G1進(jìn)行通信連接，用于 基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角度。
[0100]該第二監(jiān)測(cè)單元200與固定于用戶肩部的第二傳感器G2進(jìn)行通信連接，用于基于 第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第二角度。
[0101] 該角度計(jì)算單元300,用于根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角 度。
[0102] 該第一提醒單元400，用于向用戶反饋所述頸部彎曲角度。
[0103] 可選的，第一傳感器G1和第二傳感器G2作為頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置的必備外設(shè)，可以 通過(guò)藍(lán)牙、紅外、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)第一監(jiān)測(cè)單元與第一傳感器，以及第二監(jiān)測(cè)單元與第二傳 感器之間的通信連接。
[0104] 由以上技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)實(shí)施例利用兩個(gè)傳感器分別檢測(cè)用戶頭部和肩部相 對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的夾角（即上述第一角度和第二角度），并計(jì)算兩個(gè)夾角之差，即得到用 戶頭部所在直線和肩部所在直線之間的夾角，即用戶的頸部彎曲角度，并將該頸部彎曲角 度反饋給用戶，以提醒用戶在必要時(shí)調(diào)整自己的不良頭頸姿勢(shì)。
[0105] 在本申請(qǐng)一個(gè)可行的實(shí)施方式中，上述頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置還可以包括以下至少一 種：
[0106] 第二提醒單元，用于判斷所述頸部彎曲角度是否在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，當(dāng)所述頸部 彎曲角度在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，生成并輸出第一提醒信息。
[0107] 第三提醒單元，用于判斷所述頸部彎曲角度是否在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，當(dāng)所述頸部 彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，判斷所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間是否 大于預(yù)設(shè)時(shí)間，并在所述持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，生成并輸出第二提醒信息。
[0108] 在本申請(qǐng)一個(gè)可行的實(shí)施方式中，上述第一監(jiān)測(cè)單元100具體可以包括:第一三維 監(jiān)測(cè)單元，用于基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于預(yù)設(shè)三維直角坐 標(biāo)系初始方向的第一俯仰角和第一橫滾角。
[0109] 相應(yīng)的，上述第二監(jiān)測(cè)單元200具體可以包括:第二三維監(jiān)測(cè)單元，用于基于第二 傳感器檢測(cè)用戶肩部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系初始方向的第 二俯仰角和第二橫滾角。
[0110] 其中，所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系中，以相對(duì)于用戶水平向左的方向?yàn)閄軸初始方 向，以相對(duì)用戶水平向前的方法為y軸初始方向，以垂直向下的方向?yàn)閦軸初始方向；所述第 一俯仰角和第二俯仰角表示相應(yīng)傳感器以y軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角，第一橫滾角和第二 橫滾角表示相應(yīng)傳感器以X軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角。
[0111] 基于上述第一三維監(jiān)測(cè)單元和第二三維監(jiān)測(cè)單元，所述角度計(jì)算單元300具體可 以包括：
[0112] 第一角度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述第一俯仰角與所述第二俯仰角之間的第一角度 差值，并將所述第一角度差值作為第一彎曲角度；
[0113] 第二角度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述第一橫滾角與所述第二橫滾角之間的第二角度 差值，并將所述第二角度差值作為第二彎曲角度。
[0114] 其中，所述第一彎曲角度表示用戶頸部向右或向左彎曲的角度，所述第二彎曲角 度表示用戶頸部向前彎曲的角度。
[0115] 即，本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)上述第一三維監(jiān)測(cè)單元和第二三維監(jiān)測(cè)單元獲取頭部和肩 部在三維空間內(nèi)不同方向上的傾斜角度，進(jìn)而通過(guò)第一角度計(jì)算單元和第二角度計(jì)算單元 計(jì)算得到用戶頸部在不同方向上的彎曲角度，使得頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)更立體、全面、準(zhǔn)確。
[0116] 在本申請(qǐng)另一個(gè)可行的實(shí)施方式中，上述頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置還可以包括：
[0117] 角度修正單元，用于獲取標(biāo)準(zhǔn)頭頸部姿勢(shì)下所述第一傳感器檢測(cè)到的第一參考角 度，以及所述第二傳感器檢測(cè)到的第二參考角度，并根據(jù)所述第一參考角度和第二參考角 度對(duì)所述頸部彎曲角度進(jìn)行修正。
[0118] 可見(jiàn)，本實(shí)施例通過(guò)角度修正，消除傳感器的靜態(tài)誤差，提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0119] 本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部 分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于裝置和 系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法 實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。
[0120] 以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括： 基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角度； 基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第二角度； 根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角度； 向用戶反饋所述頸部彎曲角度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè) 基準(zhǔn)方向的第一角度，包括： 基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系初始 方向的第一俯仰角和第一橫滾角； 相應(yīng)的，基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第二角度，包括： 基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系 初始方向的第二俯仰角和第二橫滾角； 其中，所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系中，以相對(duì)于用戶水平向左的方向?yàn)閄軸初始方向，以 相對(duì)用戶水平向前的方法為y軸初始方向，以垂直向下的方向?yàn)閦軸初始方向；所述第一俯 仰角和第二俯仰角表示相應(yīng)傳感器以y軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角，第一橫滾角和第二橫滾 角表示相應(yīng)傳感器以X軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的 頸部彎曲角度，包括： 計(jì)算所述第一俯仰角與所述第二俯仰角之間的第一角度差值，并將所述第一角度差值 作為第一彎曲角度； 計(jì)算所述第一橫滾角與所述第二橫滾角之間的第二角度差值，并將所述第二角度差值 作為第二彎曲角度； 其中，所述第一彎曲角度表示用戶頸部向右或向左彎曲的角度，所述第二彎曲角度表 示用戶頸部向前彎曲的角度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括： 獲取標(biāo)準(zhǔn)頭頸部姿勢(shì)下所述第一傳感器檢測(cè)到的第一參考角度，以及所述第二傳感器 檢測(cè)到的第二參考角度； 根據(jù)所述第一參考角度和第二參考角度對(duì)所述頸部彎曲角度進(jìn)行修正。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括： 判斷所述頸部彎曲角度是否在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)； 當(dāng)所述頸部彎曲角度在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，生成并輸出第一提醒信息。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括： 判斷所述頸部彎曲角度是否在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)； 當(dāng)所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，判斷所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi) 的持續(xù)時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)時(shí)間； 當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，生成并輸出第二提醒信息。7. -種頭頸姿勢(shì)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括： 第一監(jiān)測(cè)單元，用于基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部相對(duì)于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第一角度； 第二監(jiān)測(cè)單元，用于基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部相對(duì)于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)方向的第二角 度； 角度計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一角度和第二角度計(jì)算用戶的頸部彎曲角度； 第一提醒單元，用于向用戶反饋所述頸部彎曲角度。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一監(jiān)測(cè)單元包括： 第一三維監(jiān)測(cè)單元，用于基于第一傳感器檢測(cè)用戶頭部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于預(yù) 設(shè)三維直角坐標(biāo)系初始方向的第一俯仰角和第一橫滾角； 相應(yīng)的，所述第二監(jiān)測(cè)單元包括： 第二三維監(jiān)測(cè)單元，用于基于第二傳感器檢測(cè)用戶肩部所在三維直角坐標(biāo)系相對(duì)于所 述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系初始方向的第二俯仰角和第二橫滾角； 其中，所述預(yù)設(shè)三維直角坐標(biāo)系中，以相對(duì)于用戶水平向左的方向?yàn)閄軸初始方向，以 相對(duì)用戶水平向前的方法為y軸初始方向，以垂直向下的方向?yàn)閦軸初始方向；所述第一俯 仰角和第二俯仰角表示相應(yīng)傳感器以y軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角，第一橫滾角和第二橫滾 角表示相應(yīng)傳感器以X軸為軸心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的夾角。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述角度計(jì)算單元，包括： 第一角度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述第一俯仰角與所述第二俯仰角之間的第一角度差 值，并將所述第一角度差值作為第一彎曲角度； 第二角度計(jì)算單元，用于計(jì)算所述第一橫滾角與所述第二橫滾角之間的第二角度差 值，并將所述第二角度差值作為第二彎曲角度； 其中，所述第一彎曲角度表示用戶頸部向右或向左彎曲的角度，所述第二彎曲角度表 示用戶頸部向前彎曲的角度。10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括： 角度修正單元，用于獲取標(biāo)準(zhǔn)頭頸部姿勢(shì)下所述第一傳感器檢測(cè)到的第一參考角度， 以及所述第二傳感器檢測(cè)到的第二參考角度，并根據(jù)所述第一參考角度和第二參考角度對(duì) 所述頸部彎曲角度進(jìn)行修正。11. 根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括： 第二提醒單元，用于判斷所述頸部彎曲角度是否在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，當(dāng)所述頸部彎曲 角度在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，生成并輸出第一提醒信息。12. 根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括： 第三提醒單元，用于判斷所述頸部彎曲角度是否在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，當(dāng)所述頸部彎曲 角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，判斷所述頸部彎曲角度在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的持續(xù)時(shí)間是否大于 預(yù)設(shè)時(shí)間，并在所述持續(xù)時(shí)間大于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，生成并輸出第二提醒信息。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK105997090SQ201610285323
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】羅文輝
【申請(qǐng)人】樂(lè)視控股（北京）有限公司, 樂(lè)視致新電子科技（天津）有限公司