CN108444386B - 人体位置偏离测量平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人体位置偏离测量平台，包括：前部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机前端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机前端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧前端即时图像；后部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机后端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机后端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧后端即时图像；前部分析设备，与所述前部摄像头连接，用于接收所述多帧前端即时图像；后部分析设备，与所述后部摄像头连接，用于接收所述多帧后端即时图像。通过本发明，能够降低跑步机上的人体发生碰撞事故的概率。

Description

人体位置偏离测量平台

技术领域

本发明涉及定位检测领域，尤其涉及一种人体位置偏离测量平台。

背景技术

在安全性方面，用跑步机在室内跑步唯一需要注意的就是人的平衡性，有些人跑完步下了跑步机以后，会有晕眩的感觉。另外，由于跑步机如今的跑带宽度大致有40CM，45CM和47CM几种宽度，即便是47CM宽的跑带，人在跑的时候也得非常注意自己身体的平衡性，如果自己的脚不小心踩到跑带之外，就可能因为重心不稳而导致摔倒。

除此之外，跑步机在使用过程中，由于跑步人员的视线高于跑步机的跑步带，以及跑步人员经常佩戴耳机，导致对自己的跑步位置观察不足，一旦跑步机上的人体位置处于过前或过后状态时，容易引起相应的跑步事故发生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种人体位置偏离测量平台，能够在各项现场数据的准确测量的同时，对跑步机上的人体位置是否处于过前或过后状态进行有效检测，从而为跑步人员提供与位置相关的电子监控机制。

根据本发明的一方面，提供了一种人体位置偏离测量平台，所述平台包括：

前部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机前端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机前端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧前端即时图像；

后部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机后端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机后端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧后端即时图像；

前部分析设备，与所述前部摄像头连接，用于接收所述多帧前端即时图像，确定每一帧前端即时图像的像素点灰度平均值，并在所述多帧前端即时图像的多个像素点灰度平均值之间变化程度超限时，将最新一帧的前端即时图像作为待分析图像输出；

后部分析设备，与所述后部摄像头连接，用于接收所述多帧后端即时图像，确定每一帧后端即时图像的像素点灰度平均值，并在所述多帧后端即时图像的多个像素点灰度平均值之间变化程度超限时，将最新一帧的后端即时图像作为待分析图像输出；

像素点比较设备，分别与所述前部分析设备和所述后部分析设备连接，用于接收所述待分析图像，对所述待分析图像执行以下处理：基于像素点的L亮度值确定所述待分析图像中L亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第一像素点数量，基于像素点的A亮度值确定所述待分析图像中A亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第二像素点数量，基于像素点的B亮度值确定所述待分析图像中B亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第三像素点数量。

本发明至少具备以下两处关键的发明点：

(1)建立了基于图像检测的初级分析阶段和基于超声波检测的后续分析阶段的人体目标检测机制，从而提高了跑步机上人体位置过前或过后检测的精度，避免跑步机上的人体发生碰撞事故；

(2)通过视频流中每一个图像的像素点L亮度值、A亮度值和B亮度值的各自剧变程度，确定相应的第一像素点数量、所述第二像素点数量和所述第三像素点数量，并取上述三种数量的中间值作为图像的剧变像素点数量以准确代表图像的剧变程度。

具体实施方式

下面将对本发明的人体位置偏离测量平台的实施方案进行详细说明。

跑步人员在跑步机上跑步时，如果发生跑步机上的人体位置处于过前或过后状态而跑步人员不自知，则后果不堪设想。让跑步人员一直保持注意力和专注度又不现实，因此，必须对现有的跑步机进行改造，否则现有的跑步机的安全等级不足。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种人体位置偏离测量平台，实现对跑步机上人体位置偏离状态的电子检测和判断。

根据本发明实施方案的人体位置偏离测量平台包括：

前部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机前端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机前端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧前端即时图像；

后部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机后端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机后端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧后端即时图像。

接着，继续对本发明的人体位置偏离测量平台的具体结构进行进一步的说明。

所述人体位置偏离测量平台中还可以包括：

前部分析设备，与所述前部摄像头连接，用于接收所述多帧前端即时图像，确定每一帧前端即时图像的像素点灰度平均值，并在所述多帧前端即时图像的多个像素点灰度平均值之间变化程度超限时，将最新一帧的前端即时图像作为待分析图像输出；

后部分析设备，与所述后部摄像头连接，用于接收所述多帧后端即时图像，确定每一帧后端即时图像的像素点灰度平均值，并在所述多帧后端即时图像的多个像素点灰度平均值之间变化程度超限时，将最新一帧的后端即时图像作为待分析图像输出；

像素点比较设备，分别与所述前部分析设备和所述后部分析设备连接，用于接收所述待分析图像，对所述待分析图像执行以下处理：基于像素点的L亮度值确定所述待分析图像中L亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第一像素点数量，基于像素点的A亮度值确定所述待分析图像中A亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第二像素点数量，基于像素点的B亮度值确定所述待分析图像中B亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第三像素点数量；

剧变分析设备，与所述像素点比较设备连接，用于对所述待分析图像执行以下处理：获取所述第一像素点数量、所述第二像素点数量和所述第三像素点数量，将所述第一像素点数量、所述第二像素点数量和所述第三像素点数量中的中间值作为所述待分析图像的剧变像素点数量输出；

视频检测设备，分别与所述剧变分析设备和所述像素点比较设备连接，用于在所述待分析图像的剧变像素点数量超过限量时，确定所述待分析图像存在故障，否则，确定所述待分析图像不存在故障；

图像分割设备，与所述视频检测设备连接，用于接收不存在故障的待分析图像，基于预设人体灰度上限阈值和预设人体灰度下限阈值获取所述待分析图像中的各个人体像素点，将所有人体像素点组成人体区域输出，当所述人体区域占据所述待分析图像的面积百分比超限时，发出存在人体信息，否则，发出不存在人体信息；

前端超声波测量仪，设置在前部摄像头附近，与所述图像分割设备连接，用于在所述不存在故障的待分析图像为最新一帧的前端即时图像且接收到存在人体信息时，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机前端进行超声波收发分析，以基于超声波收发分析确定是否发出前端目标存在信息；

后端超声波测量仪，设置在后部摄像头附近，与所述图像分割设备连接，用于在所述不存在故障的待分析图像为最新一帧的后端即时图像且接收到存在人体信息时，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机后端进行超声波收发分析，以基于超声波收发分析确定是否发出后端目标存在信息；

语音播放芯片，分别与所述前端超声波测量仪和所述后端超声波测量仪连接，用于在接收到所述前端目标存在信息时，播放与人体过于靠近前端相应的语音报警信号，还用于在接收到所述后端目标存在信息时，播放与人体过于靠近后端相应的语音报警信号。

其中，所述前部分析设备和所述后部分析设备是交替将各自的待分析图像输入到所述像素点比较设备中。

在所述人体位置偏离测量平台中：

所述前端超声波测量仪设置在跑步机的扶手上且包括前端超声波发射器、前端超声波接收器以及前端微控制器。

在所述人体位置偏离测量平台中：

所述后端超声波测量仪设置在跑步机的扶手上且包括后端超声波发射器、后端超声波接收器以及后端微控制器。

在所述人体位置偏离测量平台中：

所述前端超声波测量仪基于超声波收发分析确定是否发出前端目标存在信息包括：当前端超声波接收器接收到反射的、前端超声波发射器发送的超声波信号的时间与前端超声波发射器发送超声波信号的时间之间的间隔小于等于预设时限时，确定发出前端目标存在信息。

以及在所述人体位置偏离测量平台中：

所述后端超声波测量仪基于超声波收发分析确定是否发出后端目标存在信息包括：当后端超声波接收器接收到反射的、后端超声波发射器发送的超声波信号的时间与后端超声波发射器发送超声波信号的时间之间的间隔小于等于预设时限时，确定发出后端目标存在信息。

另外，所述前端超声波测量仪和所述后端超声波测量仪所采用的超声波，是一种频率高于20000赫兹的声波，他的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，他的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。

采用本发明的人体位置偏离测量平台，针对现有技术中缺乏对跑步人员在跑步机上预设位置的检测机制的技术问题，通过对现场视频流中每一个图像的像素点L亮度值、A亮度值和B亮度值的各自剧变程度，确定相应的第一像素点数量、所述第二像素点数量和所述第三像素点数量，并取上述三种数量的中间值作为图像的剧变像素点数量以准确代表图像的剧变程度，更为重要的是，建立了基于图像检测的初级分析阶段和基于超声波检测的后续分析阶段的人体目标检测机制，从而提高了跑步机上人体位置过前或过后检测的精度，避免跑步机上的人体发生碰撞事故，从而解决了上述技术问题。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种人体位置偏离测量平台，其特征在于，所述平台包括：

前部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机前端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机前端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧前端即时图像；

后部摄像头，设置在跑步机的扶手上且位于靠近跑步机后端位置，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机后端进行即时图像拍摄，以获得并输出时间上连续的多帧后端即时图像；

前部分析设备，与所述前部摄像头连接，用于接收所述多帧前端即时图像，确定每一帧前端即时图像的像素点灰度平均值，并在所述多帧前端即时图像的多个像素点灰度平均值之间变化程度超限时，将最新一帧的前端即时图像作为待分析图像输出；

后部分析设备，与所述后部摄像头连接，用于接收所述多帧后端即时图像，确定每一帧后端即时图像的像素点灰度平均值，并在所述多帧后端即时图像的多个像素点灰度平均值之间变化程度超限时，将最新一帧的后端即时图像作为待分析图像输出；

像素点比较设备，分别与所述前部分析设备和所述后部分析设备连接，用于接收所述待分析图像，对所述待分析图像执行以下处理：基于像素点的L亮度值确定所述待分析图像中L亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第一像素点数量，基于像素点的A亮度值确定所述待分析图像中A亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第二像素点数量，基于像素点的B亮度值确定所述待分析图像中B亮度值变化剧烈的像素点的数量以作为第三像素点数量；

剧变分析设备，与所述像素点比较设备连接，用于对所述待分析图像执行以下处理：获取所述第一像素点数量、所述第二像素点数量和所述第三像素点数量，将所述第一像素点数量、所述第二像素点数量和所述第三像素点数量中的中间值作为所述待分析图像的剧变像素点数量输出；

视频检测设备，分别与所述剧变分析设备和所述像素点比较设备连接，用于在所述待分析图像的剧变像素点数量超过限量时，确定所述待分析图像存在故障，否则，确定所述待分析图像不存在故障；

图像分割设备，与所述视频检测设备连接，用于接收不存在故障的待分析图像，基于预设人体灰度上限阈值和预设人体灰度下限阈值获取所述待分析图像中的各个人体像素点，将所有人体像素点组成人体区域输出，当所述人体区域占据所述待分析图像的面积百分比超限时，发出存在人体信息，否则，发出不存在人体信息；

前端超声波测量仪，设置在前部摄像头附近，与所述图像分割设备连接，用于在所述不存在故障的待分析图像为最新一帧的前端即时图像且接收到存在人体信息时，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机前端进行超声波收发分析，以基于超声波收发分析确定是否发出前端目标存在信息；

后端超声波测量仪，设置在后部摄像头附近，与所述图像分割设备连接，用于在所述不存在故障的待分析图像为最新一帧的后端即时图像且接收到存在人体信息时，以垂直于跑步机的扶手的方向对跑步机后端进行超声波收发分析，以基于超声波收发分析确定是否发出后端目标存在信息；

语音播放芯片，分别与所述前端超声波测量仪和所述后端超声波测量仪连接，用于在接收到所述前端目标存在信息时，播放与人体过于靠近前端相应的语音报警信号，还用于在接收到所述后端目标存在信息时，播放与人体过于靠近后端相应的语音报警信号；

其中，所述前部分析设备和所述后部分析设备是交替将各自的待分析图像输入到所述像素点比较设备中。

2.如权利要求1所述的人体位置偏离测量平台，其特征在于：

所述前端超声波测量仪设置在跑步机的扶手上且包括前端超声波发射器、前端超声波接收器以及前端微控制器。

3.如权利要求2所述的人体位置偏离测量平台，其特征在于：

所述后端超声波测量仪设置在跑步机的扶手上且包括后端超声波发射器、后端超声波接收器以及后端微控制器。