[发明专利]一种装配线工人活动区域的布置方法

摘要

本发明属于体感交互领域，具体的说是一种通过装配线工人的走步数目、距离和速度从而得到装配线工人活动区域的布置方法。该方法包括以下步骤：步骤一、计算出装配线工人的行走步数和空间落点位置；步骤二、根据装配线工人的骨骼点数据算出适合的活动区域，并根据最长走步点连成的线与计算出的活动区域给出区域改善意见。本发明从模特法出发，旨在利用体感交互技术和计算机技术自动计算出装配线工人下肢动作中的走步动作、距离和速度，通过走步数目确定模特值大小，并根据每个人的骨骼点数据测算出适应的活动区域，针对检测的走步数据给出装配线工人活动区域的布置方法，解决了现有装配线工人活动区域设置不合理的问题。

主权项

1.一种装配线工人活动区域的布置方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、计算出装配线工人的行走步数和空间落点位置；步骤二、根据装配线工人的骨骼点数据算出适合的活动区域，并根据最长走步点连成的线与计算出的活动区域给出区域改善意见；步骤一中所述的装配线工人的行走步数的具体计算方法如下：11)已知KINECT为坐标原点O，其中已知左髋为右髋左踝骨右踝骨可得左髋到右髋的向量左踝骨与右踝骨的向量向量与向量的夹角KINECT最高频率可以实现30帧/秒，即每秒得到30组骨骼点数据；12)根据骨骼点数据确定行走步数；具体方式有两种，分别为：方式一、根据装配线工人在行走时，脚步会交叉行走，即向量与向量重合，即θ＜5°时认为行走了一步，通过累计θ＜5°次数即可知道装配线工人行走的步数；方式二、通过找到最大角度判断行走次数，正常行走左右脚前后走，默认为最大角度即为行走一步，即可求出行走速度和距离，但行走可能出现非交叉式移动，另外还存在达到局部最小角度之后反向行走的现象，就不能单独通过最大角度的数量判断行走数目和行走距离，为此，需要在最大角度的基础上设计出修正计步模型，获取人体骨骼数据，通过找到最大角度、局部小角度和局部最大角度判断行走次数，即可求出行走速度和距离，并记录每次计数时行走位置的数据；步骤一中所述的空间落点位置的确认方法如下：当方式二得到最大角度、局部最小角度、局部最大角度时，就会存储KINECT采集的工人脚的三维坐标点，即可得到空间落点位置；通过比较确认行走步数的方式一和方式二，选取计数多的数据作为模特值数据，将方式二的走步数据作为步骤二的分析数据并根据步数确定模特值的大小；所述的步骤二的具体方法如下：针对不同装配线工人计算出不同的活动区域，根据步骤11)获取的人体不同的骨骼点的数据，再通过线性规划的方法求出不同装配线工人的活动范围，具体设计方法为定义左髋为右髋左踝骨右踝骨左手左手腕左肘左肩膀右肩膀左踝骨左脚左手到左手腕的长度：左手腕到左肘的长度：左肘到左肩膀的长度：左肩膀到右肩膀的长度：左踝骨到左脚的长度：最小活动范围即为长X和宽Y的面积最小，通过线性规划方程求出不同装配线工人的活动范围，根据轻工装配环境，取值范围为[1,2]，γ取值范围为[3,4]；重工装配环境，取值范围为[2,3]，γ取值范围为[4,5]；最小活动范围minZ＝X×Y其中认为背向移动耗时多于横向移动耗时，即活动人员的区域应为长方形，从而定义限制式求解最优活动范围，再根据适宜活动区域的脚步数目比例提出合理的建议，其中具体建议由走步数目在适宜区域的比例决定，具体分类如下：其中，δ为适宜区域的走步数目在总走步数目中的比例。