坐姿檢測專利技術綜述

劉步青 汪璞

摘要：基于專利數據庫，通過檢索、篩選、統計和分析國內外有關坐姿檢測裝置、方法的專利申請，從可穿戴設備、桌椅配套設備以及圖像識別三個方面給出了坐姿檢測領域的技術演進路徑，總結發展趨勢，從而為坐姿檢測領域的后續發展提供參考。

關鍵詞：坐姿;駝背;監護;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 坐姿檢測專利技術概況

從20世紀80年代開始，西方國家已經開始關注坐姿問題，坐姿的檢測從最開始的在桌椅設備上設置檢測裝置的單一方式發展到通過可穿戴設備（如項鏈等）檢測用戶坐姿，以及后續的通過圖像識別的方式捕捉用戶當前姿態，這三條路線并存于當前的坐姿檢測領域當中。從技術發展上看，申請人從檢測結果的精確度、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，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 坐姿檢測專利技術的發展狀況

2.1 申請量年度分布

本文基于CPRSABS數據庫和DWPI數據庫的檢索，檢索對象為公開日或公告日在2018年5月以前的發明和實用新型專利申請。

截止到2000年，全球專利申請量一直較低，累計僅為28件，其中中國僅為5件。從2005年開始，中國相關專利呈現迅猛增長趨勢，而其他國家專利繼續保持較為穩定的申請趨勢。較為明顯的是，中國相關專利在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據不完整[1]。

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

圖2為各技術分支的歷年專利申請量，由圖2可知，桌椅配套設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，這與坐姿常常發生在伏案學習、工作有關。

2.2 申請原創國分布

技術原創國體現了一個國家在某一領域的發展情況，如圖3所示，容易看出亞洲國家如中日韓占據了坐姿領域的絕大部分申請比例，尤其是中國在該領域占比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量不多，但是其申請時間多早于中國，技術層面具有明顯的領先優勢。

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，因此與桌椅配套設備相關的坐姿檢測是該領域最直接最廣泛的檢測方式。早在1985年，便出現了通過在椅子坐墊上設置傾斜傳感器進而判斷坐姿狀態并給予矯正提醒。后期出現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分前傾、后傾、左傾和右傾等。判斷參數相對較為單一，改進難度大。

基于可穿戴設備的坐姿檢測中，由單一的項鏈等反映身體傾斜的坐姿檢測方式，逐漸發展為貼合用戶實際身體情況的彎曲檢測方式，進而結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，在坐姿的不同表現形式上進行了分類檢測。從國內申請來看，2005年前可穿戴設備分支存在大量重復申請，基本上沒有技術創新，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，其實現的準確性更高。從國內外來看，國外的申請明顯早于國內，國內在較長一段時間內大部分都是重復工作，直到2015年后，國內申請在國外技術基礎上，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，技術創新穩步推進。

4 結語

本文對坐姿領域的專利申請趨勢、技術分支路線以及核心專利等進行了研究。從整體而言，坐姿領域的相關申請量并不大，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，國內申請雖有數量優勢，卻起步和布局略遜色于國外申請。在后期，隨著技術的發展和專利意識的增強，國內申請從圖像識別分支上進行著力創新。坐姿的判斷是因人而異而且相關因素眾多，雖然當前已經有檢測用戶習慣坐姿的方式，但其檢測過程仍然較為單一，結果準確度不高，如何根據用戶自身需求設定良好的坐姿并根據多種不同參數的檢測準確判斷當前的坐姿是否合適，這是未來發展的一個方向。

參考文獻：

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