[发明专利]一种基于人脸识别和人体姿态估计的俯卧撑测试系统

说明书

本发明公布了一种基于人脸识别和人体姿态估计的俯卧撑测试系统，目的是解决俯卧撑测试中防替考和准确计数问题。本发明由支柱和俯卧撑考核器组成。俯卧撑考核器由主板机盒、显示屏、摄像头、总开关、电源组件和主板组成。主板机盒容纳主板、电源组件，安装显示屏、摄像头、总开关；主板上装有由采集模块、新建录入模块、身份对比模块、计数模块、显示模块和数据库组成的俯卧撑软件；新建录入模块、身份对比模块采用人脸识别算法进行人脸识别，计数模块采用人体姿态估计算法估计实时人体姿态，通过被测人员双肩与双肘的关节点坐标对俯卧撑计数。本发明设计合理，能有效准确检测被测人员俯卧撑个数且能够防止被测人员替考。

技术领域

本发明涉及一种俯卧撑测试系统领域，尤其涉及一种能够准确测定标准俯卧撑并且防替考的非接触式俯卧撑测试系统。

背景技术

目前俯卧撑的日常训练考核，通常的组织方式是安排监考员一对一进行，需要监考员人工先核对测试人员姓名证件等信息，而后在测试中观察测试人员的双肩与双肘的位置关系来判断俯卧撑动作是否达标。这种人工计数的方法在测试过程中效率不高，费时费力，长时间性、反复性容易导致监考员疲惫，对标准动作把握不牢，难以客观公正地记录成绩。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种基于人脸识别和人体姿态估计的非接触式俯卧撑测试系统，解决俯卧撑测试中防替考和准确计数的问题；能够通过人脸识别身份，达到防止替考的目的；能够通过姿态识别判断双肩与双肘的位置信息判断俯卧撑是否标准，达到准确计数的目的。

本发明的技术方案是：

本发明基于人脸识别和人体姿态估计的俯卧撑测试系统由支柱和俯卧撑考核器组成。俯卧撑考核器固定在支柱顶端。

支柱由底盘和支撑杆组成，支撑杆采用胶黏剂黏在底盘上。底盘为圆台形，下底面半径为R1，R1＝10～15cm，上底面半径为R2，R2＝0.5～1cm，厚度为H1，H1＝0.2～0.3cm，由金属材质制成，用于将俯卧撑考核器固定在地面上，保持俯卧撑考核器的平稳；所述支撑杆为圆柱形，半径为R3，R3＝0.5～1cm，高度为H2，H2＝30～35cm，由塑料材质制成，用于支撑俯卧撑考核器。

俯卧撑考核器由主板机盒、显示屏、摄像头、总开关、电源组件和主板组成。主板机盒的下底面开有圆形通孔，使得俯卧撑考核器通过卡扣方式连接在支撑杆的顶端。

所述主板机盒为矩形盒子，长为a，宽为b，厚度为H3，a＝15～20cm，b＝10～15cm，H3＝3～5cm，由塑料材质制成，用于容纳主板、电源组件，安装显示屏、摄像头、总开关；主板机盒的正面上挖有凹槽，凹槽深度为H4，满足0.5cm≤H4H3，凹槽的长度和宽度与显示屏22的长度和宽度相匹配，正好可以嵌入显示屏。

所述显示屏为触控液晶屏，与主板中运行的显示模块相连。当俯卧撑考核器通电后显示屏面板上显示新建录入、身份对比、俯卧撑计数三个触控按钮，用于开启新建录入、身份对比、俯卧撑计数三项工作界面，并显示显示模块发送的消息，包括视频帧、人员信息、俯卧撑个数、各种提示；

所述摄像头选用30万像素、最大分辨率为640像素*480像素的摄像头，安装在主板机盒的凹槽的上方，与采集模块、显示模块相连，用于获取视频帧，包括人脸视频帧和人体姿态视频帧，将视频帧发送给采集模块；

所述总开关安装在主板机盒的凹槽下方，与电源组件相连，用于开启电源组件。

所述电源组件为锂电池，电源组件的输出电压为12V，集成在主板机盒内，与总开关和主板相连，用于为俯卧撑考核器供电。

所述主板为深度学习开发板，集成并固定在主板机盒内，与显示屏、摄像头、总开关和电源组件相连。主板上装有俯卧撑软件，俯卧撑软件由采集模块、新建录入模块、身份对比模块、计数模块、显示模块和数据库组成；