[发明专利]一种井工煤矿下人员姿态检测的方法和装置

权利要求书

1.一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，其特征在于，包括：

连续采样井下人员的若干身体部位的实际姿态，获取实际姿态角序列，将实际姿态角序列与标准动作库中的标准动作姿态角序列进行对比分析，取最接近的标准动作姿态角序列组成标准化后的井下人员动作张量；

将标准化后的井下人员动作张量输入到模型中，其中，模型是使用多组训练数据训练出来的，多组训练数据中的每一组训练数据均包括：人体动作张量和用来标识该人体动作张量对应的人体行为模式的标识信息；

获取模型的输出信息，其中，输出信息包括井下人员的人体行为模式。

2.根据权利要求1所述的一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，其特征在于，所述连续采样井下人员的若干身体部位的实际姿态包括：

对至少6个陀螺仪进行编号，并将其分别安装在所述井下人员人体的不同部位上，其中，所述陀螺仪具有相同的时钟和采样频率；

利用四元数法对所述6个陀螺仪进行姿态解算，获取所述井下人员人体的不同部位的姿态角。

3.根据权利要求2所述的一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，其特征在于，所述利用四元数法对6个所述陀螺仪进行姿态解算包括：

根据陀螺仪所安装的6个部位，定义6个分别表征每个部位的姿态信息的四元数；

根据陀螺仪测得的角速度计算四元数参数；

根据四元数参数，计算陀螺仪在地理坐标系中的姿态角；

建立躯干坐标系，规定人体在正常站立时正前方向为X轴正向，人体正右方向为Y轴正向，人体正上方向为Z轴正向，使用旋转变换矩阵，将6个陀螺仪在地理坐标系中的姿态角均转化为在躯干坐标系中的姿态角。

4.根据权利要求2所述的一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，其特征在于，所述将实际姿态角序列与标准动作库中的标准动作姿态角序列进行对比分析包括：建立标准动作库，标准动作库中具有若干标准动作张量，每一个标准动作张量对应唯一的标准姿态角序列；

将实际姿态角序列与全部的标准姿态角序列分别进行均方误差计算，将均方误差最小的一组标准姿态角序列对应的标准动作判定为井下人员的当前动作。

5.根据权利要求2所述的一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，其特征在于，所述人体动作张量表示为3*6*n的矩阵，其中，3表示人体的3个姿态角，6表示6个实际姿态角序列，n表示实际姿态角序列中元素的个数。

6.根据权利要求3所述的一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，其特征在于，所述部位包括头部、躯干、左大臂、右大臂、左大腿和右大腿。

7.根据权利要求4所述的一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，其特征在于，所述方法包括：根据井下人员在某一时段的动作组合，获取井下人员的行为模式。

8.一种实现权利要求1-7任一项所述的井工煤矿下人员姿态检测的方法的装置，其特征在于包括：

无线信号发射器，用于发射含有井下人员的实际姿态的信号；

无线接收端，用于接收无线信号发射器的无线信号，并将含有井下人员的实际姿态的信号上传至服务器；

服务器和/或终端，用于接收含有井下人员的实际姿态的信号，将实际姿态角序列与标准动作库中的标准动作姿态角序列进行对比分析，取最接近的标准动作姿态角序列组成标准化后的井下人员动作张量，将标准化后的井下人员动作张量输入到模型中以及获取模型的输出信息；

其中，输出信息包括井下人员的人体行为模式。