一种自适应讲台倾斜角度调整方法及处理终端与流程

1.本发明涉及讲台调整控制技术领域，具体是一种自适应讲台倾斜角度调整方法及处理终端。


背景技术：

2.目前很多的演讲台的倾斜角度是固定，也即是演讲台的桌面倾斜角度是固定的，演讲台的桌面通常用于放置显示屏、书籍等用于向演讲者提供信息展示的载体。采用固定倾斜角度对于不同身高的演讲人来说是，是不方便的，给演讲人的舒适度和体验度都较差，因此，希望可以根据演讲人的身高进行自适应调整倾斜角度，以便于更好满足不同身高的演讲人的需求。
3.现有技术中，有一些讲台虽然也可以调整倾斜角度。但大部分是采用手动来调节，无法满足演讲人在不同姿态下自动适应调节。小部分虽然可以自动调节倾斜角度，但其依然无法准确根据演讲人姿态来快速、准确地响应倾斜角度调节。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自适应讲台倾斜角度调整方法及处理终端，其能够解决背景技术所描述的问题。
5.实现本发明的目的的技术方案为：一种自适应讲台倾斜角度调整方法，包括如下步骤：
6.步骤1：获得表征讲台前演讲人员的当前姿态指标r；
7.步骤2：将当前姿态指标r代入公式
①
计算得到讲台倾斜角度α：
8.α＝a＊(1－exp(－b
·
r))+c－－－－－－
①
9.式中，参数a、参数b和参数c均为可调参数，a表示讲台倾斜角度的变化幅度调节系数，c表示夹角为0时，也即是演讲人员直立站直而未有低头或抬头时的桌面倾斜角度，b表示响应演讲人姿态变化后演讲台相应改变倾斜角度的响应速度，b越大，响应速度越快，b越小，则响应速度越慢，0＜b＜1，
10.实时测得演讲台前演讲人员的当前姿态指标r，根据当前姿态指标r相对应的讲台倾斜角度α，然后调整讲台至讲台倾斜角度α，完成当前一次的讲台倾斜角度调整。
11.进一步地，在步骤1中，通过摄像头检测讲台演讲人员的当前姿态指标，姿态指标包括头部关键点h、颈部关键点n和脊柱关键点c，构建表征头部关键点h和颈部方向的向量hn和表征颈部关键点n和脊柱关键点c方向的向量nc，计算出向量hn和向量nc之间的夹角θ，将夹角θ转换为弧度，该弧度为所述当前姿态指标r。
12.进一步地，采用肩部关键点s来替代脊柱关键点c，相应的，向量nc用向量ns来取代。
13.进一步地，所述夹角θ采用如下的反余弦函数计算公式计算得到：
14.θ＝arccos((hn
·
nc)/(|hn|
·
|nc|))
15.进一步地，预先建立演讲人员身高与参数a、参数c之间的映射关系，以便于根据不同身高调整相对应的讲台倾斜角度α，从而自适应不同演讲人员身高的倾斜角度调整。
16.进一步地，参数b与弧度r正相关，也即弧度r越大，则参数b也越大，反之，弧度r越小，则参数b也越小。
17.进一步地，参数a、参数b和参数c通过滑动窗口方法计算得到，滑动窗口方法包括以下步骤：
18.步骤s1：采集一段时间内若干演讲人员的夹角θ序列值，按预设滑动窗口大小n滑动筛选当前夹角θ序列值，从而不断采集到新的姿态数据，并且丢弃最旧的姿态数据；
19.步骤s2：基于当前夹角θ序列值计算夹角θ序列值的平均值ave和标准差sd，平均值能够表示在该段时间内演讲者的整体姿态，标准差表示在该段时间内演讲者的姿态变化幅度；
20.步骤s3：若平均值ave≥第一预设阈值而认定为平均值ave较大，则增大参数a的值，以适应演讲人员当前更加呈现弯腰的姿态；若平均值ave＜第一预设阈值而认定为平均值ave较小，则减小参数a的值，以适应演讲人员当前较为挺直的姿态，
21.若标准差sd≥第二预设阈值而认定为标准差较大，则增大参数b的值，以提高响应的敏感程度，使得讲台能够更快地响应演讲人员的姿态变化；若标准差sd＜第二预设阈值而认定为标准差较小，则减小参数b的值，以降低响应的敏感程度，使得讲台在演讲人员的姿态变化较为稳定时，降低调整倾斜角度的频率，
22.参数c综合考虑平均值ave和标准差sd来确定。
23.进一步地，还包括滤除姿态指标的异常值，包括滤除姿态指标中的夹角θ序列值，并采用中值滤波方法来滤除夹角θ序列值中的异常值。
24.进一步地，选定一个窗口大小为k的中值滤波器对夹角θ序列值进行滤波，对于每一个当前夹角θ的数据点，取其相邻的k－1个数据点，然后对这k－1个数据点进行排序，排序后的中间值作为滤波后的数据点。
25.一种处理终端，其包括：
26.存储器，用于存储程序指令；
27.处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述自适应讲台倾斜角度调整方法的步骤。
28.本发明的有益效果为：本发明可以很好地自适应调整不同姿态下的讲台倾斜角度调整，并且可以根据实际的使用场景、不同演讲人员的需求，可以动态地自适应地根据不同演讲人员或同一演讲人员姿态动态变化过程中动态调整讲台倾斜角度，并且可以避免姿态变化不大而带来剧烈的讲台倾斜大幅度的变化，以适应演讲人员，提高了舒适度和体验度。
附图说明
29.图1为本发明的流程示意图；
30.图2为处理终端的示意图。
具体实施方式
31.下面，结合附图以及具体实施方案，对本发明做进一步描述：
32.如图1所示，一种自适应讲台倾斜角度调整方法，包括如下步骤：
33.步骤1：通过摄像头检测讲台演讲人员的当前姿态指标，姿态指标包括头部关键点h、颈部关键点n和脊柱关键点c，构建表征头部关键点h和颈部方向的向量hn和表征颈部关键点n和脊柱关键点c方向的向量nc，计算出向量hn和向量nc之间的夹角θ。
34.其中，可以采用肩部关键点s来替代脊柱关键点c，相应的，向量nc用向量ns来取代。
35.向量hn和向量nc之间的夹角θ可以采用反余弦函数arccos计算公式得到，反余弦函数arccos的计算公式如下：
36.θ＝arccos((hn
·
nc)/(|hn|
·
|nc|))
37.反余弦函数计算公式也即是求解两个向量之间的夹角，hn
·
nc表示两个向量的点积，|hn|和|nc|表示各自向量对应的模长，也即是绝对值。
38.步骤2：将有量纲的夹角θ转换为无量纲的弧度r，也即是r＝θ＊π/180
°
，例如，假设θ＝30
°
，则r＝30
°
＊π/180
°
＝0.52弧度。然后将弧度r代入公式
①
计算得到讲台倾斜角度α：
39.α＝a＊(1－exp(－b
·
r))+c－－－－－－
①
40.式中，参数a、参数b和参数c均为可调参数，当然也可以为常数，a表示讲台倾斜角度的变化幅度调节系数，c表示夹角为0，也即是演讲人员直立站直而未有低头或抬头时的桌面倾斜角度，b表示响应演讲人姿态变化后演讲台相应改变倾斜角度的响应速度，b越大，响应速度越快，b越小，则响应速度越慢，0＜b＜1。
41.在公式
①
中，可以通过实时测得演讲台前演讲人员的当前姿态，根据当前姿态得到夹角θ得到相对应的讲台倾斜角度α，然后调整讲台至讲台倾斜角度α，从而可以动态地根据演讲人员的姿态自适应地调整相应的讲台的倾斜角度，从而可以满足不同演讲人员身高且同一个演讲人员在演讲过程中自适应地调整倾斜角度。
42.在一个可选的实施方式中，通过预先建立的演讲人员身高与参数a、参数c之间的映射关系，能够进一步增强即使在同一姿态下(例如低头程度(角度)一致)，仍然可以根据不同身高调整相对应的讲台倾斜角度α，从而可以自适应不同演讲人员身高的倾斜角度调整。
43.在一个可选的实施方式中，参数b与弧度r正相关，也即弧度r越大，则参数b也越大，反之，弧度r越小，则参数b也越小。
44.在一个可选的实施方式中，参数a、参数b和参数c通过滑动窗口方法计算得到，滑动窗口方法包括以下步骤：
45.步骤s1：采集一段时间内若干演讲人员的夹角θ序列值，按预设滑动窗口大小n滑动筛选当前夹角θ序列值，从而不断采集到新的姿态数据，并且丢弃最旧的姿态数据。
46.步骤s2：基于当前夹角θ序列值计算夹角θ序列值的平均值ave和标准差sd，平均值能够表示在该段时间内演讲者的整体姿态，标准差可以表示在该段时间内演讲者的姿态变化幅度。
47.步骤s3：若平均值ave≥第一预设阈值而认定为平均值ave较大，则增大参数a的值，也即相比于上一姿态对应的参数a，当前姿态对应的参数a的数值变大，以适应演讲人员当前更加呈现弯腰的姿态；若平均值ave＜第一预设阈值而认定为平均值ave较小，则减小参数a的值，也即也即相比于上一姿态对应的参数a，当前姿态对应的参数a的数值变小，以
适应演讲人员当前较为挺直的姿态。
48.若标准差sd≥第二预设阈值而认定为标准差较大，则增大参数b的值，也即相比于上一姿态对应的参数b，当前姿态对应的参数b的数值变大，以提高响应的敏感程度，使得讲台能够更快地响应演讲人员的姿态变化；若标准差sd＜第二预设阈值而认定为标准差较小，则减小参数b的值，也即相比于上一姿态对应的参数b，当前姿态对应的参数b的数值变小，以降低响应的敏感程度，使得讲台在演讲人员的姿态变化较为稳定时，不会频繁地调整倾斜角度。
49.其中，参数c可以综合考虑平均值ave和标准差sd来确定，以保证在不同姿态下都能提供较好的倾斜角度，以便于提供一个舒适的便于演讲人员查看的阅读视角。
50.在另一个可选的实施方式中，还包括滤除姿态指标的异常值，也即滤除噪声，包括滤除姿态指标中的夹角θ序列值。其中，可以采用中值滤波方法来滤除夹角θ序列值中的异常值。例如，选定一个窗口大小为k的中值滤波器对夹角θ序列值进行滤波，对于每一个当前夹角θ的数据点，取其相邻的k－1个数据点，然后对这k－1个数据点进行排序，排序后的中间值作为滤波后的数据点。
51.本发明可以很好地自适应调整不同姿态下的讲台倾斜角度调整，并且可以根据实际的使用场景、不同演讲人员的需求，可以动态地自适应地根据不同演讲人员或同一演讲人员姿态动态变化过程中动态调整讲台倾斜角度，并且可以避免姿态变化不大而带来剧烈的讲台倾斜大幅度的变化，以适应演讲人员，提高了舒适度和体验度。
52.如图2所示，本发明还提供一种处理终端100，其包括：
53.存储器101，用于存储程序指令；
54.处理器102，用于运行所述程序指令，以执行所述自适应讲台倾斜角度调整方法的步骤。
55.本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获得表征讲台前演讲人员的当前姿态指标r；步骤2：将当前姿态指标r代入公式
①
计算得到讲台倾斜角度α：α＝a＊(1－exp(－b
·
r))+c－－－－－－
①
式中，参数a、参数b和参数c均为可调参数，a表示讲台倾斜角度的变化幅度调节系数，c表示夹角为0时，也即是演讲人员直立站直而未有低头或抬头时的桌面倾斜角度，b表示响应演讲人姿态变化后演讲台相应改变倾斜角度的响应速度，b越大，响应速度越快，b越小，则响应速度越慢，0＜b＜1，实时测得演讲台前演讲人员的当前姿态指标r，根据当前姿态指标r相对应的讲台倾斜角度α，然后调整讲台至讲台倾斜角度α，完成当前一次的讲台倾斜角度调整。2.根据权利要求1所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，在步骤1中，通过摄像头检测讲台演讲人员的当前姿态指标，姿态指标包括头部关键点h、颈部关键点n和脊柱关键点c，构建表征头部关键点h和颈部方向的向量hn和表征颈部关键点n和脊柱关键点c方向的向量nc，计算出向量hn和向量nc之间的夹角θ，将夹角θ转换为弧度，该弧度为所述当前姿态指标r。3.根据权利要求2所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，采用肩部关键点s来替代脊柱关键点c，相应的，向量nc用向量ns来取代。4.根据权利要求2所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，所述夹角θ采用如下的反余弦函数计算公式计算得到：θ＝arccos((hn
·
nc)/(|hn|
·
|nc|))5.根据权利要求2所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，预先建立演讲人员身高与参数a、参数c之间的映射关系，以便于根据不同身高调整相对应的讲台倾斜角度α，从而自适应不同演讲人员身高的倾斜角度调整。6.根据权利要求5所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，参数b与弧度r正相关，也即弧度r越大，则参数b也越大，反之，弧度r越小，则参数b也越小。7.根据权利要求6所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，参数a、参数b和参数c通过滑动窗口方法计算得到，滑动窗口方法包括以下步骤：步骤s1：采集一段时间内若干演讲人员的夹角θ序列值，按预设滑动窗口大小n滑动筛选当前夹角θ序列值，从而不断采集到新的姿态数据，并且丢弃最旧的姿态数据；步骤s2：基于当前夹角θ序列值计算夹角θ序列值的平均值ave和标准差sd，平均值能够表示在该段时间内演讲者的整体姿态，标准差表示在该段时间内演讲者的姿态变化幅度；步骤s3：若平均值ave≥第一预设阈值而认定为平均值ave较大，则增大参数a的值，以适应演讲人员当前更加呈现弯腰的姿态；若平均值ave＜第一预设阈值而认定为平均值ave较小，则减小参数a的值，以适应演讲人员当前较为挺直的姿态，若标准差sd≥第二预设阈值而认定为标准差较大，则增大参数b的值，以提高响应的敏感程度，使得讲台能够更快地响应演讲人员的姿态变化；若标准差sd＜第二预设阈值而认定为标准差较小，则减小参数b的值，以降低响应的敏感程度，使得讲台在演讲人员的姿态变化较为稳定时，降低调整倾斜角度的频率，参数c综合考虑平均值ave和标准差sd来确定。
8.根据权利要求7所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，还包括滤除姿态指标的异常值，包括滤除姿态指标中的夹角θ序列值，并采用中值滤波方法来滤除夹角θ序列值中的异常值。9.根据权利要求8所述的自适应讲台倾斜角度调整方法，其特征在于，选定一个窗口大小为k的中值滤波器对夹角θ序列值进行滤波，对于每一个当前夹角θ的数据点，取其相邻的k－1个数据点，然后对这k－1个数据点进行排序，排序后的中间值作为滤波后的数据点。10.一种处理终端，其特征在于，其包括：存储器，用于存储程序指令；处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1－9任一项所述自适应讲台倾斜角度调整方法的步骤。

技术总结
本发明公开一种自适应讲台倾斜角度调整方法及处理终端，所属方法包括如下步骤：步骤1：获得表征讲台前演讲人员的当前姿态指标r；步骤2：将当前姿态指标r相应公式计算得到讲台倾斜角度α，相应公式包括参数A、参数B和参数C，A表示讲台倾斜角度的变化幅度调节系数，C表示演讲人员直立站直而未有低头或抬头时的桌面倾斜角度，B表示响应演讲人姿态变化后演讲台相应改变倾斜角度的响应速度，实时测得演讲台前演讲人员的当前姿态指标r，根据当前姿态指标r相对应的讲台倾斜角度α，然后调整讲台至讲台倾斜角度α，完成当前一次的讲台倾斜角度调整。本发明可以很好地自适应调整不同姿态下的讲台倾斜角度调整，提高了舒适度和体验度。度。度。


技术研发人员：彭浒 朱正辉 赵定金 明德 詹楚伟
受保护的技术使用者：广东保伦电子股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/8/31