CN116358562B - 消毒操作轨迹检测方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种消毒操作轨迹检测方法、装置、设备和存储介质。所述方法包括：确定感应电路板上多个霍尔传感器的输出电压信号；根据输出电压信号的强度，确定各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度；根据磁感应强度，确定消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离；根据消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定消毒轨迹头在有效空间中的位置信息；根据消毒轨迹头在多个时刻的位置信息以及预设轨迹信息，确定消毒轨迹头的有效性评估信息；根据有效性评估信息，生成评估报告。根据本发明，能够通过霍尔传感器检测消毒轨迹头的运动轨迹，从而确定消毒的轨迹是否正确和有效，可对消毒动作训练进行量化，提高训练效率和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及检测传感技术领域，尤其涉及一种消毒操作轨迹检测方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
CN101349951A提供了一种轨迹检测装置与应用其的电子装置。轨迹检测装置包括轨迹球与感测模块。轨迹球具有多个第一磁性部与多个第二磁性部，其中第一磁性部与第二磁性部的磁性相反。感测模块设置在轨迹球的旁侧，用于在轨迹球被移动时，感应该轨迹球在至少二个方向上的磁力变化。感测模块将磁力变化转换成电信号后输出至电子装置，由此，电子装置可以判断轨迹球的移动方向与位移大小。该轨迹检测装置仅使用具有磁化区分布的轨迹球与感测模块，其结构简单且成本低。并且如果使用霍尔传感器进行感测时，可使整个轨迹检测装置的体积减到最小。因而，应用该轨迹检测装置的任何种类的电子装置便可达到轻量化且成本低的目的。
CN108759644A提供了一种移动距离的检测方法，应用于自动清洁设备，自动清洁设备包括移动轮；移动轮包括设置于移动轮轴心处的圆盘磁铁，圆盘磁铁伴随移动轮的转动而转动；圆盘磁铁包括至少一组两极对应的磁铁；移动轮还包括用于监测圆盘磁铁中每组磁铁的磁场强度的变化量的霍尔传感器，霍尔传感器的移动轨迹与移动轮的轴心的移动轨迹平行且同步；所述方法包括：监测圆盘磁铁中每组磁铁的磁场强度的变化量，根据每组磁铁的磁场强度的变化量输出N个脉冲波形；N的数值与移动轮的旋转弧度相关联，N为正数；根据N个脉冲波形确定圆盘磁铁的旋转弧度；根据圆盘磁铁的旋转弧度确定移动轮的移动距离。
CN104390579A提供了一种基于磁传感器阵列的焊接空间位置检测系统及方法，所述系统包括检测电路安装平台、若干检测电路和模拟焊枪的永磁铁；所述若干检测电路结构相同，均包括并联在直流电源两端的电容C、第一线性霍尔传感器H1和第二线性霍尔传感器H2；其中，第一线性霍尔传感器H1和第二线性霍尔传感器H2上下重叠且以相反方向连接电源；所述若干检测电路安装于检测电路安装平台上，且排布成两排，两排检测电路错位排布，任一排上的非边缘的检测电路与另一排检测电路中两个相邻的检测电路构成一个等边三角形。霍尔传感器电路的三角形阵列排布方案，能够实时检测永磁体在模拟焊接区域的运动轨迹，并在软件界面中实时绘制轨迹曲线。
因此，相关技术中可通过霍尔传感器检测磁铁的移动距离和位置，但并未通过霍尔传感器来训练消毒操作时的运动，也无法评估消毒操作的动作是否准确和有效。
公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明实施例提供一种消毒操作轨迹检测方法、装置、设备和存储介质，能够通过霍尔传感器检测消毒轨迹头的运动轨迹，从而确定消毒的轨迹是否正确和有效。
根据本发明的实施例的第一方面，提供一种消毒操作轨迹检测方法,包括：
在检测到消毒轨迹头进入感应电路板上方有效空间的情况下，确定所述感应电路板上多个霍尔传感器的输出电压信号，其中，所述消毒轨迹头包括磁钢，所述多个霍尔传感器在所述感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，且所述霍尔传感器的数量大于或等于3；
根据所述输出电压信号的强度，确定各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度；
根据所述各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度，确定所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离；
根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息；
根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据所述有效性评估信息，生成评估报告。
根据本发明的一个实施例，根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息，包括：
以各个霍尔传感器所在位置为球心，以所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离为半径，获得与各个霍尔传感器对应的球面区域；
获取各个球面区域的交集，所述各个球面区域的交集包括两个或多个位置坐标；
将位于所述有效空间中的位置坐标，确定为所述位置信息。
根据本发明的一个实施例，根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息，包括：
确定所述多个时刻的位置信息与所述预设轨迹信息的最小距离；
根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分；
根据所述多个时刻的数量，对所述预设轨迹信息进行分割，获得与每个时刻对应的分割点，所述分割包括根据所述预设轨迹信息的长度与所述多个时刻的数量进行等分；
根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分；
根据所述多个时刻的位置信息进行拟合，获得所述消毒轨迹头的轨迹曲线；
根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分；
根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息。
根据本发明的一个实施例，根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分，包括：
对所述多个时刻的位置信息对应的最小距离进行统计，获得最小距离的均值以及最小距离的标准差/>；
根据公式，确定所述第一有效性评分S1，其中，count为计数函数，/>为第i个时刻的位置信息对应的最小距离，i为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量，α为预设倍数。
根据本发明的一个实施例，根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分，包括：
根据所述多个时刻的位置信息，以及所述多个时刻分别对应的分割点，确定每个时刻对应的位移向量；
根据公式,确定第二有效性评分S2，其中，/>为第i个时刻的位置信息，/>为第i个时刻的分割点，/>为与第j个时刻对应的位移向量，max为取最大值函数，tj为第j个时刻，j为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量。
根据本发明的一个实施例，根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分，包括：
根据公式
确定所述消毒轨迹头的运动稳定性评分S3，其中，表示在t时刻位于所述轨迹曲线上的位置，/>表示所述在t时刻位于所述预设轨迹信息上的位置，/>表示所述消毒轨迹头沿所述轨迹曲线的运动速度函数，且/>的模设置为在第i个时刻的位置信息/>与第i+1个时刻的位置信息/>与之间保持恒定，且符合公式，
表示沿所述预设轨迹信息的预设速度函数，且的模设置为在第i个时刻的分割点/>与第i+1个时刻的分割点与之间保持恒定，且符合公式
。
根据本发明的一个实施例，根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息，包括：
对所述第一有效性评分和所述第二有效性评分进行加权求和，获得轨迹相似性评分；
根据所述轨迹相似性评分和所述运动稳定性评分，获得所述消毒轨迹头的有效性评估信息。
根据本发明的实施例的第二方面，提供一种消毒操作轨迹检测装置，包括：消毒轨迹头、感应电路板和处理器；
其中，所述消毒轨迹头包括手持结构和磁钢，所述感应电路板包括多个霍尔传感器所述多个霍尔传感器在所述感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，且所述霍尔传感器的数量大于或等于3，处理器与所述感应电路板连接；
所述处理器用于：
在检测到消毒轨迹头进入感应电路板上方有效空间的情况下，确定所述感应电路板上多个霍尔传感器的输出电压信号；
根据所述输出电压信号的强度，确定各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度；
根据所述各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度，确定所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离；
根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息；
根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据所述有效性评估信息，生成评估报告。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
以各个霍尔传感器所在位置为球心，以所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离为半径，获得与各个霍尔传感器对应的球面区域；
获取各个球面区域的交集，所述各个球面区域的交集包括两个或多个位置坐标；
将位于所述有效空间中的位置坐标，确定为所述位置信息。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
确定所述多个时刻的位置信息与所述预设轨迹信息的最小距离；
根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分；
根据所述多个时刻的数量，对所述预设轨迹信息进行分割，获得与每个时刻对应的分割点，所述分割包括根据所述预设轨迹信息的长度与所述多个时刻的数量进行等分；
根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分；
根据所述多个时刻的位置信息进行拟合，获得所述消毒轨迹头的轨迹曲线；
根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分；
根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
对所述多个时刻的位置信息对应的最小距离进行统计，获得最小距离的均值以及最小距离的标准差/>；
根据公式，确定所述第一有效性评分S1，其中，count为计数函数，/>为第i个时刻的位置信息对应的最小距离，i为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量，α为预设倍数。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
根据所述多个时刻的位置信息，以及所述多个时刻分别对应的分割点，确定每个时刻对应的位移向量；
根据公式,确定第二有效性评分S2，其中，/>为第i个时刻的位置信息，/>为第i个时刻的分割点，/>为与第j个时刻对应的位移向量，max为取最大值函数，tj为第j个时刻，j为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
根据公式
确定所述消毒轨迹头的运动稳定性评分S3，其中，表示在t时刻位于所述轨迹曲线上的位置，/>表示所述在t时刻位于所述预设轨迹信息上的位置，/>表示所述消毒轨迹头沿所述轨迹曲线的运动速度函数，且/>的模设置为在第i个时刻的位置信息/>与第i+1个时刻的位置信息/>与之间保持恒定，且符合公式，
表示沿所述预设轨迹信息的预设速度函数，且的模设置为在第i个时刻的分割点/>与第i+1个时刻的分割点与之间保持恒定，且符合公式
。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
对所述第一有效性评分和所述第二有效性评分进行加权求和，获得轨迹相似性评分；
根据所述轨迹相似性评分和所述运动稳定性评分，获得所述消毒轨迹头的有效性评估信息。
根据本发明，能够通过霍尔传感器检测消毒轨迹头的运动轨迹，从而确定消毒的轨迹是否正确和有效，进而对消毒动作进行训练，可对训练进行量化，提高训练效率和准确性。
根据本发明的实施例的第三方面，提供一种消毒操作轨迹检测设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述消毒操作轨迹检测方法。
根据本发明的实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述消毒操作轨迹检测方法。
根据本发明的实施例的消毒操作轨迹检测方法，能够通过霍尔传感器检测消毒轨迹头的运动轨迹，并基于运动轨迹与理论上的预设轨迹信息之间的差异，来确定消毒的轨迹是否正确和有效。在计算过程中，可排除运动轨迹与预设轨迹信息的位置误差的影响，确定运动轨迹与预设轨迹信息是否相似，并可通过对各个时间段时间的速度的曲线积分来确定训练者操作消毒轨迹头的运动是否稳定，从而可向训练者反馈这两个方面的信息，对消毒动作进行训练，可对训练进行量化，提高训练效率、准确性和针对性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例，
图1示例性地示出根据本发明实施例的消毒操作轨迹检测方法的流程示意图；
图2示例性地示出根据本发明实施例的消毒操作轨迹检测装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1示例性地示出根据本发明实施例的消毒操作轨迹检测方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤S101，在检测到消毒轨迹头进入感应电路板上方有效空间的情况下，确定所述感应电路板上多个霍尔传感器的输出电压信号，其中，所述消毒轨迹头包括磁钢，所述多个霍尔传感器在所述感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，且所述霍尔传感器的数量大于或等于3；
步骤S102，根据所述输出电压信号的强度，确定各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度；
步骤S103，根据所述各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度，确定所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离；
步骤S104，根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息；
步骤S105，根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
步骤S106，根据所述有效性评估信息，生成评估报告。
根据本发明的实施例的消毒操作轨迹检测方法，能够通过霍尔传感器检测消毒轨迹头的运动轨迹，从而确定消毒的轨迹是否正确和有效，进而对消毒动作进行训练，可对训练进行量化，提高训练效率和准确性。
根据本发明的一个实施例，在步骤S101中，感应电路板上可设置有多个霍尔传感器，例如，双极性线性霍尔传感器。霍尔传感器设置在感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，即，各个霍尔传感器依次连线，可形成正多边形的图形，霍尔传感器的数量大于或等于3，因此，正多边形可以是正三角形、正四边形等，本发明对霍尔传感器的具体数量以及正多边形的具体形状不做限制。将霍尔传感器设置在感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，使霍尔传感器之间的连线可围成正多边形，可使得通过霍尔传感器来确定具有磁钢的消毒轨迹头的位置时，降低位置计算的难度，减少运算资源占用。
根据本发明的一个实施例，所述感应电路板上方有效空间可包括霍尔传感器围成的正多边形上方的预设高度内的空间，可通过红外线传感器等传感器来检测消毒轨迹头是否进入有效空间，也可直接通过霍尔传感器来确定消毒轨迹头的位置，从而确定消毒轨迹头是否进入有效空间。本发明对消毒轨迹头进入有效空间的判断方法不做限制。在消毒轨迹头进入有效空间后，可基于霍尔传感器的输出电压信号来确定消毒轨迹头的位置信息，例如，可在有效空间中设置坐标系，可确定消毒轨迹头在该坐标系中的位置坐标。例如，坐标系远点可设置在正多边形的形心，并以垂直于正多边形所在平面的方向为z轴方向，x轴可设置在正多边形所在平面上且可指向任意方向，例如，指向任意霍尔传感器所在位置的方向，y轴可设置在正多边形所在平面上，且与x轴互相垂直。以上坐标系的设置方式仅为示例，本发明对坐标系的具体设置方式不做限制。
根据本发明的一个实施例，在步骤S102中，霍尔传感器输出电压信号的强度与霍尔传感器所在位置的磁感应强度正相关，因此，可基于霍尔传感器的设计参数，在获得输出电压信号的强度的情况下，推导出霍尔传感器所在位置的磁感应强度。进一步地，在步骤S103中，霍尔传感器所在位置的磁感应强度是由消毒轨迹头的磁钢提供的，消毒轨迹头与霍尔传感器的距离越近，则磁感应强度越大，反之，消毒轨迹头与霍尔传感器的距离越远，则磁感应强度越小，因此，消毒轨迹头与霍尔传感器的距离与磁感应强度反相关，基于磁感应强度，可计算出消毒轨迹头与霍尔传感器之间的距离。
根据本发明的一个实施例，在步骤S104中，在获得消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离后，可基于这些距离，来确定消毒轨迹头在有效空间中的位置信息，即，在有效空间的上述坐标系中的坐标。
根据本发明的一个实施例，步骤S104包括：以各个霍尔传感器所在位置为球心，以所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离为半径，获得与各个霍尔传感器对应的球面区域；获取各个球面区域的交集，所述各个球面区域的交集包括两个或多个位置坐标；将位于所述有效空间中的位置坐标，确定为所述位置信息。
根据本发明的一个实施例，以上确定了消毒轨迹头与霍尔传感器所在位置的距离，因此，对于每个霍尔传感器来说，消毒轨迹头可能存在于以霍尔传感器所在位置为球心，以所述距离为半径的球面上，即，在该球面上的任意一点，均可满足与霍尔传感器所在位置的距离等于上述确定的距离。
根据本发明的一个实施例，可确定以各个霍尔传感器所在位置为球心，以消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离为半径的球面区域，这些球面区域的交集，即为消毒轨迹头所在位置，即，与各个霍尔传感器的距离均为以上确定的距离的位置。
根据本发明的一个实施例，上述交集中，位置可能存在两个，即，一个位置存在于感应电路板上方有效空间中，另一个则存在于以感应电路板所在平面为对称平面的对称位置，即，存在于感应电路板下方。因此，可将存在于有效空间中的位置坐标确定为消毒轨迹头所在的位置信息。通过这种方式，可通过取多个球面以及有效空间的交集的方式，确定消毒轨迹头的位置信息，使得消毒轨迹头的定位方式简单，占用运算资源少，定位速度快，适用于对消毒轨迹头进行实时定位，且适用于利用消毒轨迹头进行消毒动作的训练，便于在训练中实时定位消毒轨迹头，并计算有效性评估信息，从而及时反馈训练结果，便于训练者纠正错误。
根据本发明的一个实施例，在步骤S105中，消毒轨迹头在多个时刻的位置信息可构成训练者操作消毒轨迹头的运动轨迹，可评估该运动轨迹是否正确。例如，可预设消毒动作的正确动作轨迹，即，所述预设轨迹信息，并可通过训练者操作消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息之间的差异来确定训练者的操作是否有错误，例如，训练者的消毒训练动作是否有效。
根据本发明的一个实施例，步骤S105包括：确定所述多个时刻的位置信息与所述预设轨迹信息的最小距离；根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分；根据所述多个时刻的数量，对所述预设轨迹信息进行分割，获得与每个时刻对应的分割点，所述分割包括根据所述预设轨迹信息的长度与所述多个时刻的数量进行等分；根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分；根据所述多个时刻的位置信息进行拟合，获得所述消毒轨迹头的轨迹曲线；根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分；根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息。
根据本发明的一个实施例，预设轨迹信息为一条曲线，可通过空间几何的方法确定每个时刻的位置信息与预设轨迹信息的最小距离，本发明对确定每个时刻的位置信息与预设轨迹信息的最小距离的具体计算方法不做限制。
根据本发明的一个实施例，根据以上确定的多个时刻的位置信息对应的最小距离，可评估消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息是否相似。
根据本发明的一个实施例，根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分，包括：对所述多个时刻的位置信息对应的最小距离进行统计，获得最小距离的均值以及最小距离的标准差/>；根据公式，确定所述第一有效性评分S1：
（1）
其中，count为计数函数，为第i个时刻的位置信息对应的最小距离，i为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量，α为预设倍数。
根据本发明的一个实施例，每个时刻的位置信息与预设轨迹信息的最小距离可表示消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息之间的位置误差，但无法表示二者是否相似，例如，消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息的形状相似，但二者并不重合，则也会造成二者之间存在位置误差，因此，位置误差无法直接表示两种轨迹及是否相似。但可对多个时刻的位置信息对应的最小距离进行统计，即，统计多个时刻的位置信息与预设轨迹信息之间的位置误差，并确定位置误差是否稳定，如果位置误差存在较大波动，则表示消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息之间的位置误差时大时小，可表示二者之间并不相似，反之，如果位置误差稳定，例如，始终保持在较小的范围内，则可表示消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息较为相似，各个位置之间的距离变化较小。
根据本发明的一个实施例，可统计最小距离的均值与标准差，并利用公式（1）确定偏离均值超过α倍（例如，3倍）标准差的最小距离在所统计的最小距离的总数中的占比，如果该占比较高，则可表示位置误差不稳定，经常出现与最小距离的均值偏差较大的最小距离，如果该占比较低，则可表示位置误差稳定，消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息较为相似。因此，上述占比与消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息的相似性反相关，通过1减去上述占比，可获得与二者相似性正相关的第一有效性评分。
根据本发明的一个实施例，可按照多个时刻的数量，对预设轨迹信息进行等分，并基于等分的分割点与多个时刻的位置信息来确定运动轨迹与预设轨迹信息之间的相似性。在示例中，所述多个时刻所间隔的时间段是固定的，而消毒动作理论上为力度均匀，速度均匀的动作，因此，预设轨迹信息在理论上是匀速率的，因此，可按照多个时刻的数量对齐进行等分，获得多个分割点。训练者操作消毒轨迹头的运动轨迹理论上也应为匀速率的（实际上可能存在速率变化），每个时刻的位置信息理论上也应为均匀分布在消毒轨迹头的运动轨迹上（实际可能存在误差），因此，可基于每个时刻的位置信息与预设轨迹信息的分割点来确定二者是否相似。
根据本发明的一个实施例，根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分，包括：根据所述多个时刻的位置信息，以及所述多个时刻分别对应的分割点，确定每个时刻对应的位移向量；
根据公式（2）,确定第二有效性评分S2：
（2）
其中，为第i个时刻的位置信息，/>为第i个时刻的分割点，/>为与第j个时刻对应的位移向量，max为取最大值函数，tj为第j个时刻，j为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量。
根据本发明的一个实施例，每个时刻的位置信息与每个时刻对应的分割点之间可求解位移向量，由于消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息之间存在位置误差，且该位置误差不能用来表示二者之间的相似度，因此，可利用每个时刻的位移向量，分别对预设轨迹信息的所有分割点进行移动，然后再确定移动后的分割点与各个时刻的位置信息之间的相似度。
根据本发明的一个实施例，可按照第1个时刻对应的位移向量，将预设轨迹信息的所有分割点进行位移，获得位移后的分割点，其中，表示第i个时刻的分割点，按照第1个时刻对应的位移向量移动后的分割点，可分别求解每个时刻的位置信息与每个时刻的分割点按照第1个时刻对应的位移向量移动后的分割点的余弦相似度，并进行求和，以及获取求和结果与多个时刻的数量n之间的比值的处理，可获得第1个时刻对应的位移向量移动之后，各个时刻的位置信息与移动后的分割点的平均相似度。
根据本发明的一个实施例，类似地，可获得各个时刻的位置信息与按照第2个时刻对应的位移向量移动后的分割点的平均相似度，各个时刻的位置信息与按照第3个时刻对应的位移向量移动后的分割点的平均相似度……各个时刻的位置信息与按照第n个时刻对应的位移向量移动后的分割点的平均相似度。可将这些相似度的最大值，确定为所述第二有效性评分，即，按照不同的位移向量进行位移后，消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息之间能达到的最高的相似度，该最高相似度可表示消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息在排除位置差异之后，在形状方面的相似度。
根据本发明的一个实施例，将多个时刻的位置信息进行拟合，获得消毒轨迹头的轨迹曲线，该轨迹曲线为逼近消毒轨迹头的运动轨迹的曲线，可代表消毒轨迹头的运动轨迹，利用该曲线，以及消毒轨迹头在该曲线上的运动速度，可确定消毒轨迹头的运动稳定性评分。
根据本发明的一个实施例，根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分，包括：
根据公式（3）确定所述消毒轨迹头的运动稳定性评分S3：
（3）
其中，表示在t时刻位于所述轨迹曲线上的位置，表示所述在t时刻位于所述预设轨迹信息上的位置，表示所述消毒轨迹头沿所述轨迹曲线的运动速度函数，且的模设置为在第i个时刻的位置信息/>与第i+1个时刻的位置信息与之间保持恒定，且符合公式（4）：
（4）
表示沿所述预设轨迹信息的预设速度函数，且/>的模设置为在第i个时刻的分割点/>与第i+1个时刻的分割点与之间保持恒定，且符合公式（5）。
（5）
根据本发明的一个实施例，公式（4）可表示在任意两个时刻之间，消毒轨迹头沿轨迹曲线匀速率运动。公式（5）可表示在任意分割点之间，消毒轨迹头沿预设轨迹信息的运动理论上是匀速率的。
根据本发明的一个实施例，在公式（3）中，可表示在第1个时刻到最后一个时刻的时间段内，消毒轨迹头以运动速度函数/>沿轨迹曲线运动的曲线积分值，可表示轨迹曲线各段的长度与各段（各个时刻之间的时间段）的运动速度函数的乘积的累加值，可通过轨迹曲线各段的长度作为放大参数，来放大运动速度函数在各段区间内的变化，该曲线积分值可表示实际运动速度与实际长度乘积的累加值的实际值。
根据本发明的一个实施例，类似地，可表示在第1个时刻到最后一个时刻的时间段内，消毒轨迹头以预设速度函数/>沿预设轨迹信息运动的曲线积分值，可表示预设轨迹信息各段的长度与各段的预设速度函数的乘积的累加值，可通过预设轨迹信息各段的长度为放大参数，来放大预设速度函数在各段区间内的变化，该曲线积分值可表示理论运动速度与理论长度乘积的累加值的理论值。
根据本发明的一个实施例，在公式（3）中，通过上述实际值与理论值之差的绝对值与上述理论值的比值，来表示实际运动速度与理论运动速度的偏差，该偏差越小，则可表示实际运动速度越接近理论运动速度，即，越接近匀速，未在不同的时间段内频繁变化运动速度。反之，该偏差越大，则可表示实际运动速度越偏离理论运动速度，可能在不同的时间段内频繁变化运动速度。通过1减去该偏差，获得运动稳定性评分，使得运动稳定性评分越高，则实际运动速度越均匀稳定。
根据本发明的一个实施例，如上所述，第一有效性评分和第二有效性评分可表示消毒轨迹头的运动轨迹与预设轨迹信息之间的相似性，运动稳定性评分则可表示消毒轨迹头的运动是否均匀稳定，因此，可通过上述两方面的评分，来确定有效性评估信息。
根据本发明的一个实施例，根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息，包括：对所述第一有效性评分和所述第二有效性评分进行加权求和，获得轨迹相似性评分；根据所述轨迹相似性评分和所述运动稳定性评分，获得所述消毒轨迹头的有效性评估信息。例如，可将轨迹相似性评分和运动稳定性评分进行加权求和，获得的综合评分即为所述有效性评估信息。因此，有效性评估信息中可包括训练者操作消毒轨迹头的运动轨迹与理论上的预设轨迹信息是否相似的信息，以及训练者操作消毒轨迹头运动是否稳定的信息，可通过这两方面的信息，确定训练者的操作是否有效，并通过这两方面的信息，在训练者操作出现错误时，通过评分来进行反馈，从而有效提示训练者进行改进，提升训练效率和准确度。
根据本发明的一个实施例，在步骤S106中，可基于有效性评估信息生成评估报告，即，可生成记录有效性评估信息的报告，包括训练者操作消毒轨迹头的运动轨迹与理论上的预设轨迹信息是否相似的信息，以及训练者操作消毒轨迹头运动是否稳定的信息，从而反馈给训练者，提高训练者进行训练的针对性。
根据本发明的实施例的消毒操作轨迹检测方法，能够通过霍尔传感器检测消毒轨迹头的运动轨迹，并基于运动轨迹与理论上的预设轨迹信息之间的差异，来确定消毒的轨迹是否正确和有效。在计算过程中，可排除运动轨迹与预设轨迹信息的位置误差的影响，确定运动轨迹与预设轨迹信息是否相似，并可通过对各个时间段时间的速度的曲线积分来确定训练者操作消毒轨迹头的运动是否稳定，从而可向训练者反馈这两个方面的信息，对消毒动作进行训练，可对训练进行量化，提高训练效率、准确性和针对性。
图2示例性地示出根据本发明实施例的消毒操作轨迹检测装置的示意图，如图2所示，所述装置包括消毒轨迹头、感应电路板和处理器；
其中，所述消毒轨迹头包括手持结构和磁钢，所述感应电路板包括多个霍尔传感器所述多个霍尔传感器在所述感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，且所述霍尔传感器的数量大于或等于3，处理器与所述感应电路板连接；
所述处理器用于：
在检测到消毒轨迹头进入感应电路板上方有效空间的情况下，确定所述感应电路板上多个霍尔传感器的输出电压信号；
根据所述输出电压信号的强度，确定各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度；
根据所述各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度，确定所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离；
根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息；
根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据所述有效性评估信息，生成评估报告。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
以各个霍尔传感器所在位置为球心，以所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离为半径，获得与各个霍尔传感器对应的球面区域；
获取各个球面区域的交集，所述各个球面区域的交集包括两个或多个位置坐标；
将位于所述有效空间中的位置坐标，确定为所述位置信息。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
确定所述多个时刻的位置信息与所述预设轨迹信息的最小距离；
根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分；
根据所述多个时刻的数量，对所述预设轨迹信息进行分割，获得与每个时刻对应的分割点，所述分割包括根据所述预设轨迹信息的长度与所述多个时刻的数量进行等分；
根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分；
根据所述多个时刻的位置信息进行拟合，获得所述消毒轨迹头的轨迹曲线；
根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分；
根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
对所述多个时刻的位置信息对应的最小距离进行统计，获得最小距离的均值以及最小距离的标准差/>；
根据公式，确定所述第一有效性评分S1，其中，count为计数函数，/>为第i个时刻的位置信息对应的最小距离，i为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量，α为预设倍数。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
根据所述多个时刻的位置信息，以及所述多个时刻分别对应的分割点，确定每个时刻对应的位移向量；
根据公式,确定第二有效性评分S2，其中，/>为第i个时刻的位置信息，/>为第i个时刻的分割点，/>为与第j个时刻对应的位移向量，max为取最大值函数，tj为第j个时刻，j为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
根据公式
确定所述消毒轨迹头的运动稳定性评分S3，其中，表示在t时刻位于所述轨迹曲线上的位置，/>表示所述在t时刻位于所述预设轨迹信息上的位置，/>表示所述消毒轨迹头沿所述轨迹曲线的运动速度函数，且/>的模设置为在第i个时刻的位置信息/>与第i+1个时刻的位置信息/>与之间保持恒定，且符合公式，
表示沿所述预设轨迹信息的预设速度函数，且的模设置为在第i个时刻的分割点/>与第i+1个时刻的分割点与之间保持恒定，且符合公式
。
根据本发明的一个实施例，所述处理器进一步用于：
对所述第一有效性评分和所述第二有效性评分进行加权求和，获得轨迹相似性评分；
根据所述轨迹相似性评分和所述运动稳定性评分，获得所述消毒轨迹头的有效性评估信息。
根据本发明，能够通过霍尔传感器检测消毒轨迹头的运动轨迹，从而确定消毒的轨迹是否正确和有效，进而对消毒动作进行训练，可对训练进行量化，提高训练效率和准确性。
根据本发明的一个实施例，提供一种消毒操作轨迹检测设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述消毒操作轨迹检测方法。
根据本发明的一个实施例，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述消毒操作轨迹检测方法。
本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种消毒操作轨迹检测方法，其特征在于，包括：
在检测到消毒轨迹头进入感应电路板上方有效空间的情况下，确定所述感应电路板上多个霍尔传感器的输出电压信号，其中，所述消毒轨迹头包括磁钢，所述多个霍尔传感器在所述感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，且所述霍尔传感器的数量大于或等于3；
根据所述输出电压信号的强度，确定各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度；
根据所述各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度，确定所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离；
根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息；
根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息，包括：
确定所述多个时刻的位置信息与所述预设轨迹信息的最小距离；
根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分；
根据所述多个时刻的数量，对所述预设轨迹信息进行分割，获得与每个时刻对应的分割点，所述分割包括根据所述预设轨迹信息的长度与所述多个时刻的数量进行等分；
根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分；
根据所述多个时刻的位置信息进行拟合，获得所述消毒轨迹头的轨迹曲线；
根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分；
根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分，包括：
对所述多个时刻的位置信息对应的最小距离进行统计，获得最小距离的均值以及最小距离的标准差/>；
根据公式，确定所述第一有效性评分S1，其中，count为计数函数，/>为第i个时刻的位置信息对应的最小距离，i为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量，α为预设倍数；
根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分，包括：
根据所述多个时刻的位置信息，以及所述多个时刻分别对应的分割点，确定每个时刻对应的位移向量；
根据公式,确定第二有效性评分S2，其中，/>为第i个时刻的位置信息，/>为第i个时刻的分割点，/>为与第j个时刻对应的位移向量，max为取最大值函数，tj为第j个时刻，j为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量；
根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分，包括：
根据公式
；
确定所述消毒轨迹头的运动稳定性评分S3，其中，表示在t时刻位于所述轨迹曲线上的位置，/>表示所述在t时刻位于所述预设轨迹信息上的位置，/>表示所述消毒轨迹头沿所述轨迹曲线的运动速度函数，且/>的模设置为在第i个时刻的位置信息/>与第i+1个时刻的位置信息/>与之间保持恒定，且符合公式，
表示沿所述预设轨迹信息的预设速度函数，且的模设置为在第i个时刻的分割点/>与第i+1个时刻的分割点与之间保持恒定，且符合公式
；
根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息，包括：
对所述第一有效性评分和所述第二有效性评分进行加权求和，获得轨迹相似性评分；
根据所述轨迹相似性评分和所述运动稳定性评分，获得所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据所述有效性评估信息，生成评估报告。
2.根据权利要求1所述的消毒操作轨迹检测方法，其特征在于，根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息，包括：
以各个霍尔传感器所在位置为球心，以所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离为半径，获得与各个霍尔传感器对应的球面区域；
获取各个球面区域的交集，所述各个球面区域的交集包括两个或多个位置坐标；
将位于所述有效空间中的位置坐标，确定为所述位置信息。
3.一种消毒操作轨迹检测装置，其特征在于，包括：消毒轨迹头、感应电路板和处理器；
其中，所述消毒轨迹头包括手持结构和磁钢，所述感应电路板包括多个霍尔传感器所述多个霍尔传感器在所述感应电路板上的位置为正多边形的顶点位置，且所述霍尔传感器的数量大于或等于3，处理器与所述感应电路板连接；
所述处理器用于：
在检测到消毒轨迹头进入感应电路板上方有效空间的情况下，确定所述感应电路板上多个霍尔传感器的输出电压信号；
根据所述输出电压信号的强度，确定各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度；
根据所述各个霍尔传感器所在位置的磁感应强度，确定所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离；
根据所述消毒轨迹头与各个霍尔传感器所在位置的距离，确定所述消毒轨迹头在所述有效空间中的位置信息；
根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据所述消毒轨迹头在多个时刻的位置信息，以及预设轨迹信息，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息，包括：
确定所述多个时刻的位置信息与所述预设轨迹信息的最小距离；
根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分；
根据所述多个时刻的数量，对所述预设轨迹信息进行分割，获得与每个时刻对应的分割点，所述分割包括根据所述预设轨迹信息的长度与所述多个时刻的数量进行等分；
根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分；
根据所述多个时刻的位置信息进行拟合，获得所述消毒轨迹头的轨迹曲线；
根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分；
根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据与所述多个时刻的位置信息对应的最小距离，确定所述消毒轨迹头的第一有效性评分，包括：
对所述多个时刻的位置信息对应的最小距离进行统计，获得最小距离的均值以及最小距离的标准差/>；
根据公式，确定所述第一有效性评分S1，其中，count为计数函数，/>为第i个时刻的位置信息对应的最小距离，i为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量，α为预设倍数；
根据所述多个时刻的位置信息，以及与多个时刻分别对应的分割点，确定所述消毒轨迹头的第二有效性评分，包括：
根据所述多个时刻的位置信息，以及所述多个时刻分别对应的分割点，确定每个时刻对应的位移向量；
根据公式,确定第二有效性评分S2，其中，/>为第i个时刻的位置信息，/>为第i个时刻的分割点，/>为与第j个时刻对应的位移向量，max为取最大值函数，tj为第j个时刻，j为小于或等于n的正整数，n为所述多个时刻的数量；
根据所述轨迹曲线与所述预设轨迹信息，获得所述消毒轨迹头的运动稳定性评分，包括：
根据公式
；
确定所述消毒轨迹头的运动稳定性评分S3，其中，表示在t时刻位于所述轨迹曲线上的位置，/>表示所述在t时刻位于所述预设轨迹信息上的位置，/>表示所述消毒轨迹头沿所述轨迹曲线的运动速度函数，且/>的模设置为在第i个时刻的位置信息/>与第i+1个时刻的位置信息/>与之间保持恒定，且符合公式，
表示沿所述预设轨迹信息的预设速度函数，且的模设置为在第i个时刻的分割点/>与第i+1个时刻的分割点与之间保持恒定，且符合公式
；
根据所述第一有效性评分、所述第二有效性评分和所述运动稳定性评分，确定所述消毒轨迹头的有效性评估信息，包括：
对所述第一有效性评分和所述第二有效性评分进行加权求和，获得轨迹相似性评分；
根据所述轨迹相似性评分和所述运动稳定性评分，获得所述消毒轨迹头的有效性评估信息；
根据所述有效性评估信息，生成评估报告。
4.一种消毒操作轨迹检测设备，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行权利要求1-2中任一项所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1-2中任一项所述的方法。
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