CN111105329A - 一种宠物基本服从性及口令驯导考试系统及考试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宠物基本服从性及口令驯导考试系统及考试方法，其中考试系统包括：被考核方设备，包括通讯单元和数据采集单元；考场设备，包括考试场地及设置在考试场地的压力检查单元、红外检查单元、摄像单元及数据采集单元；考核方设备，包括数据采集单元和数据分析单元；数据分析单元包括图像处理模块、对比模块以及判断模块。本发明考核系统，可实现数据采集及评判的客观公正，减少人为判断造成的偏差，解决驯导师执业资格考试受限于考评员队伍建设原因无法规范化并大面积推广的难题。

Description

一种宠物基本服从性及口令驯导考试系统及考试方法

技术领域

本发明涉及基于宠物的训练及考试技术领域,具体是宠物基本服从性及口令驯导考试系统及考试方法。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，宠物产业成为重要的新兴消费领域。据统计测算，2019年度，中国宠物市场总体规模将超过2000亿人民币，成为世界第二大宠物消费市场。随着行业的快速发展，对相关专业人才的需求量也越来与大，对人才的专业技术能力的要求也越来高。特别是能提供科学养宠，文明养宠专业咨询辅导，日常饲养驯导训练服务，解决不文明养犬，不科学养犬导致的各种问题矛盾，推进高水平社会治理的宠物驯导师专业，存在着大量的人才缺口。

但是，由于中国宠物产业起步较晚，专业人才的培养和考评体系都很不完善。为了满足行业发展需要，《宠物驯导师国家职业标准》（以下简称《标准》）制定颁布于2007年，迄今已有十多个年时间。此标准依照《中华人民共和国职业分类大典》为依据，对职业的活动范围、工作内容、技能要求和知识水平做了明确的规定。 但是，在宠物驯导师职业资格鉴定的组织实施过程当中，由于职业自身特点，实操技能部分的考试有大量需要现场考评的项目，在考试的组织实施过程中存在着一下几个较为突出的问题：

1、场地要求较高，考试设备较为复杂。按照《标准》要求，技能操作考核应该在具有 40米长，20米宽的操场，且具备完整的不低于18套障碍器材的训练设备、工具，通风条件良好和安全措施完善的场所进行。综合评审在具备80平方米以上的光线、通风良好的会议室进行。采用传统手段搭建考试场地，成本高难度大，难以实现标准化。

2、根据《标准》要求，宠物驯导师职业资格鉴定中的技能操作考试需要考核考生携带指导犬只完成相应的规定动作，组织犬只参加竞技比赛等实操能力。按照传统的考核组织实施方式，需要大量具备较高专业能力和裁判经验的考评人员参与，这导致考试的规模化系统化难以实现。

3、由于结果判定由考评员个人手工完成，人为因素较大，标准化程度不够，考生实际完成情况也难以作为数据被提取，分析。一旦考生对成绩出现异议，也难以通过客观手段进行复议仲裁，考核的公正性和权威性难以得到保障。

上述问题，是影响“宠物驯导师”职业资格鉴定标准化、规模化开展，培养考核满足市场需要的专业人才的重要因素，函待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低人为影响，保证训练和考试结果更为客观的基于图像识别的宠物基本服从性及口令驯导考试系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种宠物基本服从性及口令驯导考试系统，其特征在于，包括：

被考核方设备，包括红外单元、通讯单元和数据采集单元；

通讯单元用于获取被考核方发出的动作口令，并将获取的动作口令发出；

数据采集单元用于采集红外检查单元、压力检查单元、摄像单元等部件产生的实时数据并回传至考核系统；

考场设备，包括考试场地及设置在考试场地的压力检查单元、红外检查单元、摄像单元及数据采集单元；

压力检查单元用于根据获取的压力数据判断被考核方宠物的姿势；

红外检查单元主要设置在考场必要的考核点上，当人或宠物进行碰撞或触摸后，红外检查单元对触碰数据进行传输，主要传是否碰撞，以及碰撞时间等关键性数据；

摄像单元用于获取被考核方的图像信息；

数据采集单元用于采集红外检查单元、压力检查单元、摄像单元等部件产生的实时数据并回传至考核系统；

考核方设备，包括数据采集单元和数据分析单元；

数据采集单元用于采集被考核方设备和考场设备发出的数据；

数据分析单元包括图像处理模块、对比模块；

图像处理模块，根据所采集的图像信息计算得到被考核方及宠物的运动轨迹、姿态、动作及被考核方与宠物之间的距离；姿态包括坐姿保持，趴下（卧姿）保持，等待姿态（坐卧皆可）及保持时间：坐姿3~5秒，卧姿3~5秒，等待动作保持5~10秒；动作包括常速随行（5km/h）、快速随行(8km/h)，随行中犬位于指导手体侧≤20cm，前后距离≤45cm。

对比模块，根据获取的考核方发出的口令，判断图像处理模块计算得到的考核方及宠物的运动轨迹、姿态与动作是否与口令一致；

判断模块，根据计算后的行为数据对人员与宠物进行实时定位判断，判断考生与携犬是否在规定路线上进行考试、并且判断携犬与考生保持的距离是否在规定范围之内。

考核方设备还包括复审模块，用于评判人员在收到判断模块的判断结果后，评判人员对考生的各项指标进行复审，以及通过录像回放以及动作捕获后生成相关数据对考生的动作、口令进行人工判定。

所述考试场地包括测试线路以及位于测试线路上的测试点。

图像处理模块，对摄像头实时传回的数据使用无监督的学习算法对视频块进行建模，并依靠所建模型计算出当时人或宠物的姿态与动作。

视频动态捕捉使用图像序列查分法。一般的视频图像是三位图像的二维投影，虽然不能完全反应真实的三位物体或场景，但是二维图像发生变化时三位图像也会相应改变，连续的视频也有连续性，若图像内容没有运动，那么连续图像变化很小，反之变化会很大因此动态监测大部分是通过做帧差赖确定图像序列有无运动。亦就是将当前帧与前一帧进行比较，算法只记录帧与帧之间变化而不是完整的一帧数据。首先记录第一帧数据作为背景帧，然后使用第二帧与第一帧进行比对，找出两帧图像得不同区域。最后使用无监督的学习方法将算法进行串联并自动学习。

一种宠物基本服从性及口令驯导考试方法，包括：

考生通过通讯单元接收开始考核命令后开始进行考核；

考生在考试的同时，通过考核设备对宠物行为数据、考生的口令及动作数据进行采集；

各监控单元将采集到的数据上报至考试系统。

考试系统接受考生在考核中产生并上报的数据，并进行以下处理：

A考试系统对上报数据进行整合、处理、筛选并通过压力算法、轨迹算法、动态捕捉算法对数据进行聚合和评估；

B使用聚合和评估后的数据和考核指标评判标准进行比对；

C当考生考试结束的同时考试系统完成该考生的评判认定，并将评判结果与评判指标、录像以及行为数据发送给评判人员；

D评判人员在收到相关数据后，考评对考生的各项指标进行复审，以及通过录像回放以及动作捕获后生成相关数据对考生的动作、口令进行判定，最终生成考试结果；

E考试系统接收复审结果后，对整场考试的结果进行输出，并实时生成考生的运动轨迹、压力轨迹以及关键性指标判定视频和音频，并将考试结果发送至考生；

F考生通过通讯单元收到考核结果；如对考试结果不满意，可以直接调取出考试的全部录音、录像以及关键性的评判点对考试结果复查。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、本发明通过设置在考核线路及考核点上的压力检查单元、红外检查单元以及摄像单元，可实现宠物训练及考试的自动获取，提高训练和考核水平，减少考核官的数量，降低运行成本等。

2、借助设置在考核线路及考核点上的压力检查单元、红外检查单元以及摄像单元，有助于提高“宠物驯导师”相关职业等级考试的权威性和公正性，有利于相关人才的培养，对行业发展能够起到更好的推动作用。传统考试方式，主要是依靠考官的主观判断来确定考生的操作水平，常常会因为视觉误差等原因导致考生的考试成绩的判定不够规范，缺少一定的说服力。本发明在传统的判断标准的基础上，引入了电子化、智能化的成绩判定系统，能够对考生的完成情况进行智能打分，并对考生的考试过程进行数据留存。这最大程度降低了人为因素对考生成绩的影响，提高了考试自身的权威公正性。

3、基于设置在考核线路及考核点上的压力检查单元、红外检查单元以及摄像单元，可以获取场地上的宠物的实时数据，这些实时数据可以将训练过程进行数字化处理，结合大数据分析和云计算技术，可以通过不断积累数据，进行数据分析和模型建立，对未来职业标准的修正完善和人才培训的水平的提高起到技术支撑的作用。

4、改变了现有的相关考试场地缺乏标准规范的现状。本发明按照《标准》中规范的技能操作的考核要求，不仅确定了在“宠物驯导师”技能操作考试中考场的标准场地尺寸，还规范了相应的考核内容和相关设备技术规范。为“宠物驯导师”相关职业等级考试的标准化规范化奠定了基础。

本发明考核系统，对带犬完成各项考试科目的考试组织、信息录入，对考试过程中犬只和驯导员的运动轨迹进行数据采集并根据评判标准进行比对，对人与犬的动作完成情况进行客观判断。可实现数据采集及评判的客观公正，减少人为判断造成的偏差，解决驯导师执业资格考试受限于考评员队伍建设原因无法规范化并大面积推广的难题。同时，将考试获得数据的留存，分析，并建立大数据分析模型，对科研，培训，商业分析等都有重大价值，对未来宠物产业的升级跃进都有着重要作用。

附图说明

图1是测试场地示意图；

图2是本发明测试系统框图；

图3是本发明测试系统中测试场地数据采集装置布置示意图；

图4本发明测试系统的测试流程图；

图5是考生测试流程图；

图6是考评系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明

本发明考核系统，可用于实现国家职业资格——宠物驯导师（5~1级）职业资格考试中技能实操考试组织实施的智能标准化。

考核场地，如图1所示，场地的尺寸为15×15米，在测试场地内包括两个考核线路和4个考核点。两个考核线路分别为常速前进线路（实线）和快速前进线路（虚线）。4个考核点分别为A点、B点、C点和D点。从A点开始，依次经过B点、C点，最后到达D点的为常速前进线路；从D点开始折返，依次经过C点、B点，最后回到A点的为快速前进线路。

基本服从性及口令完成考试的考核内容，包括：

有牵引绳状态下的随行。在15×15米的场地内，参见图1所示，指导手携带犬只（考试全程位于驯导员左侧）在A点待命，犬只从坐下姿势开始，根据指导手口令保持在驯导左侧跟随指导手按正常步行速度前进。此时根据测定犬只前进中是否能保持与人的相对距离始终在±20cm内，且始终位于驯导员左侧。经B，C点，至D点折返，以快步随行原路经C，B点返回A点，在A点根据指令坐下后与指导手目光接触后结束。

无牵引绳状态下的随行。在15×15米的场地内，指导手携带犬只（考试全程位于驯导员左侧）在A点待命，犬只从坐下姿势开始，根据指导手口令保持在驯导左侧跟随指导手按正常步行速度前进。此时根据测定犬只前进中是否能保持与人的相对距离始终在±20cm内，且始终位于驯导员左侧。经B，C点，至D点折返，以快步随行原路经C，B点返回A点，在A点根据指令坐下后与指导手目光接触后结束。（全程犬只不系牵引绳）

犬在待命状态依口令完成“坐下”、“趴下”，“起立”。犬在A点位于指导手左侧待命，依据口令分别完成坐下，趴下动作，每个动作需保持3秒钟以上。

犬行进中的按口令完成待命，唤回。犬位于指导手左侧待命，从A点出发，行至B点，依口令完成“趴下”动作，在指导手下达“等！”的命令后，指导手继续前进至C点，向后转面向犬只，呼唤犬的名字形成目光接触后，下达口令“来！”，犬只能按照口令奔向指导手，并在指导手左侧坐下，完成动作。

本发明考核系统的整体框架，如图2所示，包括被考核方设备、考场设备以及考核方设备。

1、考场设备

如图3所示，考核区域由15米*15米的可拆卸的压力感应装置，同时在考试区域的四个考核点（A、B，C及D）架设红外感应设备，并且在考场四周铺设高清摄像头6部，分别监控A点至B点，B点至A点，B点至C点，C点至B点，C点至D点以及D点至C点，保证考试区域视频全覆盖。

2、被考核方设备

被考核者和宠物须穿戴考核设备，考核设备中主要包括红外单元、通讯单元可以对考核者的动作以及发出的口令进行捕获。同时也对被考核宠物的行为动作进行预判。

3、考核方设备

考核方通过通讯设备告知被考核人员开始进行考核后，被考核人员进行考核此时数据采集单元会将采集到的数据实时回传至考核方，考核设备会对数据进行收集、分析、处理、评判并将结果反映至考核终端。由考核终端进行复核后反馈至被考核人员。

数据采集

考生携犬只到达考核点时，摄像头开始工作并传回摄像数据。保证考生在待考区待考。

当考生开始第一项卧姿考试时。通讯设备采集考生下达的口令，压力感应装置采集压力感应源数据，摄像设备采集考生与犬类的动作设备并传回所有采集到的数据。

考生开始进行携犬跟随时，压力感应装置采集感应数据，摄像设备采集考生动作数据，红外感应设备采集被触动数据并传回。

数据计算

根据各项实时回传采集到的数据，首先进行如下处理：

根据热压力采集到的数据以及物体体积大小并根据热敏感压力算法，计算出物体当时的状态以及压力；

对摄像头实时传回的数据使用无监督的学习算法对视频块进行建模。这个方法首先在小的输入块上使用ISA算法，然后将学习到的网络和较大块的输入图像进行卷积，将卷积过程得到的响应组合在一起作为下一层的输入，将得到的描述方法运用到视频数据上。首先使用小批量的数据训练ISA网络，然后将训练好的网络与较大的输入卷积，然后使用PCA算法处理，最后再经过一层ISA网络训练。为了适应三维的视频信息，将一段视频序列压缩成一个向量作为输入，生成模型。并依靠模型计算出当时人或宠物的姿态与动作。

通讯设备传回的数据使用语音识别技术并转换为动作口令的文字。

将处理后的数据进行整合计算

根据计算后的行为数据对人员与宠物进行实时定位判断，保证考生与携犬是在规定路线上进行考试、并且判断携犬与考生保持的距离始终在规定范围之内。

根据口令文字判断考生在考试时下达的命令是否规范，符合要求，是否有多余的、误导性的命令出现。并且根据命令判断犬类是否达到考生的要求。

本发明考试系统的考试方法，按设备可分为考场实施步骤、考生实施步骤及考评实施步骤。

考场实施步骤，如图4所示：

1）首先根据考试难度进行考场设置。

2）根据设置好的考场开启红外监控单元。

3）根据设置好的考场开启视频监控单元。

4）考生进行职业鉴定考试。

5）考生在考试的同时各监控单元对数据进行采集。

6）各监控单元将采集到的数据上报至考试系统。

考生实施步骤，如图5所示：

1）考生在待考试区域穿戴考核设备。

2）考生在待考试区为宠物穿戴考核设备。

3）考生进入考试区域准备接收考试命令。

4）考生通过通讯单元接收开始考核命令后开始进行考核。

5）考核设备对宠物行为数据进行采集。

6）考核设备对考生的口令及动作数据进行采集。

7）将采集到的数据进行发送，并实时进行评定。

考评实施步骤，如图6所示，

1）考核平台接受考生在考核中产生并上报的数据。

2）考核平台对上报数据进行整合、处理、筛选并通过压力算法、轨迹算法、动态捕捉算法对数据进行聚合和评估。

3）使用聚合和评估后的数据和考核指标评判标准进行比对。

4）当考生考试结束的同时考核平台完成该考生的评判认定。并将评判结果与评判指标、录像以及行为数据发送给评判人员。

5）评判人员在收到相关数据后，考评对考生的各项指标进行复审，以及通过录像回放以及动作捕获后生成相关数据对考生的动作、口令进行判定。最终生成考试结果。

6）考评系统接收复审结果后，对整场考试的结果进行输出，并实时生成考生的运动轨迹、压力轨迹以及关键性指标判定视频、音频等，并将考试结果发送至考生。

考生通过通讯单元收到考核结果。如对考试结果不满意，可以直接调取出考试的全部录音、录像以及关键性的评判点对考试结果复查。

Claims (10)

1.一种宠物基本服从性及口令驯导考试系统，其特征在于，包括：

被考核方设备，包括通讯单元和第一数据采集单元；

通讯单元用于获取被考核方指导手发出的动作口令，并将获取的动作口令发出；

第一数据采集单元用于接收录音录像系统采集的指导手口令，并通过数据采集单元中的数据传送模块实时回传上述采集的指导手口令；

考场设备，包括考试场地及设置在考试场地的压力检查单元、红外检查单元、摄像单元及第二数据采集单元；

压力检查单元用于根据获取的压力数据判断被考核方宠物的姿势；

红外检查单元用于判断被考核方宠物或者指导手是否位于考核点上及位于考核点的时间；

摄像单元用于获取被考核方的图像信息；

第二数据采集单元用于采集红外检查单元、压力检查单元及摄像单元产生的实时数据并实时回传；

考核方设备，包括第三数据采集单元和数据分析单元；

第三数据采集单元用于采集被考核方设备和考场设备回传的实时数据；

数据分析单元包括图像处理模块、对比模块以及判断模块；

图像处理模块，根据所采集的图像信息计算得到被考核方及宠物的运动轨迹、姿态、动作及被考核方与宠物之间的距离；

对比模块，根据获取的考核方发出的口令，判断图像处理模块计算得到的考核方及宠物的运动轨迹、姿态与动作是否与口令一致；

判断模块，根据计算后的行为数据对人员与宠物进行实时定位判断，判断考生与携犬是否在规定路线上进行考试、并且判断携犬与考生保持的距离是否在规定范围之内。

2.根据权利要求1所述的宠物基本服从性及口令驯导考试系统，其特征在于，考核方设备还包括复审模块，用于评判人员在收到判断模块的判断结果后，评判人员对考生的各项指标进行复审，以及通过录像回放以及动作捕获后生成相关数据对考生的动作、口令进行人工判定。

3.根据权利要求1所述的宠物基本服从性及口令驯导考试系统，其特征在于，其中姿态包括三种姿态及相应姿态的保持时间，其中三种姿态为坐姿、卧姿以及等待姿态；坐姿保持时间为3~5秒，卧姿保持时间为3~5秒，等待动作保持时间为5~10秒；动作包括常速随行和快速随行，随行中犬位于指导手体侧≤20cm，前后距离≤45cm。

4.根据权利要求1所述的宠物基本服从性及口令驯导考试系统，其特征在于，所述考试场地包括考核线路以及位于测试线路上的考核点；所述红外检查单元的探测点位于考核点上；在考核线路上设置所述摄像单元。

5.根据权利要求1所述的宠物基本服从性及口令驯导考试系统，其特征在于，图像处理模块，对摄像头实时传回的数据使用无监督的学习算法对视频块进行建模，并依靠所建模型计算出当时人或宠物的姿态与动作。

6.根据权利要求5所述的宠物基本服从性及口令驯导考试系统，其特征在于，无监督的学习算法为：将当前帧与前一帧进行比较，首先记录第一帧数据作为背景帧，然后使用第二帧与第一帧进行比对，找出两帧图像得不同区域，最后进行串联并自动学习。

7.一种宠物基本服从性及口令驯导考试方法，其特征在于：包括：

考生通过通讯单元接收开始考核命令后开始进行考核；

考生在考试的同时，通过考核设备对宠物行为数据、考生的口令及动作数据进行采集；

各监控单元将采集到的数据上报至考试系统。

8.根据权利要求7所述的宠物基本服从性及口令驯导考试方法，其特征在于：考试系统接受考生在考核中产生并上报的数据，并进行以下处理：

A考试系统对首先对数据采集单元实时上报的数据进行数据整合，然后对整合完成后的数据使用图像序列查分法、时间序列算法、压力算法等方式对数据进行计算和聚合。

B使用聚合和评估后的数据和考核指标评判标准进行比对。

9.根据权利要求8所述的宠物基本服从性及口令驯导考试方法，其特征在于：考试系统接受考生在考核中产生并上报的数据，还进行以下处理：

C当考生考试结束的同时考试系统完成该考生的评判认定，并将评判结果与评判指标、录像以及行为数据发送给评判人员；

D评判人员在收到相关数据后，考评对考生的各项指标进行复审，以及通过录像回放以及动作捕获后生成相关数据对考生的动作、口令进行判定，最终生成考试结果；

E考试系统接收复审结果后，对整场考试的结果进行输出，并实时生成考生的运动轨迹、压力轨迹以及关键性指标判定视频和音频，并将考试结果发送至考生。

10.根据权利要求9所述的宠物基本服从性及口令驯导考试方法，其特征在于：考试系统接受考生在考核中产生并上报的数据，还进行以下处理：

F考生通过通讯单元收到考核结果；如对考试结果不满意，可以直接调取出考试的全部录音、录像以及关键性的评判点对考试结果复查。

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