¶ 坐姿检测方案白皮书
| 版本号 | 撰写人 | 审批人 | 时间 | 主要更新 |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 叶长润 | 李逸卿 | 20220909 | 初版 |
| 2.0 | 刘钟蔚 | 李逸卿 | 20230629 | 重构并新增CSK6系坐姿方案内容 |
| 2.1 | 刘钟蔚 | 李逸卿 | 20230726 | 新增CSK6系方案储备能力 |
¶ 背景
¶ 市场需求解读
我国儿童视力与脊柱健康问题非常突出，主要由于不正确的坐姿导致，很多孩子都会存在驼背，近视，脊柱侧弯等（潜在）健康问题；
- 2018年全国青少年总体近视率达到53.6%；
- 6岁儿童、小学生、初中生、高中生近视率分别高达14.5%、36.0%、71.6%、81.0%；
- 儿童青少年中最常见的脊柱畸形，在10到16岁年龄段的发病率高达2%~3%
不良坐姿危害大，让孩子保持正确坐姿是家长刚需
全国每年小学入学人数1600W，青少年的坐姿是家长关心的重点之一，家长的主要诉求：
- 自动检测，不用家长盯着（很费妈）；
- 精准检测孩子多种不良坐姿，做到专人定制解决方案；
- 孩子隐私保护；
目前市面上各类针对坐姿的产品一直有着较高的销量，如：
用户需求量大，核心需求集中，市场潜力巨大
¶ 常见坐姿矫正方案
市面上各类针对坐姿的产品产品形态和方案各异，效果参差不齐；
| 常见方案→ 优劣势 ↓ |
物理矫正方案 | 红外、超声波方案 | 在线视觉方案 | 离线Android视觉方案 | 离线RTOS视觉方案（聆思） |
|---|---|---|---|---|---|
| 优势 | 家长认知度高 | 价格极低 | 识别准确率高 | 识别准确率高 | 识别准确率高，产品退货率低 |
| 劣势 | 无法长时间佩戴 | 只凭距离感应识别，实际不具备精确识别能力，起到调整不良坐姿的作用； | 用户担心隐私泄露 | 平台+模组导致成本高，无法支撑小产品的终端售价； | 价格便宜 |
| 产品示例 | 背背佳 | 坐姿宝 | 大力台灯 | 学习平板 | 坐姿宝 |
可见，每种方案都有其明显的劣势，当前市场需要更好匹配客户&用户诉求的坐姿检测解决方案
¶ 聆思坐姿检测方案介绍
基于聆思AI芯片，集成最新一代骨骼点检测算法于本地RTOS平台，提供识别精准、纯离线的坐姿检测解决方案；
¶ 方案特性
- 创新骨骼点识别：多算法融合，基于人体检测+骨骼点检测双重识别定位坐姿（学习机同源算法），综合识别准确率可达98%+；
- 多姿势识别：支持区分身体和手部两个维度进行多种异常坐姿识别，检测维度更加科学
- 纯离线识别：纯离线完成坐姿检测算法，无需联网，保障用户隐私安全；
- 低成本模组：基于聆思RTOS AI芯片 + 30W像素sensor，AI芯片亦可作为产品主控芯片完成所需业务逻辑，可低成本实现算法+主控方案，降低整体方案成本；
精准匹配用户诉求，打造行业标杆方案
¶ 方案架构
聆思提供CSK芯片侧（包括摄像头模组）和算法现成方案，方案整体配置也由方案商自行根据客户需求决定；
¶ 应用场景
坐姿检测算法能力可融入不同品类中，欢迎探讨更多可能性
¶ 新旧坐姿方案对比
| 方案→ 能力 ↓ |
旧方案 | 6系坐姿方案 |
|---|---|---|
| 识别姿势 | 支持9种不良坐姿识别 | 支持11种不良坐姿识别 |
| 识别效果 | 90%精确率，80%召回率 | 92%精确率，80%召回率 |
| 功耗 | 150ma | 50ma |
| 是否能做主控 | 不投入支持新需求 | 已支持 |
| 方案拓展性 | 不投入支持新需求 | 支持算法迭代、主控迭代 |
¶ CSK6系方案优势
¶ 算法能力介绍
CSK6系坐姿算法：
- 支持手部识别：正常、左手撑脸、右手撑脸、双手撑脸、双手下垂；
- 支持身体识别：正常、趴桌、向左倾斜、向右轻轻写、驼背、离席；
- 其中手部和身体可支持同时识别，如：手部正常+身体驼背；
6系坐姿算法支持姿势示例
- 手部正常、身体正常
- 手部正常、身体驼背
- 手部正常、身体趴桌
- 手部正常、身体倾斜
- 手部正常、身体离席
- 手部下垂、身体正常
- 手部撑脸、身体正常
¶ 效果和性能说明
CSK6系坐姿算法：
- 耗时：处理耗时<20ms
- 92%精确率，80%召回率
- CSK6 PSRAM占用空间：待补充
- CSK6 FLASH占用空间：待补充
¶ 固件能力介绍
¶ 应用范围
CSK6系坐姿方案的固件，可同时支持客户的主控需求和DSP需求；
- SDK：实现了坐姿检测算法的调用流程和输出流程，后处理的逻辑业务demo；
- DSP：在SDK的基础上，还实现了和其他芯片平台对接的串口协议指令；
具体需求可由前场同事传导到产品经理处做需求评估；
¶ 固件运行流程
¶ 固件配置项
当前固件支持配置以下参数，帮助研发和方案商快速调试、开发落地；
¶ 储备能力
以下能力为CSK6系技术开发中的AI能力，作为方案储备能力；
| 序号 | 能力 | 说明 | 预计支持时间 |
|---|---|---|---|
| 1 | 分心和疲劳检测 | 疲劳、打哈欠、分心（东张西望） | 9月中demo |
| 2 | 人眼距离摄像头距离 | 支持人眼距离摄像头距离 | 9月中demo |
| 3 | 头部姿态检测 | 支持头部姿态检测，识别头部左倾、右倾、低头； | 9月中demo |
| 4 | 环境检测(位置&光照） | 位置：太近、太远、太左、太右； 光照：太亮、太暗； |
待定 |
¶ 旧版算法说明
旧版坐姿算法：
- 支持9种不良坐姿识别：
- 身体趴桌、身体倾斜、左手撑脸、右手撑脸、双手撑脸、左手搭桌、右手搭桌、双手下垂、手腕搭桌（不建议使用）；
- 其中在同一时间，只能识别出一个姿势；
- 左右手搭桌效果并不准确；
旧版算法暂无优化计划，有坐姿客户请优先推荐CSK6系坐姿方案；
- 正坐
- 左手撑脸、右手撑脸、双手撑脸
- 向左倾斜、向右倾斜、向前倾斜
- 趴桌
5.双手下垂
