一种智能传感器防近视眼镜及控制方法与流程

本发明属于眼镜领域，涉及预防近视技术，具体是一种智能传感器防近视眼镜及控制方法。

背景技术：

1、

2、现今，眼睛近视的人很多，大部分原因是在生活和学习中没有保持良好的用眼习惯，如做作业低头没有保持适当的距离、在暗光环境下看电子设备，尤其是在通过线上上课的学生，使用电子产品的时间和次数增加，加上缺乏户外运动、学习压力大等因素，导致视力不良等现象多发，而目前的近视眼镜并不能在学生的学习姿势发生错误时对学生进行提醒以及对暗光的学习环境进行改善，导致学生无法自主的适应正确的用眼环境，难以预防近视的情况。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种智能传感器防近视眼镜及控制方法，用于解决近视眼镜并不能在学生的学习姿势发生错误时对学生进行提醒以及对暗光的学习环境进行改善，导致学生无法自主的适应正确的用眼环境，难以预防近视的情况的技术问题，本发明通过在镜框上设置距离传感器和光度感应器获取佩戴者的用眼环境，从而能够反应出佩戴者的用眼姿势以及用眼亮度是否在安全范围内，而且在镜框上设置led三色灯，能够在暗光环境进行补光，从而能够更好的避免佩戴者因环境问题导致的近视问题，同时该led三色灯和微型振子进行闪烁和发生振动，提示使用者更改姿势或改善环境，从而能够使得佩戴者自主改变姿势解决了上述问题。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种智能传感器防近视眼镜，包括镜框，所述镜框由眼镜左支架、眼镜右支架、镜片框架、眼镜鼻梁架组成；

3、所述镜片框架上且位于眼镜鼻梁架的上方设置有距离传感器，所述距离传感器用于检测佩戴者的用眼距离，所述用眼距离为佩戴者面前出现物体到佩戴者面部的距离；

4、所述镜片框架上设置有光度感应器；所述光度感应器用于检测佩戴者面前的用眼亮度和色温值；所述用眼亮度为面前出现物体的表面亮度。

5、所述眼镜左支架和眼镜右支架相对的一侧均设置有电容触控传感器；

6、所述眼镜左支架和眼镜右支架相对的一侧均设置有计时传感器，所述计时传感器用于计时；

7、所述镜框的两内侧且位于计时传感器的一侧设置有led三色灯，所述计时模块用于根据用眼距离和用眼亮度进行计时，所述led三色灯用于根据亮度调节信号进行闪烁或补充光照提醒或改善佩戴者的用眼环境；

8、所述眼镜左支架和眼镜右支架的端部设置有数据处理模块；

9、所述眼镜左支架和眼镜右支架上均设置有微型振子，所述微型振子用于根据振动提示信号产生振动提醒佩戴者。

10、需要说明的是，当进行闪烁时此时led三色灯以低频柔和的灯光进行闪烁，避免给佩戴者带来强烈的不适感。

11、一种智能传感器防近视眼镜的控制方法，包括：

12、s1：将光度感应器获取的用眼亮度和距离传感器获取的用眼距离发送至数据处理模块；

13、s2：根据用眼亮度和用眼距离控制计时模块进行计时，得到用眼时间和振动提示信号；

14、s3：数据处理模块基于用眼时间内的用眼距离和用眼亮度生成振动提示信号和亮度调节信号，并得到用眼行为；其中，亮度调节信号包括闪烁信号和补光信号。

15、s4：基于振动信号对微型振子进行控制；基于亮度调节信号对led三色灯进行控制。

16、优选的，所述根据用眼亮度和用眼距离控制计时模块进行计时，包括：

17、s21：获取用眼亮度和用眼距离；

18、s22：判断用眼距离和用眼亮度是否均在对应的安全范围内；是，启动计时模块进行计时，并跳转至s23；否，跳转至s21；其中，安全范围包括距离范围和亮度范围；

19、s23：当用眼距离或用眼亮度不在对应的安全范围内，停止计时模块，得到用眼时间；当计时模块的计时时间超过时间阈值，持续生成振动提示信号。

20、统计安全的用眼时间，能够反映出佩戴者的实际用眼时间，根据设置的时间阈值，能够提醒佩戴者用眼时间过长导致的近视问题。

21、优选的，所述数据处理模块基于用眼时间内的用眼距离和用眼亮度生成振动提示信号和亮度调节信号，包括：

22、s31：提取佩戴者当前的用眼距离和用眼亮度；判断用眼距离是否大于距离范围的最大值；否，生成振动提示信号和闪烁信号，将当前用眼行为标记为近视用眼，是，将用眼亮度与亮度范围进行比较，若用眼亮度大于在亮度范围内，将当前用眼行为标记为安全用眼，否则跳转至s32。

23、s32：将当前用眼亮度与亮度范围的最小值和最大值进行比较；若当前用眼亮度小于亮度范围的最小值，则根据用眼亮度生成补光信号，并将当前用眼行为标记为疲劳用眼；若当前用眼亮度大于亮度范围的最大值，则生成振动提示信号，并将当前用眼行为标记为刺激用眼；其中，补光信号包括补充亮度值和补充色温值。

24、通过上述方式产生振动提示信号和闪烁信号以提示佩戴者的用眼环境处于并不正确，以提醒佩戴该调整姿势或用眼环境，培养佩戴者的自主意识，从而能够从佩戴者资深预防近视，并且在用眼时间过长、佩戴者的用眼姿势不正确以及不正确的用眼环境均产生不同类型的提示，从而能够让佩戴者快速的对不同的问题做出对应的适应。

25、优选的，所述根据用眼亮度生成补光信号，包括：

26、提取光度感应器获取用眼亮度、色温值；

27、通过公式计算lc＝ly-ld，计算亮度差值lc；其中，ly为亮度标准值，ld为用眼亮度；

28、通过公式计算sc＝sy-sd，计算色温差值sc；其中，sy为色温值标准值，sd为色温值；

29、将亮度差值lc、亮度标准值ly、用眼亮度ld、色温差值sc、色温值标准值sy和色温值sd输入至补光计算模型，得到补充亮度值和补充色温值；其中，补光计算模型基于人工神经网络模型建立。

30、通过上述方式生成补光信号，能够使得佩戴者的处于正确的用眼环境下，从而起到预防近视的效果。

31、优选的，所述补光计算模型基于人工神经网络建立，包括：

32、通过数据库获取亮度差值lc、亮度标准值ly、用眼亮度ld、色温差值sc、色温值标准值sy和色温值sd以及对应的补充亮度值和补充色温值；

33、将亮度差值lc、亮度标准值ly、用眼亮度ld、色温差值sc、色温值标准值sy和色温值sd标记为训练输入数据，将补充亮度值和补充色温值标记为标准输出数据，将训练输入数据和训练输出数据输入人工神经网络模型进行训练，得到补光计算模型。

34、优选的，一种智能传感器防近视眼镜的控制方法，还包括：s5：统计i天内的非安全时间和用眼时间，基于用眼时间和非安全时间获取i天的评估系数；基于若干天的评估系数计算矫正天数；其中，i为正整数，非安全时间为佩戴者时疲劳用眼的时间、近视用眼的时间和刺激用眼的时间。

35、通过该步骤得到的矫正天数，能够直接的反应出该眼镜对佩戴者进行矫正效果。

36、优选的，所述基于用眼时间和非安全时间获取i天的评估系数，包括：

37、提取第j天的用眼时间和非安全时间，分别标记为taj和tfj；其中，j∈i；

38、通过公式pgj＝taj/(taj+α×tfj)计算第i天的评估系数；其中，α为非安全时间tfj的权重系数。

39、需要说明的是α基于用眼时间和非安全时间之和确定。

40、优选的，所述基于若干天的评估系数计算矫正天数，包括：

41、提取i天的评估系数，分别标记为pg1、pg2、…、pgi；通过对i天的评估系数进行线性拟合，得到自变量为天数、因变量为评估系数的函数关系式一，设置评估阈值的函数关系式二，将函数关系式一和函数关系式二之间的交点的自变量标记为矫正天数。

42、需要说明的是函数关系式二的行驶为pgyz＝h，而该函数关系式在平面直角坐标系中为与x轴平行的直线。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

44、1、本发明中，通过在镜框上设置距离传感器和光度感应器获取佩戴者的用眼环境，从而能够反应出佩戴者的用眼姿势以及用眼亮度是否在安全范围内，而且在镜框上设置led三色灯，能够在暗光环境进行补光，从而能够更好的避免佩戴者因环境问题导致的近视问题，同时该led三色灯和微型振子进行闪烁和发生振动，提示使用者更改姿势或改善环境，从而能够使得佩戴者自主改变姿势，让佩戴者潜移默化的改变用眼姿势和环境并养成正确的用眼习惯，以达到预防近视的效果，同时配合计时传感器能够对用眼时间进行统计，并配合微型振子发出提醒能够佩戴者避免长时间用眼，进一步改变因用眼时间过长导致的近视问题。

45、2、本发明中，根据光度感应器检测的环境变化，再通过数据处理模块亮度信号进行调节以控制led三色灯对环境光的进行补充，以达到正确的用眼亮度，和色温，并且通过数据处理模块对led三色灯进行闪烁，能够起到对佩戴这进行提醒的作用。