[发明专利]一种坐式手工装配线模特值评测系统

说明书

技术领域

本发明涉及体感交互领域，具体涉及一种基于Kinect v2的动作时间研究的系统。

背景技术

对动作时间的研究是为后序进行精益改善的关键，因此对一系列动作时间的准确测定是工业工程领域极其重要的一个环节。目前作业测定常用方法有直接法和间接法，直接法的代表就是直接用秒表测量动作时间，这个方法有其固有的缺陷，像工人在进行操作时可能会受到计时人员影响使动作时间失真，而且安排一个测时员整日跟踪会耗费大量人力物力。间接法则是基于假设进行计算时间方法，其代表是模特法。模特法假设人的动作是由几个基本动作构成，每个人的相同的基本动作时间是相同的，因此我们只需要将人的动作进行分解就能直接查表计算出动作时间。本文从模特法出发，旨在利用体感交互技术和计算机技术自动计算工人动作时间。提出一种坐式手工装配线模特值评测系统，替代传统的人工计时方法。

发明内容

本发明提出一种坐式手工装配线模特值评测系统，替代传统的人工计时方法。

结合附图，说明如下：

一种坐式手工装配线模特值评测系统，可以实现计算机记录工人动作时间，本产品经过Kinect v2识别，通过内置算法即可得到坐式手工装配线的模特值，并根据模特值给出评价，其中Kinect v2可通过定位机构实现横纵向移动，具体包括：Kinect v2外设，Kinect v2定位机构，数据处理模块，A/D转换模块，数显模块，数据库模块，评估模块；

所述Kinect v2外设需要供电电源驱动，Kinect v2外设包含三个体感交互模块：语音识别模块、面孔识别模块、骨骼识别模块，Kinect v2根据上述体感交互模块能够捕捉用户动作以及用户的相对位置，采集的数据将被送到CPU进行下一步处理；

所述Kinect v2定位机构由电机驱动，包含滚珠丝杠机构和连杆机构，分别控制Kinect左右位置和上下位置的移动；

所述数据处理模块分为两个子模块：模特法识别模块和Kinect v2位置调整模块，模特法识别模块将CPU传来的用户动作数据进行识别、分析、处理，得到动作的时间结果返回CPU并存入数据库；Kinect v2位置调整模块将CPU传来的用户相对位置数据进行识别、分析，并计算出要使Kinect v2正对用户时，Kinect v2需要调整的位置数据，并输出给A/D转换模块；

所述A/D转换模块是将数据处理模块计算输出的数字量转换成模拟量；数据处理模块输出的是要使Kinect v2与用户正对应调整的位置代码，经过A/D转换成真实的位置量后传输到可活动固定机构；

所述数显模块将CPU传来的数据处理模块结果显示到界面，便于研究者采集和进行下一步精益研究；

所述数据库模块从CPU接收数据处理模块和A/D转换模块数据，便于研究者采集和进行下一步精益研究；

所述评估模块，将数据库模块储存数据导出，通过评估算法进行分析处理，输出评估结果和改进方案。

所述Kinect v2定位机构，包括定位结构、纵向移动结构和横向移动结构；

所述定位结构，通过将固定螺母I2和固定螺母II14上的螺栓I1和螺栓II11旋动，可调节挡板I3和挡板II13与基座的间距，使装置定位在坐式装配线工人操作台的对面，其中定位宽度可调节，从而适应不同操作台，保证Kinect v2与操作台水平；

所诉纵向移动结构，电机II12驱动使得连杆I5和连杆II10移动，完成纵向移动；

所诉横向移动结构，电机I6驱动使得丝杠7旋转，滚珠板8横向移动；

取出固定件9，将Kinect v2放在滚珠板8上，再放置固定件9，即可保证Kinect v2与操作台保持水平，从而简化之后的模特法的换算。

所述Kinect v2在探测时会以自己为坐标原点，X轴是从Kinect v2感应器角度观看，左边为正半轴，右边为负半轴，Y轴正轴竖直向上，仅表示Kinect v2正常放置，并未出现倒置现象，，Z表示纵深程度，Kinect v2摄像方向为正方向；

当装配线工人坐在工位上，Kinect v2通过面孔识别模块识别，将采集的面孔数据与数数据库中面孔数据对比，相似度达到95％时，启动设备，Kinect v2骨骼识别追踪采集人体各个部分三坐标数据，其中包括头、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。