[发明专利]一种井工煤矿下人员姿态检测的方法和装置

说明书

本发明提出一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，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。本方法能够全方位追踪检测处于井下监控盲区的人员，提高了井下作业安全性。本发明还提供一种井工煤矿下人员姿态检测的装置。

技术领域

本发明涉及人体姿态检测技术领域，尤其涉及一种井工煤矿下人员姿态检测的方法和装置。

背景技术

工人进入矿井进行巡检、维修和生产作业，是煤矿日常生产经营中的重要环节，能够保证煤矿的稳定高效生产与安全运行。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：由于矿井面积广阔，井下监控摄像头难以对所有区域进行全方位覆盖，因此难以对处于监控盲区的井下工作人员的身体姿态和工作状态进行全方位感知。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种井工煤矿下人员姿态检测的方法。

本发明的第二个目的在于提出一种井工煤矿下人员姿态检测的装置。

第一方面，本发明提出的一种井工煤矿下人员姿态检测的方法，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。

本发明提供的井工煤矿下人员姿态检测的方法，以井下人员身体各部分的组合动作轨迹与动作趋势为原始数据，根据其组合方式，来判断穿戴者的运动状态和行为模式。这样能够全方位追踪检测井下工作人员，为控制中心的智能决策提供依据。

作为本发明的一种可选方式，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。

作为本发明的一种可选方式，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。

作为本发明的一种可选方式，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。