[發明專利]一種人體行為動作檢測識別方法及系統

在審

• 申請號: 202210174732.7
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114529947A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 姜林;吳家齊
• 申請（專利權）人: 湖南工商大學
• 主分類號: G06V40/10
• 分類號: G06V40/10;G06V10/34;G06N3/00;G06T5/00;G06T7/55;G01S13/08
• 代理公司: 長沙市和協專利代理事務所(普通合伙) 43115
• 代理人: 熊曉妹

本發明公開了一種人體行為動作檢測識別方法及系統，基于ROS服務機器人的硬件設施搭配新型算法。包括以下步驟：啟動ROS服務機器人并啟用智能系統；啟動Kinect深度雙目攝像頭；Kinect深度雙目攝像頭將獲取的灰度圖像傳遞給ROS服務機器人；利用當前處理好的深度圖像結合相關函數獲取當前目標人體的骨骼圖，并對當前圖像進行穩定、平滑處理，根據相關算法檢測目標人體的當前狀態來采取措施。本發明采用確定目標用戶中心點高度位置及下降速度的檢測，通過該算法可以檢測到被監護者當前狀態是否跌倒，借此來大幅度提高跌倒檢測的正確率，方法簡單，易于操作，實時監測。

技術領域

本發明涉及人體行為動作檢測識別方法，具體涉及一種基于ROS服務機器人、視覺追蹤、意外檢測、音視頻通訊技術對人體行為動作檢測識別方法及系統。

背景技術

行為識別，是一種基于計算機計算，通過數學算法研究，使計算機能夠實現對樣本的識別和分析，達到能夠自主處理和判斷。隨著計算機發展和人工智能的快速發展，人類對行為識別算法所進行融合和優化，使得構建的模型能達到更高的識別分類精度和泛化能力，智能系統不僅可自組織性與自適應性地在傳統的諾依曼的計算機上運行，而且也可自組織性與自適應性地在新一代的非諾依曼結構的計算機上運行。本發明以ROS服務機器人系統為平臺，通過對當前算法進行優化創新，提高人工智能的實用性、推廣性和在非實驗室場合的運用，運用于一些特殊領域如獨居者場合。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種人體行為動作檢測識別方法，以ROS服務機器人系統為平臺，對用戶進行定位，以及對用戶生理特征、行為異常進行判斷，滿足易部署、高速率通信等要求的人體行為動作檢測識別方法。

本發明為實現上述目的，所采用的技術方案是：一種人體行為動作檢測識別方法，基于ROS服務機器人的硬件設施配置，實現目標人體行為動作的識別，包括如下步驟：

步驟1：啟動ROS服務機器人并啟用智能系統；

步驟2：啟動Kinect深度雙目攝像頭，并讀取深度雙目攝像頭的參數攝影角α，為視野范圍最大角度，圖像寬度記為Image_width，圖像高度記為Image_height，讀取系統設置的人機距離閾值記為d；

步驟3：Kinect深度雙目攝像頭將獲取的灰度圖像傳遞給ROS服務機器人；

步驟4：利用當前處理好的深度圖像結合python功能包skimage中的子模塊morphology的Skeletonize（image）函數和medial_axis（image, mask=None, return_distance=False）函數獲取當前監護目標的骨骼圖，并對當前圖像進行穩定、平滑處理，其中image為圖像對象，mask:為掩模，默認為None, 如果給定一個掩模，則在掩模內的像素值才執行骨架算法，return_distance:為bool型值，默認為False. 如果為True, 則除了返回骨架，還將距離變換值也同時返回，距離指的是中軸線上的所有點與背景點的距離。

步驟5：通過啟用2D雷達獲取當前的人機距離Man_machine_distance，提取目標中心點，獲取目標方位Target_bearing，Target_bearing為中心點位于圖像寬度的位置；

步驟6：判斷與 兩式是否成立，如果不成立，則根據兩式的大小情況驅動STM32單片機運動底盤調整機器人位置，具體規則如下：若，則驅動STM32運動底盤向遠離人體方向移動，若，則驅動STM32運動底盤向人體方向移動；若，則驅動STM32運動底盤向左轉向，若，則驅動STM32運動底盤向右轉向，直至滿足與二式，此時系統將人機距離閾值d傳遞至下一步實際高度的計算中；

步驟7：此時人機距離Man_machine_distance與提前預設的閾值d相等，且當前追蹤目標位于圖像中間，于是利用公式求得當前畫面的實際高度H，其中h為ROS服務機器人實際高度；

步驟8：提取目標中心點并利用圖像比例關系，求得目標中心實際高度，公式如下：，其中Image_height為圖像高度，為中心點在圖像中的高度；