[发明专利]一种基于Kinect的体检机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及语音识别技术和Kinect骨骼扫描技术领域，特别涉及一种基于Kinect的体检机器人系统。

背景技术

随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对生活的各个方面的要求都在提高，尤其是对身体健康的追求。入学体检、入职体检、驾校体检等等都是我们经常会遇到的，而医疗资源的紧缺又是我们不得不面对的事实。众所周知，传统的体检，人数较多，功能分散，体检者需要消耗大量时间，而且医护人员在检测时，不断重复同样的工作，过程枯燥单一，容易造成体检效率的降低。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于Kinect的体检机器人系统，可以自行对人进行非接触式体检，快速有效，节约了体检者的大量时间，而且不需要医护人员参与，大大减少了的工作量，有效缓解了医疗资源紧缺压力，并且利用机器人来代替人从而将医护人员从简单的重复劳动中解放出来，能显著提高体检的效率，给为人们的生活带来了方便。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于Kinect的体检机器人系统，包括以下步骤；

Step 1、体检者立正姿势站在体检区域，体重数据通过带WiFi功能的ESPDUINO型Arduino模块准确地传输给上位机，获得体检者体重；

Step 2、Kinect采集体检者头部和脚部的关节点数据，将头部坐标和脚部坐标相减计算出体检者身高；

Step 3、利用机器人语音模块的问答模式，让体检者做出固定的动作，然后通过判断体检者是否能完成指定动作确定体检者听力是否正常；

Step 4、利用机器人语音模块的问答环节，通过体检者回答色盲检测卡中所隐藏数字或图案,判断体检者是否存在色盲问题；

Step 5、利用机器人语音模块的问答环节，让体检者依次闻瓶中无色液体，并说出液体名称，机器人根据体检者答案的正确与否判断出体检者嗅觉是否正常；

Step 6、机器人对体检者进行提问，机器人问题设置采用标准的心理学测试问题，根据体检者的回答内容判断其心情状态，给出体检者的心情指数；

Step 7、语音模块发出指令，机器人引导体检者做出相应动作，利用程序实时读取人体关节的数据，来判断被测者的四肢是否正常；

机器人先做出左臂平举动作，语音模块发出声音让人模仿机器人做出左臂平举动作，然后通过Kinect的骨骼追踪技术得到人体左肘、左肩以及左臀部的三维坐标，然后利用三维坐标相减分别计算两个向量左肘到左肩向量V_i和左肩到左臀向量V_j，然后利用以下的向量角度公式计算被测者肩关节的抬起角度θ_i-j

V_i1、V_i2、V_i3代表V_i向量的X、Y、Z分量，V_j1、V_j2、V_j3代表V_j向量的X、Y、Z分量；

当肩关节的角度达到阈值[75,105]范围时，说明被测者的肩关节活动正常；

机器人做出左手上举动作，语音模块发出声音让人模仿机器人的动作出左手上举动作，然后通过Kinect的骨骼追踪技术得到人体左手、左肘、以及左肩的三维坐标，然后利用三维坐标相减分别计算两个向量左手到左肘和左肘到左肩，然后还是利用的向量角度公式计算被测者肘关节的抬起角度，当肘关节的角度达[75,105]范围时，说明被测者的肘关节活动正常；

语音模块发出声音让被测者左脚向前迈一步，然后通过Kinect的骨骼追踪技术得到人体左脚的三维坐标，然后与立正左脚的三维坐标进行比较，若两者Z坐标差距在大于等于100时说明被测者的左腿活动正常；

采取同样的测量方法测量被测者的右肩、右肘和右腿是否正常；

Step 8、最终通过上位机来显示各项体检结果；

将语音识别技术与Kinect人体识别技术相结合，设计智能体检机器人，用来替复杂的体检过程，利用机器人引导体检者做出相应的动作，通过程序实时读取代人体关节数据来判断人体四肢是否符合健康要求，利用语音模块的问答模式来确定测试者是否存在色盲以及嗅觉是否正常，还可以通过体检者对特定问题的答案推断出体检者的心情状态，通过体检者与机器人之间的交互进行分析判断，并最终通过上位机给出最终的体检结果。

本发明的有益效果是：