CN117315027A - 基于机器人的智能体测辅助方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于机器人的智能体测辅助方法及系统，属于机器人技术领域，要解决的技术问题为如何减少部署场地的误差以及人工投入、提高测试项目的准确性和高效性。通过配置有运动系统、计算存储单元、摄像机以及摄像机高度角度调整单元的机器人对体测场景进行拍摄，基于测试任务、机器人执行如下操作：对于每个拍摄角度下的场景图像，以场景图像为输入、通过预配置的目标识别模型对场景图像进行目标识别，如果当前场景图像中存在的标注点数量与测试任务中指定的标注点数量、且每个标注点在当前场景图像中的像素位置与测试任务中指定的目标像素点位置均一致，当前摄像角度为目标摄像角度，摄像机以目标摄像角度进行拍摄。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体地说是基于机器人的智能体测辅助方法及系统。
背景技术
当前中学生智慧体测项目发展火热，智慧体测项目是一种基于智能技术的体育测量和分析系统，它结合了传感器、数据分析和云计算等技术，可以实时监测和评估人体运动状态。
智慧体测项目的优点在于它可以提供客观、准确和实时的数据，帮助运动员和教练员更好地了解运动表现和身体状况。同时，它也可以帮助体育机构和学校更好地管理和规划训练计划，提高训练效果和预防运动损伤。
体测方案场地布置大致步骤是，确认测试场地位置，架设摄像机并调整高度和角度，所有摄像机截图，并各自按序号的要求(例如跳远项目，第一个摄像机需要在图中标出站立区的四个点，还有起跳线的两个端点；第二个摄像机需要标注跳远区的四个顶点)标注好标注点，并把标注点的像素坐标按顺序保存下来。
为了提高检测的准确性，以及部署的统一性，现在大多数厂家规定了摄像机与测试场地的相对位置关系，角度关系。但在实际部署过程中，难免存在各种误差，造成检测的误差增大。
如何减少部署场地的误差以及人工投入、提高测试项目的准确性和高效性，是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供基于机器人的智能体测辅助方法及系统，来解决如何减少部署场地的误差以及人工投入、提高测试项目的准确性和高效性的技术问题。
第一方面，本发明一种基于机器人的智能体测辅助方法，通过配置有运动系统、计算存储单元、摄像机以及摄像机高度角度调整单元的机器人对体测场景进行拍摄，所述方法包括如下步骤：
配置体测项目场景：对于体测项目场景内每个测试器材，在测试器材上配置具有标识作用的标注图案，并将标注图案的中心点作为标注点，预设定标注点在摄像机所拍摄图像中的像素位置为目标像素位置；
配置测试任务：为每个机器人分配一个具有标识作用的序号，并为每个机器人指定其需要拍摄的标注点数量以及每个标注点的目标像素位置，汇总每个机器人的序号、标注点数量以及标注点的目标像素位置形成测试任务，并将测试任务下发至每个机器人；
摄像位姿调整：对于每个机器人，机器人接收到测试任务后，基于测试任务执行如下：在摄像机高度角度调整单元的调控下、调整摄像机的拍摄角度，在每个拍摄角度下，摄像机对体测场景进行拍摄得到场景图像，对于每个拍摄角度下的每一帧场景图像，以场景图像为输入、通过预训练后的目标识别模型对场景图像进行目标识别，得到场景图像中每个标注点以及标注点在当前场景图像中的像素位置，如果当前场景图像中存在的标注点数量与测试任务中指定的标注点数量、且每个标注点在当前场景图像中的像素位置与测试任务中指定的目标像素点位置均一致，当前摄像角度为目标摄像角度，摄像机高度角度调整单元停止调控，摄像机以目标摄像角度进行拍摄；
执行测试任务：运行体测项目，每个摄像机以对应的目标摄像角度进行拍摄。
作为优选，同一个体测项目下的所有机器人链接至同一个局域网中。
作为优选，机器人配置有激光雷达系统，机器人移动移动过程中通过激光雷达系统进行测距和障碍物检测，机器人移动至目标位置过程中，通过激光雷达系统检测到障碍物时，生成报警信息并进行报警；
基于报警信息，重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务，机器人执行摄像位姿调整。
作为优选，执行测试任务时，如果测试器材发生偏移，重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务，机器人执行摄像位姿调整。
第二方面，本发明一种基于机器人的智能体测辅助系统，包括管理平台以及配置有运动系统、计算存储单元、摄像机以及摄像机高度角度调整单元的机器人，管理平台与机器人配合用于执行如第一方面任一项所述的一种基于机器人的智能体测辅助方法，
管理平台用于执行如下：
配置体测项目场景：对于体测项目场景内每个测试器材，在测试器材上配置具有标识作用的标注图案，并将标注图案的中心点作为标注点，预设定标注点在摄像机所拍摄图像中的像素位置为目标像素位置；
配置测试任务：为每个机器人分配一个具有标识作用的序号，并为每个机器人指定其需要拍摄的标注点数量以及每个标注点的目标像素位置，汇总每个机器人的序号、标注点数量以及标注点的目标像素位置形成测试任务，并将测试任务下发至每个机器人；
对应的，机器人用于执行如下：
摄像位姿调整：摄像位姿调整：对于每个机器人，机器人接收到测试任务后，基于测试任务执行如下：在摄像机高度角度调整单元的调控下、调整摄像机的拍摄角度，在每个拍摄角度下，摄像机对体测场景进行拍摄得到场景图像，对于每个拍摄角度下的每一帧场景图像，以场景图像为输入、通过预训练后的目标识别模型对场景图像进行目标识别，得到场景图像中每个标注点以及标注点在当前场景图像中的像素位置，如果当前场景图像中存在的标注点数量与测试任务中指定的标注点数量、且每个标注点在当前场景图像中的像素位置与测试任务中指定的目标像素点位置均一致，当前摄像角度为目标摄像角度，摄像机高度角度调整单元停止调控，摄像机以目标摄像角度进行拍摄；
执行测试任务：运行体测项目，每个摄像机以对应的目标摄像角度进行拍摄。
作为优选，同一个体测项目下的所有机器人链接至同一个局域网中，通过管理平台统一下发测试任务。
作为优选，机器人配置有激光雷达系统，机器人移动移动过程中通过激光雷达系统进行测距和障碍物检测，机器人移动至目标位置过程中，通过激光雷达系统检测到障碍物时，生成报警信息并进行报警；
基于报警信息，管理平台用于重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务、机器人用于执行摄像位姿调整。
作为优选，执行测试任务时，如果测试器材发生偏移，管理平台用于重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务、机器人用于执行摄像位姿调整。
本发明的基于机器人的智能体测辅助方法及系统具有以下优点：
1、消除人为布置场地造成的误差，是检测结果更加准确；
2、减少人工投入，人工布置场地至少需要两人，如果时间紧还要更多的人，有机器人的协助，只需要一个工作人员就可轻松完成。布置场地恢复场地更快更精准；
3、得益于场地的统一化，不再需要手动标注点(原来需要放置好所有摄像机后，根据摄像头的截图，手动标注截图中测试器材的标注点，并将标注点排序后保存下来)，减少手动标注的误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为实施例1基于机器人的智能体测辅助方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
本发明实施例提供基于机器人的智能体测辅助方法及系统，用于解决如何减少部署场地的误差以及人工投入、提高测试项目的准确性和高效性的技术问题。
实施例1：
本发明一种基于机器人的智能体测辅助方法，通过配置有运动系统、计算存储单元、摄像机以及摄像机高度角度调整单元的机器人对体测场景进行拍摄，该方法包括配置体测项目场景、配置测试任务、摄像位姿调整以及执行测试任务四个步骤。
步骤S100配置体测项目场景：对于体测项目场景内每个测试器材，在测试器材上配置具有标识作用的标注图案，并将标注图案的中心点作为标注点，预设定标注点在摄像机所拍摄图像中的像素位置为目标像素位置。
本实施例中，同一测试项目下的所有机器人链接同一个局域网，并运行调度服务。用平板运行调度程序链接同一测试项目下的各个机器人，为机器人分配序号，选择测试项目。
测试器材上都会提前贴好标注图案，机器人根据不同项目的标注点数量和每个标注点的目标像素位置(已提前存储在平板的调度程序中)，精细调整摄像头位置。
步骤S200配置测试任务：为每个机器人分配一个具有标识作用的序号，并为每个机器人指定其需要拍摄的标注点数量以及每个标注点的目标像素位置，汇总每个机器人的序号、标注点数量以及标注点的目标像素位置形成测试任务，并将测试任务下发至每个机器人。
步骤S300摄像位姿调整：对于每个机器人，机器人接收到测试任务后，基于测试任务执行如下：在摄像机高度角度调整单元的调控下、调整摄像机的拍摄角度，在每个拍摄角度下，摄像机对体测场景进行拍摄得到场景图像，对于每个拍摄角度下的每一帧场景图像，以场景图像为输入、通过预训练后的目标识别模型对场景图像进行目标识别，得到场景图像中每个标注点以及标注点在当前场景图像中的像素位置，如果当前场景图像中存在的标注点数量与测试任务中指定的标注点数量、且每个标注点在当前场景图像中的像素位置与测试任务中指定的目标像素点位置均一致，当前摄像角度为目标摄像角度，摄像机高度角度调整单元停止调控，摄像机以目标摄像角度进行拍摄。
其中，目标识别模型可选用现有的可实现目标识别和位置检测的所有网络模型或者其它模型。
本实施例中在机器人附近合适的地方放置测试器材(如：引体向上的单杠，仰卧起坐的瑜伽垫)，在平板上给机器人发布场地布置任务，机器人会根据选择的测项目和自己的序号，通过摄像头自动识别测试器材，并移动到本序号规定的相对位置(相对位置已提前存储在平板的调度程序里)上。
步骤S400执行测试任务：运行体测项目，每个摄像机以对应的目标摄像角度进行拍摄。
本实施例中机器人配置有激光雷达系统，机器人移动移动过程中通过激光雷达系统进行测距和障碍物检测，机器人移动至目标位置过程中，通过激光雷达系统检测到障碍物时，生成报警信息并进行报警。
对应的，基于报警信息，重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务，机器人执行摄像位姿调整。
作为本实施例改进，执行测试任务时，如果测试器材发生偏移，重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务，机器人执行摄像位姿调整。
本实施例的方法依靠机器人的帮助，实现体测场景的统一化标准化，减少人为布置场地造成的误差，使检测更加准确高效。依靠机器人的自动场地布置，实现测试项目的快速切换，实现一机多用。机器人识别测试器材，快速布置场地，减少人工投入。依据标注点精细调整相机位置，进一步保障检测精准度。
实施例2：
本发明一种基于机器人的智能体测辅助系统，包括管理平台和机器人，该机器人配置有运动系统、计算存储单元、摄像机以及摄像机高度角度调整单元，管理平台和机器人配合执行实施例1公开的方法。
管理平台用于执行如下：
(1)配置体测项目场景：对于体测项目场景内每个测试器材，在测试器材上配置具有标识作用的标注图案，并将标注图案的中心点作为标注点，预设定标注点在摄像机所拍摄图像中的像素位置为目标像素位置；
(2)配置测试任务：为每个机器人分配一个具有标识作用的序号，并为每个机器人指定其需要拍摄的标注点数量以及每个标注点的目标像素位置，汇总每个机器人的序号、标注点数量以及标注点的目标像素位置形成测试任务，并将测试任务下发至每个机器人。
其中，同一测试项目下的所有机器人链接同一个局域网，并运行调度服务。用平板运行调度程序链接同一测试项目下的各个机器人，为机器人分配序号，选择测试项目。
测试器材上都会提前贴好标注图案，机器人根据不同项目的标注点像素位置(已提前存储在平板的调度程序中)，精细调整摄像头位置。
对应的，机器人用于执行如下：
(1)摄像位姿调整：对于每个机器人，机器人接收到测试任务后，基于测试任务执行如下：在摄像机高度角度调整单元的调控下、调整摄像机的拍摄角度，在每个拍摄角度下，摄像机对体测场景进行拍摄得到场景图像，对于每个拍摄角度下的每一帧场景图像，以场景图像为输入、通过预训练后的目标识别模型对场景图像进行目标识别，得到场景图像中每个标注点以及标注点在当前场景图像中的像素位置，如果当前场景图像中存在的标注点数量与测试任务中指定的标注点数量、且每个标注点在当前场景图像中的像素位置与测试任务中指定的目标像素点位置均一致，当前摄像角度为目标摄像角度，摄像机高度角度调整单元停止调控，摄像机以目标摄像角度进行拍摄；
(2)执行测试任务：运行体测项目，每个摄像机以对应的目标摄像角度进行拍摄。
其中，目标识别模型可选用现有的可实现目标识别和位置检测的所有网络模型或者其它模型。
本实施例中在机器人附近合适的地方放置测试器材(如：引体向上的单杠，仰卧起坐的瑜伽垫)，在平板上给机器人发布场地布置任务，机器人会根据选择的测项目和自己的序号，通过摄像头自动识别测试器材，并移动到本序号规定的相对位置(相对位置已提前存储在平板的调度程序里)上。
本实施例中机器人配置有激光雷达系统，机器人移动移动过程中通过激光雷达系统进行测距和障碍物检测，机器人移动至目标位置过程中，通过激光雷达系统检测到障碍物时，生成报警信息并进行报警。
对应的，基于报警信息，管理平台哟汉语重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务、机器人用于执行摄像位姿调整。
作为本实施例改进，执行测试任务时，如果测试器材发生偏移，管理平台用于重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务、机器人用于执行摄像位姿调整。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于机器人的智能体测辅助方法，其特征在于，通过配置有运动系统、计算存储单元、摄像机以及摄像机高度角度调整单元的机器人对体测场景进行拍摄，所述方法包括如下步骤：
配置体测项目场景：对于体测项目场景内每个测试器材，在测试器材上配置具有标识作用的标注图案，并将标注图案的中心点作为标注点，预设定标注点在摄像机所拍摄图像中的像素位置为目标像素位置；
配置测试任务：为每个机器人分配一个具有标识作用的序号，并为每个机器人指定其需要拍摄的标注点数量以及每个标注点的目标像素位置，汇总每个机器人的序号、标注点数量以及标注点的目标像素位置形成测试任务，并将测试任务下发至每个机器人；
摄像位姿调整：对于每个机器人，机器人接收到测试任务后，基于测试任务执行如下：在摄像机高度角度调整单元的调控下、调整摄像机的拍摄角度，在每个拍摄角度下，摄像机对体测场景进行拍摄得到场景图像，对于每个拍摄角度下的每一帧场景图像，以场景图像为输入、通过预训练后的目标识别模型对场景图像进行目标识别，得到场景图像中每个标注点以及标注点在当前场景图像中的像素位置，如果当前场景图像中存在的标注点数量与测试任务中指定的标注点数量、且每个标注点在当前场景图像中的像素位置与测试任务中指定的目标像素点位置均一致，当前摄像角度为目标摄像角度，摄像机高度角度调整单元停止调控，摄像机以目标摄像角度进行拍摄；
执行测试任务：运行体测项目，每个摄像机以对应的目标摄像角度进行拍摄。
2.根据权利要求1所述的基于机器人的智能体测辅助方法，其特征在于，同一个体测项目下的所有机器人链接至同一个局域网中。
3.根据权利要求1所述的基于机器人的智能体测辅助方法，其特征在于，机器人配置有激光雷达系统，机器人移动移动过程中通过激光雷达系统进行测距和障碍物检测，机器人移动至目标位置过程中，通过激光雷达系统检测到障碍物时，生成报警信息并进行报警；
基于报警信息，重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务，机器人执行摄像位姿调整。
4.根据权利要求1所述的基于机器人的智能体测辅助方法，其特征在于，执行测试任务时，如果测试器材发生偏移，重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务，机器人执行摄像位姿调整。
5.一种基于机器人的智能体测辅助系统，其特征在于，包括管理平台以及配置有运动系统、计算存储单元、摄像机以及摄像机高度角度调整单元的机器人，管理平台与机器人配合用于执行如权利要求1-4任一项所述的一种基于机器人的智能体测辅助方法，
管理平台用于执行如下：
配置体测项目场景：对于体测项目场景内每个测试器材，在测试器材上配置具有标识作用的标注图案，并将标注图案的中心点作为标注点，预设定标注点在摄像机所拍摄图像中的像素位置为目标像素位置；
配置测试任务：为每个机器人分配一个具有标识作用的序号，并为每个机器人指定其需要拍摄的标注点数量以及每个标注点的目标像素位置，汇总每个机器人的序号、标注点数量以及标注点的目标像素位置形成测试任务，并将测试任务下发至每个机器人；
对应的，机器人用于执行如下：
摄像位姿调整：对于每个机器人，机器人接收到测试任务后，基于测试任务执行如下：在摄像机高度角度调整单元的调控下、调整摄像机的拍摄角度，在每个拍摄角度下，摄像机对体测场景进行拍摄得到场景图像，对于每个拍摄角度下的每一帧场景图像，以场景图像为输入、通过预训练后的目标识别模型对场景图像进行目标识别，得到场景图像中每个标注点以及标注点在当前场景图像中的像素位置，如果当前场景图像中存在的标注点数量与测试任务中指定的标注点数量、且每个标注点在当前场景图像中的像素位置与测试任务中指定的目标像素点位置均一致，当前摄像角度为目标摄像角度，摄像机高度角度调整单元停止调控，摄像机以目标摄像角度进行拍摄；
执行测试任务：运行体测项目，每个摄像机以对应的目标摄像角度进行拍摄。
6.根据权利要求5所述的基于机器人的智能体测辅助系统，其特征在于，同一个体测项目下的所有机器人链接至同一个局域网中，通过管理平台统一下发测试任务。
7.根据权利要求5所述的基于机器人的智能体测辅助系统，其特征在于，机器人配置有激光雷达系统，机器人移动移动过程中通过激光雷达系统进行测距和障碍物检测，机器人移动至目标位置过程中，通过激光雷达系统检测到障碍物时，生成报警信息并进行报警；
基于报警信息，管理平台用于重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务、机器人用于执行摄像位姿调整。
8.根据权利要求5所述的基于机器人的智能体测辅助系统，其特征在于，执行测试任务时，如果测试器材发生偏移，管理平台用于重新配置体测项目场景以及测试任务，基于新的测项目场景以及测试任务、机器人用于执行摄像位姿调整。
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