坐姿檢測專利技術(shù)綜述

劉步青 汪璞

摘要：基于專利數(shù)據(jù)庫，通過檢索、篩選、統(tǒng)計和分析國內(nèi)外有關(guān)坐姿檢測裝置、方法的專利申請，從可穿戴設(shè)備、桌椅配套設(shè)備以及圖像識別三個方面給出了坐姿檢測領(lǐng)域的技術(shù)演進路徑，總結(jié)發(fā)展趨勢，從而為坐姿檢測領(lǐng)域的后續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：坐姿;駝背;監(jiān)護;報警

中圖分類號：TP212.9? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1003-5168（2019）33-0056-03

A Review of Patents technology of Posture Monitoring

LIU Buqing? WANG Pu

（Patent Examination Cooperation Sichuan Center of the Patent Office， CNIPA，Chengdu Sichuan 610213）

Abstract： Based on patent database， through searching， filtering， generalizing and analyzing patent for posture monitoring devices and methods at home and abroad， the technological evolution path in the field of posture monitoring is given from the three aspects of wearable devices， integrated desk and seat， and image recognition， the development trend is summarized to provide reference for the follow-up development of the field.

Key words： posture;monitor;wearable;image recognition

1 坐姿檢測專利技術(shù)概況

從20世紀80年代開始，西方國家已經(jīng)開始關(guān)注坐姿問題，坐姿的檢測從最開始的在桌椅設(shè)備上設(shè)置檢測裝置的單一方式發(fā)展到通過可穿戴設(shè)備（如項鏈等）檢測用戶坐姿，以及后續(xù)的通過圖像識別的方式捕捉用戶當前姿態(tài)，這三條路線并存于當前的坐姿檢測領(lǐng)域當中。從技術(shù)發(fā)展上看，申請人從檢測結(jié)果的精確度、便捷性以及被測者的舒適度各個方面不斷挖掘更好的坐姿檢測判據(jù)，對坐姿正確的標準也更加量化和個性化。本文主要分析從1985年至2018年5月的坐姿檢測裝置。

2 坐姿檢測專利技術(shù)的發(fā)展狀況

2.1 申請量年度分布

本文基于CPRSABS數(shù)據(jù)庫和DWPI數(shù)據(jù)庫的檢索，檢索對象為公開日或公告日在2018年5月以前的發(fā)明和實用新型專利申請。

截止到2000年，全球?qū)＠暾埩恳恢陛^低，累計僅為28件，其中中國僅為5件。從2005年開始，中國相關(guān)專利呈現(xiàn)迅猛增長趨勢，而其他國家專利繼續(xù)保持較為穩(wěn)定的申請趨勢。較為明顯的是，中國相關(guān)專利在2015年達到了申請的高峰196件，隨后2016年申請量降低至149件，2017年為86件，這可能是由于部分專利未公開所造成的數(shù)據(jù)不完整[1]。

就本領(lǐng)域國內(nèi)外申請趨勢可知，本領(lǐng)域的第一件國外申請時間為1985年，明顯早于國內(nèi)1990年才提出的第一件專利申請。就申請量而言，國外申請數(shù)量總體申請量不大，而國內(nèi)呈現(xiàn)迅猛增長的趨勢，就申請總量而言，國內(nèi)專利數(shù)量明顯高于國外，就全球申請總量而言，僅為1 017件，總量不大（見圖1）。

圖2為各技術(shù)分支的歷年專利申請量，由圖2可知，桌椅配套設(shè)備在三個分支中一直保持最大的申請量，且從2005年開始，相關(guān)申請的申請量基本上保持逐年上升的趨勢，并在2015年達到頂峰，這與坐姿常常發(fā)生在伏案學習、工作有關(guān)。

2.2 申請原創(chuàng)國分布

技術(shù)原創(chuàng)國體現(xiàn)了一個國家在某一領(lǐng)域的發(fā)展情況，如圖3所示，容易看出亞洲國家如中日韓占據(jù)了坐姿領(lǐng)域的絕大部分申請比例，尤其是中國在該領(lǐng)域占比79%，遠超過其他國家，這與中國當前存在的青少年駝背等國情是相符的。

進一步地進行細分，我們從坐姿領(lǐng)域三個主要分支入手。表1為中日韓三國在各個分支下的申請量。在各個分支上，中國的申請量都是非常大的，遠超過其他國家。從坐姿檢測本身分析，對其的檢測改進難度較大，而中國申請在該領(lǐng)域早期以實用新型為主，申請人以個人申請為主，檢測方式多集中在通過桌椅進行的接觸式檢測，相對而言專利門檻較低，這也在一定程度上造成了專利叢林的局面。而其他國家雖然專利數(shù)量不多，但是其申請時間多早于中國，技術(shù)層面具有明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢。

3 坐姿檢測專利演進分析

坐姿檢測本身限定其場景為用戶坐在椅子，因此與桌椅配套設(shè)備相關(guān)的坐姿檢測是該領(lǐng)域最直接最廣泛的檢測方式。早在1985年，便出現(xiàn)了通過在椅子坐墊上設(shè)置傾斜傳感器進而判斷坐姿狀態(tài)并給予矯正提醒。后期出現(xiàn)通過檢測人體例如頭部到桌子的距離、利用坐墊判斷重心進而區(qū)分前傾、后傾、左傾和右傾等。判斷參數(shù)相對較為單一，改進難度大。

基于可穿戴設(shè)備的坐姿檢測中，由單一的項鏈等反映身體傾斜的坐姿檢測方式，逐漸發(fā)展為貼合用戶實際身體情況的彎曲檢測方式，進而結(jié)合用戶生理情況判斷坐姿，在準確性上逐漸提升，而且也融合了多種測量方式，在坐姿的不同表現(xiàn)形式上進行了分類檢測。從國內(nèi)申請來看，2005年前可穿戴設(shè)備分支存在大量重復申請，基本上沒有技術(shù)創(chuàng)新，其中大部分為實用新型，且為個人申請，這種扎堆的情況在后期逐漸消失。

基于圖像識別的坐姿檢測中，從粗略的圖像輪廓到更為準確的人體各點位置，尤其是2015年左右將各種坐姿模型考慮進來，其實現(xiàn)的準確性更高。從國內(nèi)外來看，國外的申請明顯早于國內(nèi)，國內(nèi)在較長一段時間內(nèi)大部分都是重復工作，直到2015年后，國內(nèi)申請在國外技術(shù)基礎(chǔ)上，進行模板的細化和匹配方法的改進，從而避免坐姿誤判，這一部分的工作上，國內(nèi)申請較為突出，其中以公司、研究所和高校的專利逐漸增多，而個人申請逐漸減少，技術(shù)創(chuàng)新穩(wěn)步推進。

4 結(jié)語

本文對坐姿領(lǐng)域的專利申請趨勢、技術(shù)分支路線以及核心專利等進行了研究。從整體而言，坐姿領(lǐng)域的相關(guān)申請量并不大，其中大部分為中文申請，但是從專利申請的時間早晚和申請引用情況而言，國內(nèi)申請雖有數(shù)量優(yōu)勢，卻起步和布局略遜色于國外申請。在后期，隨著技術(shù)的發(fā)展和專利意識的增強，國內(nèi)申請從圖像識別分支上進行著力創(chuàng)新。坐姿的判斷是因人而異而且相關(guān)因素眾多，雖然當前已經(jīng)有檢測用戶習慣坐姿的方式，但其檢測過程仍然較為單一，結(jié)果準確度不高，如何根據(jù)用戶自身需求設(shè)定良好的坐姿并根據(jù)多種不同參數(shù)的檢測準確判斷當前的坐姿是否合適，這是未來發(fā)展的一個方向。

參考文獻：

[1] 陳巍，羅榮.疲勞駕駛狀態(tài)監(jiān)測專利技術(shù)綜述[J].河南科技，2019（18）：46-48.