[發(fā)明專利]一種裝配線工人活動(dòng)區(qū)域的布置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710733499.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107885320B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜盛乾;劉鵬;高大偉;徐楊;黃卓;劉昭毅;孟顯;余良良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 崔斌

1.一種裝配線工人活動(dòng)區(qū)域的布置方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、計(jì)算出裝配線工人的行走步數(shù)和空間落點(diǎn)位置；

步驟二、根據(jù)裝配線工人的骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)算出適合的活動(dòng)區(qū)域，并根據(jù)最長(zhǎng)走步點(diǎn)連成的線與計(jì)算出的活動(dòng)區(qū)域給出區(qū)域改善意見(jiàn)；

步驟一中所述的裝配線工人的行走步數(shù)的具體計(jì)算方法如下：

11)已知KINECT為坐標(biāo)原點(diǎn)O，其中已知左髖為右髖左踝骨右踝骨可得左髖到右髖的向量左踝骨與右踝骨的向量向量與向量的夾角KINECT最高頻率可以實(shí)現(xiàn)30幀/秒，即每秒得到30組骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)；

12)根據(jù)骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)確定行走步數(shù)；具體方式有兩種，分別為：

方式一、根據(jù)裝配線工人在行走時(shí)，腳步會(huì)交叉行走，即向量與向量重合，即θ＜5°時(shí)認(rèn)為行走了一步，通過(guò)累計(jì)θ＜5°次數(shù)即可知道裝配線工人行走的步數(shù)；

方式二、通過(guò)找到最大角度判斷行走次數(shù)，正常行走左右腳前后走，默認(rèn)為最大角度即為行走一步，即可求出行走速度和距離，但行走可能出現(xiàn)非交叉式移動(dòng)，另外還存在達(dá)到局部最小角度之后反向行走的現(xiàn)象，就不能單獨(dú)通過(guò)最大角度的數(shù)量判斷行走數(shù)目和行走距離，為此，需要在最大角度的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出修正計(jì)步模型，獲取人體骨骼數(shù)據(jù)，通過(guò)找到最大角度、局部小角度和局部最大角度判斷行走次數(shù)，即可求出行走速度和距離，并記錄每次計(jì)數(shù)時(shí)行走位置的數(shù)據(jù)；

步驟一中所述的空間落點(diǎn)位置的確認(rèn)方法如下：

當(dāng)方式二得到最大角度、局部最小角度、局部最大角度時(shí)，就會(huì)存儲(chǔ)KINECT采集的工人腳的三維坐標(biāo)點(diǎn)，即可得到空間落點(diǎn)位置；

通過(guò)比較確認(rèn)行走步數(shù)的方式一和方式二，選取計(jì)數(shù)多的數(shù)據(jù)作為模特值數(shù)據(jù)，將方式二的走步數(shù)據(jù)作為步驟二的分析數(shù)據(jù)并根據(jù)步數(shù)確定模特值的大小；

所述的步驟二的具體方法如下：

針對(duì)不同裝配線工人計(jì)算出不同的活動(dòng)區(qū)域，根據(jù)步驟11)獲取的人體不同的骨骼點(diǎn)的數(shù)據(jù)，再通過(guò)線性規(guī)劃的方法求出不同裝配線工人的活動(dòng)范圍，具體設(shè)計(jì)方法為定義左髖為右髖左踝骨右踝骨左手左手腕左肘左肩膀右肩膀左踝骨左腳

左手到左手腕的長(zhǎng)度：

左手腕到左肘的長(zhǎng)度：

左肘到左肩膀的長(zhǎng)度：

左肩膀到右肩膀的長(zhǎng)度：

左踝骨到左腳的長(zhǎng)度：

最小活動(dòng)范圍即為長(zhǎng)X和寬Y的面積最小，通過(guò)線性規(guī)劃方程求出不同裝配線工人的活動(dòng)范圍，根據(jù)輕工裝配環(huán)境，取值范圍為[1,2]，γ取值范圍為[3,4]；重工裝配環(huán)境，取值范圍為[2,3]，γ取值范圍為[4,5]；

最小活動(dòng)范圍minZ＝X×Y

其中認(rèn)為背向移動(dòng)耗時(shí)多于橫向移動(dòng)耗時(shí)，即活動(dòng)人員的區(qū)域應(yīng)為長(zhǎng)方形，從而定義限制式求解最優(yōu)活動(dòng)范圍，再根據(jù)適宜活動(dòng)區(qū)域的腳步數(shù)目比例提出合理的建議，其中具體建議由走步數(shù)目在適宜區(qū)域的比例決定，具體分類如下：

其中，δ為適宜區(qū)域的走步數(shù)目在總走步數(shù)目中的比例。