[发明专利]一种基于视觉检测的正步训练动作要领评估方法

权利要求书

1.一种基于视觉检测的正步训练动作要领评估方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1：多机位部署及标定；

步骤S2：人体区域提取及相机切换；

步骤S3：人体关键点提取；

步骤S4：人体各部分姿态计算；

步骤S5：人体动作姿态评分。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的正步训练动作要领评估方法，其特征在于步骤S1具体实现包括：

根据正步训练时的检测范围，在行进路线的侧面布置多个像机、正上方布置一个像机；根据像机的有效视野范围W，训练场地长度L，侧面布置的像机数量N₁的关系如下式所示：

N₁＝[L/W]

其中[]为取整运算；

由于需要评估训练人员正面的动作标准，所以还需部署一台像机在正面，故整个系统所需像机的数量N为：

N＝N₁+1

在相机标定方面，采用“张正友棋盘格标定法”。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉检测的正步训练动作要领评估方法，其特征在于步骤S2具体实现包括：

采用成熟的YOLOv4目标检测模型实现人体区域提取，在目标检测时会提取最佳置信的人体区域；相机之间的自动切换也是使用YOLOv4模型，如果所识别的人体区域到达图像区域左边，系统则切换到左边相机；如果所识别的人体区域到达图像区域右边边，系统则切换到右边相机。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉检测的正步训练动作要领评估方法，其特征在于步骤S3具体实现包括：

使用成熟的人体姿态识别算法—OpenPose进行关键点提取，从原始尺寸的当前帧图像中提取兴趣区域，提取成功后对兴趣区域进行人体关键点提取；如果提取关键点失败，则在系统的输出框中输出提取关键点失败，如果提取成功，则将关键点坐标还原到原始位置以便进行下一帧图像的关键点提取；

检测人体25个关键点，分别是1.鼻子、2.颈部、3.右肩、4.右手肘、5.右手腕、6.左肩、7.左手肘、8.左手腕、9.臀部、10.右髋关节、11.右膝、12.右脚踝、13.左髋关节、14.左膝、15.左脚踝、16.右眼、17.左眼、18.右耳、19.左耳、20.左脚大指、21.左脚小指、22.左脚跟、23.右脚大指、24.右脚小指、25.右脚跟。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉检测的正步训练动作要领评估方法，其特征在于步骤S4具体实现包括：

对关键点划分，分为上、下两个半身；其中上半身的关键点包括.1.鼻子、2.颈部、3.右肩、4.右手肘、5.右手腕、6.左肩、7.左手肘、8.左手腕、16.右眼、17.左眼、18.右耳、19.左耳；下半身的关键点则包括9.臀部、10.右髋关节、11.右膝、12.右脚踝、13.左髋关节、14.左膝、15.左脚踝、20.左脚大指、21.左脚小指、22.左脚跟、23.右脚大指、24.右脚小指、25.右脚跟；

设每个关键点的位置信息(X_k，Y_k)，其中k为25个关键点的编号，X_k表示编号为k的关键点在平面内的横坐标，Y_k则表示编号为k的关键点在平面内的纵坐标。

6.根据权利要求5所述的一种基于视觉检测的正步训练动作要领评估方法，其特征在于针对下半身关键点评估实现如下：

首先两条腿分别设为支撑腿和摆动腿；根据髋关节和脚跟判断支撑腿，对应另一条腿设定为摆动腿；

然后检测支撑腿是否弯曲、摆动腿脚面是否平行、摆动腿是否弯曲、摆动腿脚面与地面高度的位姿信息；

最后根据检测到的位姿信息，对下半身关键点进行计算与评估。