[发明专利]一种视线跟踪学生教室预防近视系统

说明书

本发明公开了一种视线跟踪学生教室预防近视系统，本发明所述学生教室预防近视系统包含识别部分和提醒部分，识别部分有光源、距离图像感知装备、控制模块、连接模块1，所述提醒部分包含连接模块2、报警装置，本发明使用人工智能识别学生和课桌，计算出视线焦点与眼睛的距离，用三维重建的方法判断学生在上课时头歪、低头等现象，并提供座位单独报警的方法，不影响教师上课和其他同学听讲。

技术领域

本发明涉及预防近视领域，具体的为一种视线跟踪学生教室预防近视系统。

背景技术

随着当代通信科技的进步，手机、平板电脑等电子设备的功能越来越先进，使用者对手机、平板电脑等电子设备日益依赖，更加使使用者眼睛疲劳，尤其是中小学生的视力下降越来越成为一个不得不面对的问题，为了全面加强儿童青少年近视防控，教育部、国家卫生健康委员会共同起草《综合防控儿童青少年近视实施方案（征求意见稿）》，对2030年小学、中学毕业生的近视率提出了要求，各级教育部门也拿出了各种解决方案，如改善教室灯光、增加户外活动时间等，有些地方的学校甚至为课桌装上栏杆，用金属质地的栏杆阻止学生看书写字距离过近。如果不使用上述金属栏杆，没有一种简洁的方法能提醒学生坐姿，如果有学生写字、听讲的姿势不正确，由老师提醒，不但会占用老师的时间，还会打断其他同学的思路，也会打断老师的讲课思路，使老师上课、学生听讲效果打折扣，目前没有好的方法解决学生上课时头歪、低头等不良姿势这个问题，为此申请号为《201811231659.2》的发明专利提出了解决方案，但此解决方案存在如下问题：

1、 申请号为《201811231659.2》的发明专利使用人工智能识别学生的低头、头歪等情景，没有精准的识别学生眼睛到桌面视线焦点的距离，有些境况下，学生并没有低头、歪头，但是眼睛距离桌面的距离已经小于必要的距离，这使申请号为《201811231659.2》的发明专利在这些情况下起不到应有的作用，所以申请号为《201811231659.2》的发明专利有漏洞。

申请号为《201811231659.2》的发明专利没有对光圈进行控制，系统中摄像头有可能景深很长，无法使用申请号为《201811231659.2》的发明专利的方法分解出局部，这使申请号为《201811231659.2》的发明专利有可能无效。

发明内容

本发明所述一种视线跟踪学生教室预防近视系统，目的是解决中小学教室中课堂上学生坐姿出现头歪、低头、写字距离过近等不合适姿势出现时的提醒、督促问题，在提醒坐姿不合适的学生时不打扰老师上课和其他同学书写、听讲。

为实现本发明目的，本发明所述一种视线跟踪学生教室预防近视系统包含识别部分和提醒部分，所述识别部分包含光源、距离图像感知装备、控制模块、连接模块1，所述提醒部分包含连接模块2、报警装置，各部分的具体特征如下：

1、所述距离图像感知装备，距离图像感知装备可以是摄像头、TOF摄像机、结构光摄像机、红外摄像头和激光雷达，用于实时拍摄教室内学生的坐姿状态，并获得教室内各个物体的距离数据，根据距离数据、角度数据、所述距离图像感知装备的位置数据得到教室内学生、课桌的三维坐标；距离图像感知装备可以在所述控制模块的控制下调整焦距，可以有多个摄像头，多个摄像头的方向可以是两个一组朝向一个方向，摄像头的光圈设置为预设景深范围后根据摄像头焦点算出的光圈数或者是选用预设景深范围、焦点的摄像头，获得的图像可以是红外图像也可以是可见光图像。

2、所述光源可以是近红外光源，用于照到学生眼睛上产生普尔钦斑，考虑到环境自然光中近红外光的干扰，所述光源发出的近红外光可以使用预先设定的波形，以利于与环境自然光中近红外光的区分和滤波；

3、所述控制模块，用于控制所述光源、所述距离图像感知装备和所述连接模块1，并进行相关运算，具体功能如下：

1）校准功能，用于在本发明所述系统安装后，使用前校准焦距、距离的对应关系，并根据此关系建立对应表并存储，使用时直接用焦距作为输入查表，即可得到目前焦距对应的距离；校准多个摄像头的方向、相对位置。