一种姿势识别方法、系统、装置、终端及存储介质

文档序号:56373 发布日期:2021-10-01 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种姿势识别方法、系统、装置、终端及存储介质 (Gesture recognition method, system, device, terminal and storage medium ) 是由 刘才伟 邬君 邱建忠 赵炳彦 衣明东 于 2021-09-03 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种姿势识别方法、系统、装置、终端及存储介质,包括:接收至少一个轮椅部位的压力数据;根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上;将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势;在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号,实现轮椅上用户姿势的识别,在用户姿势处于危险状态的情况下发出相关信号,保证轮椅用户的安全。(The invention provides a gesture recognition method, a system, a device, a terminal and a storage medium, comprising the following steps: receiving pressure data for at least one wheelchair location; determining the sub-postures corresponding to the wheelchair parts according to the pressure data, and calibrating the sub-postures on the corresponding pressure data; importing the pressure data into a preset gesture recognition model, and determining a target gesture of a user; and under the condition that the target posture is within a preset dangerous posture range, sending an alarm signal or a control signal for controlling the wheelchair to realize target action to a target terminal to realize the recognition of the posture of a user on the wheelchair, and sending a related signal under the condition that the posture of the user is in a dangerous state to ensure the safety of the wheelchair user.)

一种姿势识别方法、系统、装置、终端及存储介质

技术领域

本发明属于轮椅

技术领域

,具体涉及一种姿势识别方法、系统、装置、终端及存储介质。

背景技术

随着人们对于特殊人群的关怀程度的提高,轮椅的市场逐渐广阔,使用轮椅的用户包括老人、病人以及残障人士,轮椅能让这些用户的生活更加方便自如,但是用户在轮椅上也存在一定的安全隐患,例如容易后仰反倒、容易从坐垫下滑或者容易侧翻,目前的轮椅还无法避免上述安全问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足,本发明提供一种姿势识别方法、系统、装置、终端及存储介质,以解决上述技术问题。

第一方面,本发明提供一种姿势识别方法,包括:

接收至少一个轮椅部位的压力数据;

根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上;

将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势;

在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号。

进一步的,所述方法还包括:

根据用户的个体差异,对所述压力数据进行归一化处理。

进一步的,所述方法还包括:

在用户在预设时间范围内目标姿势保持不变的情况下,向目标终端发送报警信号。

进一步的,所述方法还包括:

根据所述目标姿势预测用户的趋势姿势;

在趋势姿势处于所述危险姿势范围内的情况下,向轮椅的控制终端发送控制信号。

进一步的,所述方法还包括:

记录当前用户在不同时间点的所述目标姿势的变化,根据所述变化生成用户行为分析图。

第二方面,本发明提供一种姿势识别系统,包括:

数据接收单元,配置用于接收至少一个轮椅部位的压力数据;

数据处理单元,配置用于根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上;

姿势确定单元,配置用于将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势;

信号发送单元,配置用于在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号。

第三方面,本发明提供一种姿势识别装置,包括:薄膜传感器、温度传感器、湿度传感器、身体参数传感器、通讯模块、GPU信息处理工作站、控制器和显示屏;所述薄膜传感器、温度传感器、湿度传感器、身体参数传感器、控制器和显示屏与通讯模块通信连接,所述通讯模块与GPU信息处理工作站通信连接;所述薄膜传感器和身体参数传感器均设置在轮椅上;

所述薄膜传感器用于测量用户身体施加在轮椅上的压力;

所述温度传感器用于检测轮椅所在环境的温度;

所述湿度传感器用于检测轮椅所在环境的湿度;

所述身体参数传感器用于测量用户的身体参数,所述身体参数包括:体温、血压、血氧、脉搏、心率和呼吸率中的至少一个;

所述GPU信息处理工作站用于处理数据并识别轮椅上用户的姿势,并发出报警信号和控制信号;

所述控制器用于接收所述控制信号并控制轮椅实现所述控制信号对应的操作;

所述显示屏用于显示GPU信息处理工作站识别的姿势,以及显示所述报警信号对应的信息。

第四方面,提供一种终端,包括:

处理器、存储器,其中,

该存储器用于存储计算机程序,

该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序,使得终端执行上述的终端的方法。

第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面所述的方法。

本发明的有益效果在于,

本发明提供的一种姿势识别方法、系统、装置、终端及存储介质,通过接收至少一个轮椅部位的压力数据;根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上;将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势;在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号,解决了轮椅使用不安全的问题,实现轮椅上用户姿势的识别,在用户姿势处于危险状态的情况下发出相关信号,保证轮椅用户的安全。

此外,本发明设计原理可靠,结构简单,具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。

图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中,图1执行主体可以为一种姿势识别系统。

如图1所示,该方法包括:

S110,接收至少一个轮椅部位的压力数据;

S120,根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上;

S130,将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势;

S140,在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号。

可选地,作为本发明一个实施例,所述方法还包括:

根据用户的个体差异,对所述压力数据进行归一化处理。

可选地,作为本发明一个实施例,所述方法还包括:

在用户在预设时间范围内目标姿势保持不变的情况下,向目标终端发送报警信号。

可选地,作为本发明一个实施例,所述方法还包括:

根据所述目标姿势预测用户的趋势姿势;

在趋势姿势处于所述危险姿势范围内的情况下,向轮椅的控制终端发送控制信号。

可选地,作为本发明一个实施例,所述方法还包括:

记录当前用户在不同时间点的所述目标姿势的变化,根据所述变化生成用户行为分析图。

为了便于对本发明的理解,下面以本发明一种姿势识别方法的原理,结合实施例中对轮椅进行控制的过程,对本发明提供的一种姿势识别方法做进一步的描述。

具体的,所述一种姿势识别方法包括:

S110、接收至少一个轮椅部位的压力数据。

在本实施例中,以轮椅的单个部位为一个数据源,进行压力数据的获取,所述压力数据可以为用户身体对轮椅部位施加的外力。

在一种实现方式中,所述轮椅部位可以包括:轮椅坐垫、轮椅把手以及轮椅靠背,则所述压力数据为:坐垫承受的来自用户臀部的坐垫压力,把手承受的来自用户手部的把手压力,靠背承受的来自用户背部的靠背压力。一个轮椅整体的数据格式可以为1*1024的矩阵(1行,1024列),坐垫压力及后背可以采用数据格式为32*32的压力传感器进行压力数据的采集,两侧把手可以采用8*16的压力传感器进行压力数据的采集,则接收的数据格式为:[坐垫压力(32*32)],[靠背压力(32*32)],[把手压力(8*16)]。其中,压力数据的取值公式为:

其中,sum为所述压力传感器中压敏电阻两端的10次电压数值的总和。

在一种实现方式中,还包括:根据用户的个体差异,对所述压力数据进行归一化处理。

本实施例中考虑到不同用户个体之间存在差异,即男女老幼、高矮胖瘦等个体之间的差异,造成压力传感器在同一姿势下的响应程度不同,不同用户同一姿势下的采集压力数据会有不同,所以可以对压力数据进行归一化处理,归一化处理的具体步骤可以包括:检索压力数据矩阵中最大的一个压力数值,并将矩阵中所有压力数据除以该压力数值,得到第一结果,将第一结果再乘以255,得到一个介于0-255的归一化数值。在一种实现方式中,还可以设定阈值范围,所述阈值范围用于限定接收的压力数据矩阵的数据范围,仅获取主要受力面积的压力数据范围,从而削减不同用户的压力面积带来的数据集的增加,从而降低因个体差异而使得压力数据的数据量过大的影响,提高工作效率。

S120、根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上。

针对于轮椅部位的分姿势,可以预设压力范围,当所述压力数据在所述压力范围内,则可以判断所述轮椅部位对应的分姿势,采用枚举法对每个压力数据进行标注,标注压力数据对应的分姿势;例如[坐垫压力(32*32),左侧坐]。

在一种实现方式中,所述轮椅坐垫的分姿势包括:正坐、左侧坐、右侧坐、左侧抬腿坐、右侧抬腿坐、坐垫无信号;所述轮椅把手的分姿势包括:双手平放、左手平放、右手平放、双手紧握、左手紧握、右手紧握、把手无信号;所述轮椅靠背的分姿势包括:正倚、左侧倚、右侧倚、靠背无信号。值得说明的是,轮椅坐垫的分姿势和轮椅靠背的分姿势的识别过程互不影响。

S130、将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势.

在本实施例中,所述姿势识别模型为预先训练的,训练过程包括:获取一定数量的标注后的压力数据送入卷积神经网络,进行模型训练,在所述卷积神经网络中,用户的姿势由所有轮椅部位的压力数据共同确定,模型训练完成后得到所述姿势识别模型,所述姿势识别模型可以供工作中的轮椅共同调用,实现每把轮椅用户的姿势判断。

S140、在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号。

所述危险姿势可以包括:身体下滑、身体侧翻和身体后仰中的一者,所述危险姿势范围为压力数据处于危险姿势地阈值范围,目标终端可以包括:轮椅的报警装置、管理者的移动终端和轮椅的控制终端中的至少一者,控制信号可以包括:将坐垫前部缓慢抬高、将靠背向前翻折和提升把手的高度的信号。示例地,当用户者存在身体下滑的风险时,通过将坐垫前部缓慢抬高并发送预警信号给管理者的方式,保护用户的安全;在一种实现方式中,可以发出预警信号提示给用户,告诉用户当前姿势危险,提醒用户变换到安全姿势,若用户依旧保持身体下滑的姿势,则发送控制给轮椅的控制终端,将坐垫前部缓慢抬高,防止用户跌落。

在一种实现方式中,还包括:根据所述目标姿势预测用户的趋势姿势;在趋势姿势处于所述危险姿势范围内的情况下,向轮椅的控制终端发送控制信号。在本实施例中,可以根据不同姿势变化趋势对轮椅进行硬件部分的控制。为实现上述步骤,在上述步骤之前,还可以包括:记录当前用户在不同时间点的所述目标姿势,生成当前用户姿势的趋势预测模型,根据所述趋势预测模型预测当前目标姿势的趋势姿势,从而消除个体差异对于姿势变化趋势的影响。

在一种实现方式中,还包括:在用户在预设时间范围内目标姿势保持不变的情况下,向目标终端发送报警信号。预设时间范围,例如:2分钟,当用户在2分钟内没有变换姿势,则表示用户可能存在晕倒的风险,则需要发送报警信号给轮椅的报警装置、管理者的移动终端、轮椅的控制终端中的至少一者。

在一种实现方式中,还包括:实现对用户姿势变化的记录与预测,生成用户行为,所述用户行为可以包括:由正坐变为左侧坐、由左侧坐变为正坐、由正坐变为右侧坐、由右侧坐变为正坐、处于安全状态、处于非安全状态、离开轮椅等行为,对用户的行为进行分析记录,并可以生成用户分析图。

如图2示,该系统200包括:

数据接收单元210,配置用于接收至少一个轮椅部位的压力数据;

数据处理单元220,配置用于根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上;

姿势确定单元230,配置用于将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势;

信号发送单元240,配置用于在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号。

本实施例提供一种姿势识别装置,包括:薄膜传感器、温度传感器、湿度传感器、身体参数传感器、通讯模块、GPU信息处理工作站、控制器和显示屏;所述薄膜传感器、温度传感器、湿度传感器、身体参数传感器、控制器和显示屏与通讯模块通信连接,所述通讯模块与GPU信息处理工作站通信连接;所述薄膜传感器和身体参数传感器均设置在轮椅上;

所述薄膜传感器用于测量用户身体施加在轮椅上的压力;

所述温度传感器用于检测轮椅所在环境的温度;

所述湿度传感器用于检测轮椅所在环境的湿度;

所述身体参数传感器用于测量用户的身体参数,所述身体参数包括:体温、血压、血氧、脉搏、心率和呼吸率中的至少一个;测量用户的身体参数监控用户的身体状态是否健康。

所述通信模块,采用无线通信(例如4G/5G/WiFi)方式,主要作用是上传数据和控制信号下发。

所述GPU信息处理工作站用于处理数据并识别轮椅上用户的姿势,并发出报警信号和控制信号;GPU信息处理工作站对外提供多种通讯接口,使得一台GPU信息处理工作站对应多台轮椅上的薄膜传感器、温度传感器、湿度传感器、身体参数传感器,实现多台轮椅的数据处理,可以采用轮椅ID编码对不同轮椅的数据进行标识,实现统一化的管理。

所述控制器用于接收所述控制信号并控制轮椅实现所述控制信号对应的操作;所述控制器主要由各类控制机构构成,用于实现轮椅的智能控制,例如在用户有下滑倾向时,经过对目标终端发送报警信号后提示无效,使用前侧抬起装置,进行人体姿势稳定,减少用户的跌落风险。

所述显示屏用于显示GPU信息处理工作站识别的姿势,以及显示所述报警信号对应的信息;主要是可视化屏幕及多种提示装置,实现对压力数据、人体健康参数、人体状态的实时反馈。

图3为本发明实施例提供的一种终端300的结构示意图,该终端300可以用于执行本发明实施例提供的一种姿势识别方法。

其中,该终端300可以包括:处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信,本领域技术人员可以理解,图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定,它既可以是总线形结构,也可以是星型结构,还可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

其中,该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令,存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时,使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。

处理器310为存储终端的控制中心,利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分,通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit,简称IC) 组成,例如可以由单颗封装的IC 所组成,也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说,处理器310可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)。在本发明实施方式中,CPU可以是单运算核心,也可以包括多运算核心。

通信单元330,用于建立通信信道,从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。

本发明还提供一种计算机存储介质,其中,该计算机存储介质可存储有程序,该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文:read-only memory,简称:ROM)或随机存储记忆体(英文:random access memory,简称:RAM)等。

因此,本发明通过接收至少一个轮椅部位的压力数据;根据所述压力数据确定所述轮椅部位对应的分姿势,并将所述分姿势标定在对应的压力数据上;将所述压力数据导入预设的姿势识别模型,确定用户的目标姿势;在所述目标姿势处于预设的危险姿势范围内的情况下,向目标终端发送报警信号或控制轮椅实现目标动作的控制信号,解决了轮椅使用不安全的问题,实现轮椅上用户姿势的识别,在用户姿势处于危险状态的情况下发出相关信号,保证轮椅用户的安全,本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述,此处不再赘述。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质,包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机,服务器,或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其,对于终端实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例中的说明即可。

在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、系统和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,系统或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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