基于眼部微表情变化的青少年近视发展预警系统的制作方法

[0002]
本发明涉及近视预警技术领域，更具体地说，涉及基于眼部微表情变化的青少年近视发展预警系统。


背景技术：

[0003]
随着社会现代化进程，近视的发病率不断增加，已经成为当今世界范围内发病率最高的眼病之一。越来越多的孩子发生了近视，已经成为一种现代文明病、社会病，成为一个不容忽视的社会问题。它不仅影响到青少年儿童的身心健康。值得注意的是，学生近视的发生有逐渐低龄化的趋势， 7至9岁低龄儿童的近视现象出现明显上升趋势，许多儿童在学龄前或早期就开始出现近视，这既增加了小学生学习、生活的不便，也增加了成年后发展为高度近视的风险，增加眼并发症的发生。
[0004]
现有存在的一个问题是：在青少年近视初期时，其监护人无法及时发现，这就导致青少年近视问题愈发严重，等到发现时，青少年近视问题已难以进行控制和矫正。


技术实现要素：

[0005]
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供基于眼部微表情变化的青少年近视发展预警系统，它通过双重预警眼镜为青少年提供了两道视力检测预警手段，青少年通过佩戴双重预警眼镜即可进行虚拟仿真视力测试，在测试过程中，首先通过一级眼部图像检测系统实时对青少年眼部微表情进行监控，记录青少年眼部微表情变化，此为第一道检测预警手段，随后，启动二级眼部触屏标记系统，通过触觉软屏与眼周皮肤贴合，在测试过程中，通过感触皮肤动作伸缩变化来反映眼部微表情变化，此为第二道检测预警手段，本发明通过眼部微表情变化可以有效反应青少年的视力情况，对青少年视力起到及时预警作用，同时通过采用两道检测手段可以更加准确地检测出青少年的眼部微表情变化，大大了提高预警准确度。
[0006]
2．技术方案为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0007]
基于眼部微表情变化的青少年近视发展预警系统，包括双重预警眼镜，所述双重预警眼镜上设置有处理器，所述处理器包括预警主控系统，所述处理器分别连接有一级眼部图像检测系统和二级眼部触屏标记系统，所述一级眼部图像检测系统包括眼部监测模块，所述眼部监测模块连接有参照数据库和图像采集模块，所述图像采集模块连接有图像对比识别模块和实际数据库，所述图像对比识别模块连接有区别数据提取模块，所述区别数据提取模块连接有区别数据库，所述预警主控系统还连接有检测播放系统、警示系统和语音识别系统，所述检测播放系统用于在双重预警眼镜上向待检测者播放仿真视力检测表，所述警示系统连接有蜂鸣器，所述蜂鸣器固定连接有双重预警眼镜内部，所述预警主控系统还连接有眼部缓释系统，本发明通过双重预警眼镜为青少年提供了两道视力检测预警
手段，青少年通过佩戴双重预警眼镜即可进行虚拟仿真视力测试，在测试过程中，首先通过一级眼部图像检测系统实时对青少年眼部微表情进行监控，记录青少年眼部微表情变化，此为第一道检测预警手段，随后，启动二级眼部触屏标记系统，通过触觉软屏与眼周皮肤贴合，在测试过程中，通过感触皮肤动作伸缩变化来反映眼部微表情变化，此为第二道检测预警手段，本发明通过眼部微表情变化可以有效反应青少年的视力情况，对青少年视力起到及时预警作用，同时通过采用两道检测手段可以更加准确地检测出青少年的眼部微表情变化，大大了提高预警准确度。
[0008]
进一步的，所述双重预警眼镜包括一对相互固定连接的镜板，一对所述镜板相互远离的一端均固定连接有镜腿，所述处理器固定连接于其中一个镜腿的外端，所述镜板的内端固定连接有显示片和摄像头，所述摄像头位于显示片的一侧，所述显示片与检测播放系统电性连接，显示片用于向使用者播放仿真视力检测表，采用虚拟现实技术给使用者带来真实感受，使用者可随时随地进行视力检测，所述摄像头与眼部监测模块电性连接，摄像头用于对使用者眼部微表情进行实时监控和图像采集。
[0009]
进一步的，所述镜板的内侧设有触觉软屏，所述触觉软屏位于显示片和摄像头的外侧，所述触觉软屏与二级眼部触屏标记系统电性连接，所述镜板和触觉软屏之间设有多个均匀分布的柱形弹性囊，所述镜板的内部开设有气腔，所述气腔的形状与触觉软屏的形状相对应，所述柱形弹性囊的一端与触觉软屏的外端固定连接，所述柱形弹性囊的另一端贯穿镜板的内部直至与气腔相通，且柱形弹性囊与镜板的内部固定连接。
[0010]
进一步的，所述镜板的内部还固定连接有微型气泵，所述微型气泵位于显示片的下侧，所述微型气泵的进气端和出气端分别固定连接有进气管和出气管，所述进气管贯穿镜板内部直至与气腔相通，所述出气管贯穿镜板内部直至与外界相通，所述二级眼部触屏标记系统和眼部缓释系统均与微型气泵电性连接，当启动二级眼部触屏标记系统时，微型气泵抽取外界气体向气腔内部充气，气体进入柱形弹性囊的内部使柱形弹性囊逐渐膨胀伸长，带动触觉软屏逐渐向眼周靠近，直至与眼部皮肤贴合，当使用者眼部发生微表情时，其眼周肌肤会发生微小扯动，使得触觉软屏与皮肤的触点发生位移，从而检测出眼部微表情变化以及变化位置，不使用时，通过微型气泵将抽取气腔中气体，使柱形弹性囊收缩，触觉软屏靠近镜板的表面，从而不易影响一级眼部图像检测系统的使用。
[0011]
进一步的，所述气腔的内部填充有多个轻质空心弹球，所述轻质空心弹球的密度小于空气密度，所述轻质空心弹球的外圈直径小于柱形弹性囊的内圈直径，当气腔中发生气流变化时，轻质空心弹球会跟随气体发生移动。
[0012]
进一步的，所述出气管内部固定连接有阻隔网，所述轻质空心弹球的外圈直径大于阻隔网的孔径，通过阻隔网使轻质空心弹球不易进人微型气泵的出气管中。
[0013]
进一步的，所述气腔远离柱形弹性囊的内壁上开设有与外界相通的出气孔，所述出气孔的内部固定连接有气阀，所述气阀与眼部缓释系统电性连接，所述气阀内部同样固定连接有阻隔网，所述阻隔网位于气阀和气腔之间，通过阻隔网使轻质空心弹球不易跟随气体从出气孔中排出，本发明中双重预警眼镜还可以对使用者眼部皮肤进行按摩，缓解眼部疲劳，降低视力问题发生率，具体操作为：使用者佩戴好双重预警眼镜后，通过处理器启动眼部缓释系统，先通过微型气泵向气腔内部充气，使触觉软屏贴合眼周，随后打开气阀，再通过微型气泵持续向气腔内充气，气腔内气压增大，多余气体通过出气孔排出气体，气腔
和柱形弹性囊内气压处于动态稳定状态，触觉软屏保持与皮肤接触状态，与此同时，气腔和柱形弹性囊内的气体持续处于流动中，在气流作用下，柱形弹性囊不断产生振动，并且轻质空心弹球跟随气体流动，不断与柱形弹性囊内壁产生撞击，加大柱形弹性囊的振动，从而通过柱形弹性囊的振动使触觉软屏对眼部皮肤进行振动按摩，实现缓解眼部疲劳的作用。
[0014]
进一步的，所述进气管内部固定连接有防尘网，防尘网对微型气泵的进气管起到防尘作用。
[0015]
基于眼部微表情变化的青少年近视发展预警系统，其预警方法为：s1、一级预警：使用者将双重预警眼镜佩戴好，通过处理器启动一级眼部图像检测系统、检测播放系统、语音识别系统和预警系统，在显示片上播放仿真视力检测表，使用者按照显示片上指示对仿真视力检测表进行识别并说出答案，同时，根据使用者识别进度，通过摄像头对使用者的眼部微表情进行实时采集；s2、二级预警：完成一级预警后，关闭一级眼部图像检测系统，启动二级眼部触屏标记系统，通过微型气泵向气腔中充气，柱形弹性囊逐渐膨胀伸长，推动触觉软屏使其与使用者眼周皮肤贴合，随后，使用者重新按照显示片指示对仿真视力检测表进行识别并说出答案，触觉软屏通过感触皮肤动作伸缩变化来反映眼部微表情变化。
[0016]
3．有益效果相比于现有技术，本发明的优点在于：（1）本方案通过双重预警眼镜为青少年提供了两道视力检测预警手段，青少年通过佩戴双重预警眼镜即可进行虚拟仿真视力测试，在测试过程中，首先通过一级眼部图像检测系统实时对青少年眼部微表情进行监控，记录青少年眼部微表情变化，此为第一道检测预警手段，随后，启动二级眼部触屏标记系统，通过触觉软屏与眼周皮肤贴合，在测试过程中，通过感触皮肤动作伸缩变化来反映眼部微表情变化，此为第二道检测预警手段，本发明通过眼部微表情变化可以有效反应青少年的视力情况，对青少年视力起到及时预警作用，同时通过采用两道检测手段可以更加准确地检测出青少年的眼部微表情变化，大大了提高预警准确度。
[0017]
（2）双重预警眼镜包括一对相互固定连接的镜板，一对镜板相互远离的一端均固定连接有镜腿，处理器固定连接于其中一个镜腿的外端，镜板的内端固定连接有显示片和摄像头，摄像头位于显示片的一侧，显示片与检测播放系统电性连接，显示片用于向使用者播放仿真视力检测表，采用虚拟现实技术给使用者带来真实感受，使用者可随时随地进行视力检测，摄像头与眼部监测模块电性连接，摄像头用于对使用者眼部微表情进行实时监控和图像采集。
[0018]
（3）镜板的内侧设有触觉软屏，触觉软屏位于显示片和摄像头的外侧，触觉软屏与二级眼部触屏标记系统电性连接，镜板和触觉软屏之间设有多个均匀分布的柱形弹性囊，镜板的内部开设有气腔，气腔的形状与触觉软屏的形状相对应，柱形弹性囊的一端与触觉软屏的外端固定连接，柱形弹性囊的另一端贯穿镜板的内部直至与气腔相通，且柱形弹性囊与镜板的内部固定连接，镜板的内部还固定连接有微型气泵，当启动二级眼部触屏标记系统时，微型气泵抽取外界气体向气腔内部充气，气体进入柱形弹性囊的内部使柱形弹性囊逐渐膨胀伸长，带动触觉软屏逐渐向眼周靠近，直至与眼部皮肤贴合，当使用者眼部发生微表情时，其眼周肌肤会发生微小扯动，使得触觉软屏与皮肤的触点发生位移，从而检测出
眼部微表情变化以及变化位置，不使用时，通过微型气泵将抽取气腔中气体，使柱形弹性囊收缩，触觉软屏靠近镜板的表面，从而不易影响一级眼部图像检测系统的使用。
[0019]
（4）本发明中双重预警眼镜还可以对使用者眼部皮肤进行按摩，缓解眼部疲劳，降低视力问题发生率，具体操作为：使用者佩戴好双重预警眼镜后，通过处理器启动眼部缓释系统，先通过微型气泵向气腔内部充气，使触觉软屏贴合眼周，随后打开气阀，再通过微型气泵持续向气腔内充气，气腔内气压增大，多余气体通过出气孔排出气体，气腔和柱形弹性囊内气压处于动态稳定状态，触觉软屏保持与皮肤接触状态，与此同时，气腔和柱形弹性囊内的气体持续处于流动中，在气流作用下，柱形弹性囊不断产生振动，并且轻质空心弹球跟随气体流动，不断与柱形弹性囊内壁产生撞击，加大柱形弹性囊的振动，从而通过柱形弹性囊的振动使触觉软屏对眼部皮肤进行振动按摩，实现缓解眼部疲劳的作用。
附图说明
[0020]
图1为本发明的系统框图；图2为本发明的双重预警眼镜的立体图一；图3为本发明的双重预警眼镜的立体图二；图4为本发明的柱形弹性囊膨胀后的顶面结构示意图；图5为图4中a处的结构示意图；图6为本发明的双重预警眼镜的立体图三；图7为本发明的柱形弹性囊处的正面结构示意图。
[0021]
图中标号说明：1镜腿、2镜板、201气腔、202出气孔、3触觉软屏、4显示片、5摄像头、6处理器、7柱形弹性囊、8轻质空心弹球、9微型气泵、10防尘网、11阻隔网、12气阀。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
[0023]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0025]
实施例：
请参阅图1和图2，基于眼部微表情变化的青少年近视发展预警系统，包括双重预警眼镜，双重预警眼镜上设置有处理器6，处理器6包括预警主控系统，处理器6分别连接有一级眼部图像检测系统和二级眼部触屏标记系统，一级眼部图像检测系统包括眼部监测模块，眼部监测模块连接有参照数据库和图像采集模块，图像采集模块连接有图像对比识别模块和实际数据库，图像对比识别模块连接有区别数据提取模块，区别数据提取模块连接有区别数据库，预警主控系统还连接有检测播放系统、警示系统和语音识别系统，检测播放系统用于在双重预警眼镜上向待检测者播放仿真视力检测表，参照数据库用于存储使用者在正常视力下识别仿真视力检测表时的眼部微表情图像，实际数据库用于存储使用者在检测过程中的眼部微表情图像，区别数据提取模块通过以参照数据库为参照模板，对实际拍摄的微表情图像中的区别数据进行识别并提取，存储于区别数据库，警示系统连接有蜂鸣器（图中未画出），蜂鸣器固定连接有双重预警眼镜内部，预警主控系统还连接有眼部缓释系统。
[0026]
请参阅图2和图3，双重预警眼镜包括一对相互固定连接的镜板2，一对镜板2相互远离的一端均固定连接有镜腿1，处理器6固定连接于其中一个镜腿1的外端，镜板2的内端固定连接有显示片4和摄像头5，摄像头5位于显示片4的一侧，显示片4与检测播放系统电性连接，显示片4用于向使用者播放仿真视力检测表，采用虚拟现实技术给使用者带来真实感受，使用者可随时随地进行视力检测，摄像头5与眼部监测模块电性连接，摄像头5用于对使用者眼部微表情进行实时监控和图像采集。
[0027]
请参阅图2和图4，镜板2的内侧设有触觉软屏3，触觉软屏3采用现有触觉感应技术（触摸屏技术），内层设置触觉感应器件，外层通过软质触膜包裹，具有良好的柔性特征，触觉软屏3上设有适应人体眼部形状的椭圆空心，在使用时可露出人体眼部，方便观看显示片4，触觉软屏3位于显示片4和摄像头5的外侧，触觉软屏3与二级眼部触屏标记系统电性连接，镜板2和触觉软屏3之间设有多个均匀分布的柱形弹性囊7，镜板2的内部开设有气腔201，气腔201的形状与触觉软屏3的形状相对应，柱形弹性囊7的一端与触觉软屏3的外端固定连接，柱形弹性囊7的另一端贯穿镜板2的内部直至与气腔201相通，且柱形弹性囊7与镜板2的内部固定连接，请参阅图5，镜板2的内部还固定连接有微型气泵9，微型气泵9位于显示片4的下侧，微型气泵9的进气端和出气端分别固定连接有进气管和出气管，进气管贯穿镜板2内部直至与气腔201相通，出气管贯穿镜板2内部直至与外界相通，进气管内部固定连接有防尘网10，防尘网10对微型气泵9的进气管起到防尘作用，二级眼部触屏标记系统和眼部缓释系统均与微型气泵9电性连接，当启动二级眼部触屏标记系统时，微型气泵9抽取外界气体向气腔201内部充气，气体进入柱形弹性囊7的内部使柱形弹性囊7逐渐膨胀伸长，带动触觉软屏3逐渐向眼周靠近，直至与眼部皮肤贴合，当使用者眼部发生微表情时，其眼周肌肤会发生微小扯动，使得触觉软屏3与皮肤的触点发生位移，从而检测出眼部微表情变化以及变化位置，不使用时，通过微型气泵9将抽取气腔201中气体，使柱形弹性囊7收缩，触觉软屏3靠近镜板2的表面，从而不易影响一级眼部图像检测系统的使用。
[0028]
请参阅图5，气腔201的内部填充有多个轻质空心弹球8，轻质空心弹球8的密度小于空气密度，轻质空心弹球8的外圈直径小于柱形弹性囊7的内圈直径，当气腔201中发生气流变化时，轻质空心弹球8会跟随气体发生移动，微型气泵9连接的出气管内部固定连接有阻隔网11，轻质空心弹球8的外圈直径大于阻隔网11的孔径，通过阻隔网11使轻质空心弹球8不易进人微型气泵9的出气管中，请参阅图4，气腔201远离柱形弹性囊7的内壁上开设有与
外界相通的出气孔202，出气孔202的内部固定连接有气阀12，气阀12与眼部缓释系统电性连接，气阀12内部同样固定连接有阻隔网11，阻隔网11位于气阀12和气腔201之间，通过阻隔网11使轻质空心弹球8不易跟随气体从出气孔202中排出，本发明中双重预警眼镜还可以对使用者眼部皮肤进行按摩，缓解眼部疲劳，降低视力问题发生率，具体操作为：使用者佩戴好双重预警眼镜后，通过处理器6启动眼部缓释系统，先通过微型气泵9向气腔201内部充气，使触觉软屏3贴合眼周，随后打开气阀12，再通过微型气泵9持续向气腔201内充气，气腔201内气压增大，多余气体通过出气孔202排出气体，气腔201和柱形弹性囊7内气压处于动态稳定状态，触觉软屏3保持与皮肤接触状态，与此同时，气腔201和柱形弹性囊7内的气体持续处于流动中，在气流作用下，柱形弹性囊7不断产生振动，并且轻质空心弹球8跟随气体流动，不断与柱形弹性囊7内壁产生撞击，加大柱形弹性囊7的振动，从而通过柱形弹性囊7的振动使触觉软屏3对眼部皮肤进行振动按摩，实现缓解眼部疲劳的作用。
[0029]
基于眼部微表情变化的青少年近视发展预警系统，其预警方法为：s1、一级预警：使用者将双重预警眼镜佩戴好，通过处理器6启动一级眼部图像检测系统、检测播放系统、语音识别系统和预警系统，在显示片4上播放仿真视力检测表，使用者按照显示片4上指示对仿真视力检测表进行识别并说出答案，同时，根据使用者识别进度，通过摄像头5对使用者的眼部微表情进行实时采集；s2、二级预警：完成一级预警后，关闭一级眼部图像检测系统，启动二级眼部触屏标记系统，通过微型气泵9向气腔201中充气，柱形弹性囊7逐渐膨胀伸长，推动触觉软屏3使其与使用者眼周皮肤贴合，随后，使用者重新按照显示片4指示对仿真视力检测表进行识别并说出答案，触觉软屏3通过感触皮肤动作伸缩变化来反映眼部微表情变化。
[0030]
本发明通过双重预警眼镜为青少年提供了两道视力检测预警手段，青少年通过佩戴双重预警眼镜即可进行虚拟仿真视力测试，在测试过程中，首先通过一级眼部图像检测系统实时对青少年眼部微表情进行监控，记录青少年眼部微表情变化，此为第一道检测预警手段，随后，启动二级眼部触屏标记系统，通过触觉软屏3与眼周皮肤贴合，在测试过程中，通过感触皮肤动作伸缩变化来反映眼部微表情变化，此为第二道检测预警手段，本发明通过眼部微表情变化可以有效反应青少年的视力情况，对青少年视力起到及时预警作用，同时通过采用两道检测手段可以更加准确地检测出青少年的眼部微表情变化，大大了提高预警准确度。
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以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。