[发明专利]一种虚拟装配中疲劳度监测方法

说明书

本发明属于姿势识别领域，具体地说是一种虚拟装配中疲劳度监测方法。该方法包括以下步骤：步骤一、启动Kinect V2，并采集操作人骨骼数据；步骤二、构建虚拟装配的操作轨迹；步骤三、监测参与虚拟装配人员的操作情况，根据双手操作位置与运动轨迹线的距离绘制波动曲线；步骤四、根据波动曲线的波幅和时间判定疲劳等级，并依照疲劳等级判定是否继续检测。本方法通过Kinect V2捕捉的人体骨骼数据，根据虚拟环境中的具体零件构建出操作轨迹及直线和圆弧轨迹，通过比较操作时间和标准时间，计算脱离操作范围时间和脱离操作范围幅度判定操作是否疲劳。

技术领域

本发明属于姿势识别领域，具体地说是一种虚拟装配中疲劳度监测方法。

背景技术

虚拟现实技术发展迅速，传统的实物模型正越来越多地被数字模型所取代。因而，针对产品工效学设计与评价的特点，有关学者提出了“数字工效学”的概念，即借助计算机、信息处理和人体建模等技术，使得产品的研发直接从设计阶段进入虚拟的产品，通过虚拟的人-机模型来完成相关的工效分析、设计、分析与评价由于较少甚至无需制作全尺寸实物模型，大大地节省了研制成本，并且修改灵活方便。配合现有的力反馈设备及其它感知设备即可在虚拟环境中进行装配活动，从而进行人体工效学检测。其中装配疲劳会使操作人员动作变形，从而提高次品率，增大危险事故发生几率。

疲劳检测具体包含接触性检测和非接触式检测，其中非接触识别主要依靠图像识别技术，CN107480629A公开了一种疲劳驾驶检测方法提出一种彩色数据帧或红外数据帧进行眼睛闭合检测方法，从而对驾驶行为进行疲劳检测。CN106503752A公开了一种坐式手工装配线疲劳度检测系统，主要阐述了在标准动作已知的情况下，根据手部姿势在标准动作空间中的有效动作和无效动作还有身体弯曲程度判定疲劳，但是评定标准未加入标准时间概念，忽略了标准操作时间的影响，同时轨迹为直线轨迹，动作连接过于刚性。

发明内容

本方法通过Kinect V2捕捉的人体骨骼数据，根据虚拟环境中的具体零件构建出操作轨迹(其中包含直线和圆弧轨迹)，通过比较操作时间和标准时间，计算脱离操作范围时间和脱离操作范围幅度判定操作是否疲劳。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种虚拟装配中疲劳度监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、启动Kinect V2，并采集操作人骨骼数据；

步骤二、构建虚拟装配的操作轨迹；

步骤三、监测参与虚拟装配人员的操作情况，根据双手操作位置与运动轨迹线的距离绘制波动曲线；

步骤四、根据波动曲线的波幅和时间判定疲劳等级，并依照疲劳等级判定是否继续检测。

所述的步骤一的具体方法如下：

启动Kinect V2，并采集操作人直立时25个骨骼点的模板数据；其中25个部位骨骼点包括头、颈、肩中心、左拇指、右拇指、左指尖、右指尖、左手、右手、左手腕、右手腕、左肘、右肘、左肩膀、右肩膀、脊柱、髋关节中心、左臀、左膝盖、左脚踝、左脚、右臀、右膝盖、右脚踝、右脚。

所述的步骤二的具体方法如下：