一种多功能、高精度的体态检测设备及其检测方法

本发明涉及体态检测设备，特别是一种多功能、高精度的体态检测设备及其检测方法。

背景技术：

1、体态检测设备是通过一些电子传感器测量体态数据的设备，除了身高和体重外，还可以检测体态的标准程度、肩宽和腰宽。但目前的体态检测设备在进行检测前，缺乏对用户的站立姿势检测和纠正提醒，在检测时用户可能存在踮脚、驼背等有意识或无意识的行为，这些行为都会影响到检测结果的准确性，并且缺乏肩部平衡、骨盘前倾或骨盘后倾等检测功能，存在功能不够全面综合、检测存在不够科学、精度低的问题。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种多功能、高精度的体态检测设备及其检测方法，增加了肩部平衡、骨盘前倾或骨盘后倾等检测功能，实现对体态的综合检测，继而可在检测前对用户进行站立姿势检测、辅助纠正或提醒，评估结果更为科学和高精度。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种多功能、高精度的体态检测设备，包括立柱、底座和顶板，所述底座和所述顶板分别设置于所述立柱的底部和顶部，所述顶板和所述底座上下相对，还包括头部定位器、机械臂、第一超声波测量器、第二超声波测量器、摄像器和控制器；

4、所述顶板的底部对称地设有两根沿前后方向延伸的第一电动导轨，每根所述第一电动导轨滑动连接有一个所述第一超声波测量器；所述第一超声波测量器用于检测人体肩部所处的高度和用于检测人体两肩的高度差，并发送至所述控制器；

5、所述立柱的左右两侧竖直且对称地设有第二电动导轨，两根所述第二电动导轨分别滑动安装有一根所述机械臂，两根所述机械臂对称分布并用于通过前后摆动来推动人体背部移动以提醒用户端正背部姿态；

6、所述头部定位器包括头部挡板和调节机构，所述调节机构安装于所述顶板的前侧，所述头部挡板滑动安装于所述调节机构，所述调节机构用于调节所述头部挡板的所处位置，配合所述机械臂动作以使用户模拟仰躺姿势；

7、所述立柱的中部沿长度方向设有检测窗口，所述检测窗口贯穿所述立柱的前后两侧，所述检测窗口内竖直设有第三电动导轨，所述第二超声波测量器和所述第三电动导轨滑动连接；所述第二超声波测量器用于检测人体躯干的各部位分别与其检测端的距离，生成距离数据集并发送至所述控制器；

8、所述摄像器设置于所述底座的前方，所述摄像器用于通过机器视觉识别用户的两肩的角点形成的角点直线，并发送至所述控制器；和用于通过视觉识别检测体态，采集并发送体态数据至所述控制器进行显示；

9、所述控制器用于根据所述两肩的高度差和角点直线判断肩部是否平衡，并在肩部不平衡时发出姿势纠正提醒；和用于根据所述距离数据集判断是否肥胖和是否盆骨前倾或后倾，若是则发出姿势纠正提醒；以及用于在检测到用户的体态符合预设标准时控制所述摄像器采集所述体态数据。

10、优选地，所述多功能、高精度的体态检测设备的检测方法，包括以下步骤：

11、步骤a，提示用户站立于所述底座上，并朝向所述立柱；然后检测用户是否站稳，并在判断站稳后检测体重，同时两个所述第一超声波测量器检测人体肩部所处的高度，生成双肩的肩高粗定值hs；并通过所述肩高粗定值hs和预设的人体标准尺寸比例，计算出身高粗定值h和表示人体背部所处高度的背高粗定值h1；

12、步骤b，移动所述头部挡板至所述身高粗定值h对应的高度，和移动所述机械臂至所述背高粗定值h1对应的高度；接着，所述机械臂的推杆向用户施加推力以提醒用户挺直背部，直至所述推杆施加的推力达到推力设定值时停止并保持在当前位置；然后，所述头部挡板向后移动至和用户头部的后方相抵，以使用户模拟仰躺姿势；

13、步骤c，两个所述第一超声波测量器进行检测并从前向后移动，采集得到左肩高度数组和右肩高度数组，分别计算出左肩高度数组和右肩高度数组中的前五个最大值的平均值，从而生成左肩高度值height1和右肩高度值height2，以及两肩的高度差值；

14、同时，摄像器通过机器视觉识别用户的所述角点直线，所述控制器根据所述两肩的高度差和角点直线判断肩部是否平衡，并在肩部不平衡时发出姿势纠正提醒；重复执行步骤c，直至用户的肩部平衡为止，并生成肩高确定值hs1；

15、步骤d，通过所述肩高确定值hs1和预设的人体标准尺寸比例，计算出胸部高度值hc和表示腰围高度与臀围高度的中间值的腹部高度值h2；然后移动第二超声波测量器至所述胸部高度值hc并进行检测，采集用户胸部和第二超声波测量器之间的距离dc；接着第二超声波测量器边移动至所述腹部高度值h2边进行检测，采集用户从胸部至腹部的曲线数据组，所述控制器根据所述曲线数据组判断用户是否肥胖；

16、步骤e，所述头部挡板复位至最高处，所述机械臂展开，提示用户转身至朝向所述摄像器，然后移动第二超声波测量器至所述背高粗定值h1，接着第二超声波测量器边进行检测边向下移动至所述腹部高度值h2，采集沿途所测数据并根据所测数据判断是否存在盆骨前倾或后倾；若存在盆骨前倾或后倾，则发出姿势纠正提醒；重复执行步骤d，直至不存在盆骨前倾或后倾为止；

17、步骤f，所述摄像器通过视觉识别检测体态，采集并发送体态数据至所述控制器进行显示。

18、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

19、所述多功能、高精度的体态检测设备主要应用于对身高精度要求较高且同时需要获得其他体态数据的场合。不仅能够实现对被测对象的左右肩部是否平衡、是否存在盆骨前倾、盆骨后倾等情况进行检测来判断站姿情况，还可以实现对被测对象是否肥胖、身高、体重、腰宽和肩宽的检测。该装置是为了解决在常见的身高检测设备中由于站姿问题所导致的测量误差，同时在已有基础上为被测用户提供更多的体态检测信息。采用了第一超声波测量器和第二超声波测量器来测量体位数据，在人体标准站姿数据的基础上设置允许的阈值偏差，并且产生语言提醒，辅助用户调整站姿情况，通过一系列的体态检测来提高视觉检测的准确性。

技术特征：

1.一种多功能、高精度的体态检测设备，包括立柱、底座和顶板，所述底座和所述顶板分别设置于所述立柱的底部和顶部，所述顶板和所述底座上下相对，其特征在于：还包括头部定位器、机械臂、第一超声波测量器、第二超声波测量器、摄像器和控制器；

2.根据权利要求1所述的多功能、高精度的体态检测设备，其特征在于，所述机械臂包括支撑杆、推杆、第一电机和第一压力传感器，所述支撑杆的一端和对应的所述第二电动导轨滑动连接，所述支撑杆的另一端通过转轴件和所述推杆的一端铰接，所述第一电机的输出端和所述转轴件，所述第一电机用于驱动所述推杆前后摆动来推动人体背部移动；

3.根据权利要求1所述的多功能、高精度的体态检测设备，其特征在于，所述底座设有第三压力传感器，所述第三压力传感器用于检测体重数据并发送至所述控制器；

4.根据权利要求1所述的多功能、高精度的体态检测设备，其特征在于，所述第三电动导轨包括第三电机、传动皮带和两个传动轮，两个所述传动轮分别安装于所述检测窗口的上下两端，所述传动皮带套设于两个所述传动轮之间，所述第三电机的输出轴和其中一个所述传动轮的中轴连接，所述第二超声波测量器通过连接件安装于所述传动皮带的前侧，所述第三电机用于通过驱动所述传动皮带于两个所述传动轮之间移动而带动所述第二超声波测量器上下移动；

5.根据权利要求1所述的多功能、高精度的体态检测设备，其特征在于，所述调节机构包括第四电动导轨和第五电动导轨，所述第四电动导轨包括第一壳体、第四电机、第四传动丝杆和第四滑块；所述第五电动导轨包括第二壳体、第五电机、第五传动丝杆和第五滑块；

6.根据权利要求1所述的多功能、高精度的体态检测设备，其特征在于，还包括第一安装架和第二安装架，所述第一安装架和第二安装架均为l型支架，所述第一安装架的一端和所述底座的前侧连接，所述第一安装架向前延伸并且所述第一安装架的另一端朝上，所述摄像器安装于所述第一安装架的另一端，所述摄像器的镜头朝向所述立柱；

7.根据权利要求1至6任意一项所述的多功能、高精度的体态检测设备的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的多功能、高精度的体态检测设备的检测方法，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的多功能、高精度的体态检测设备的检测方法，其特征在于，所述步骤d具体为：

10.根据权利要求7所述的多功能、高精度的体态检测设备的检测方法，其特征在于，所述步骤e具体为：

技术总结
本发明公开了一种多功能、高精度的体态检测设备及其检测方法，其中设备包括立柱、底座、顶板、头部定位器、机械臂、第一超声波测量器、第二超声波测量器、摄像器和控制器；第一超声波测量器用于检测人体肩部所处的高度和用于检测人体两肩的高度差，两根所述机械臂对称分布并用于通过前后摆动来推动人体背部移动以提醒用户端正背部姿态；头部定位器配合所述机械臂动作以使用户模拟仰躺姿势；摄像器通过视觉识别检测体态。增加了肩部平衡、骨盘前倾或骨盘后倾等检测功能，实现对体态的综合检测，继而可在检测前对用户进行站立姿势检测、辅助纠正或提醒，评估结果更为科学和高精度。

技术研发人员：邹大鹏,陈坤,孙晗,李耀国,朱建波,曾建成
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13