基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统及方法，该系统包括图像采集器、感知地毯模块、关节识别模块和姿势测量模块，图像采集器用于拍摄被测人员的视频图像；感知地毯模块用于感知被测人员的压力源在地毯上的位置和压力大小；关节识别模块用于采用人体姿势估计的深度学习模型来识别图像采集器拍摄的视频图像中的各个关节点，并在图像采集器中形成的被测人员的视频图像文件中输出各个关节点的相关位置信息；姿势测量模块用于根据在数据库中预先构建的基准数据模型、感知到的双脚站立压力和位置信息、以及识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量。本发明专利技术姿势测量准确度高；可精确测量被测人员非严格正面站立时的姿势。

【技术实现步骤摘要】
基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统及方法
本专利技术涉及人体姿势信息
，尤其公开了一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统及方法。
技术介绍
现有基于摄像头标定的视频图像中人体身高测量的系统，包括标定点选取模块、摄像头参数计算模块、体身高测量端点选取模块和人体身高计算模块；还包括一种基于摄像头标定的视频图像中人体身高测量的方法。采用该系统及方法，在计算获得摄像头参数及其相应的空间变换矩阵后，仅依靠监控视频图像数据即可进行地面上直立人员身高的测量；简化了身高计算过程；通过同一位置点的图像空间坐标和实际空间坐标的对应关系计算摄像头参数；结合摄像头参数和脚底点、头顶点测量端点信息，利用身高计算算法，计算图像中地面上直立人员的身高。一、该方法只能测量身高，并且被测人员的站立位置影响测量的准确度。二、只基于图像的方法，当被测人员非严格正面站立时，无法保证测量的精度。因此，现有基于摄像头标定的人体身高测量系统中存在的上述缺陷，是一件亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统及方法，旨在解决现有基于摄像头标定的人体身高测量系统中存在的上述缺陷的技术问题。本专利技术的一方面涉及一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统，包括：图像采集器，用于拍摄被测人员的视频图像并形成被测人员的视频图像文件；感知地毯模块，用于感知被测人员的压力源在地毯上的位置和压力大小，形成被测人员的双脚站立压力和位置信息；关节识别模块，用于采用人体姿势估计的深度学习模型来识别图像采集器拍摄的视频图像中的各个关节点，并在图像采集器中形成的被测人员的视频图像文件中输出各个关节点的相关位置信息；姿势测量模块，用于根据在数据库中预先构建的基准数据模型、感知地毯模块感知到的双脚站立压力和位置信息、以及关节识别模块识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量。进一步地，基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统还包括：基准数据模型构建模块，用于依据人员性别、体重、身高、四肢长度和关节位置信息维度，预先在数据库中构建基准数据模型。进一步地，基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统还包括：三维空间构建模块，用于构建地毯长宽二维和垂直高度合围而成的三维空间。进一步地，关节识别模块包括关节识别单元和关节标定单元，关节识别单元，用于识别图像采集器形成的视频图像文件中被测人员的各个关节点；关节标定单元，用于根据关节识别单元识别到的被测人员的各个关节点来标定被测人员姿势在视频图像文件中的偏移位置。进一步地，姿势测量模块包括空间变换运算模块和姿势计算模块，空间变换运算模块，用于根据被测人员的双脚站立压力和位置信息来计算被测人员在感知地毯上的方向角，按照无方向偏差且置于中心目标的原则，来对视频图像文件中各个关节点经过三维场景里的旋转和平移空间变换运算；姿势计算模块，用于将视频图像文件空间变换运算后取得姿势图像，并计算该姿势图像中的各个关节点，对被测人员的姿势进行测量；所述经过三维场景里的旋转空间变换运算的公式为：其中，各个关节点在三维场景中绕X轴的旋转，关节点P(x，y，z)绕x轴旋转θ角后得到点P’(x’，y’，z’)；若在空间的平移量为，则三维场景里的平移空间变换运算的公式为：其中，关节点P(x，y，z)在空间经平移后得到点P’(x’，y’，z’)。本专利技术的另一方面涉及一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量方法，包括以下步骤：拍摄被测人员的视频图像并形成被测人员的视频图像文件；感知被测人员的压力源在地毯上的位置和压力大小，形成被测人员的双脚站立压力和位置信息；采用人体姿势估计的深度学习模型来识别拍摄的视频图像中的各个关节点，并在形成的被测人员的视频图像文件中输出各个关节点的相关位置信息；根据在数据库中预先构建的基准数据模型、感知到的双脚站立压力和位置信息、以及识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量。进一步地，根据在数据库中预先构建的基准数据模型、感知到的双脚站立压力和位置信息、以及识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量的步骤之前包括：依据人员性别、体重、身高、四肢长度和关节位置信息维度，预先在数据库中构建基准数据模型。进一步地，感知被测人员的压力源在地毯上的位置和压力大小，形成被测人员的双脚站立压力和位置信息的步骤之前包括：构建地毯长宽二维和垂直高度合围而成的三维空间。进一步地，采用人体姿势估计的深度学习模型来识别拍摄的视频图像中的各个关节点，并在形成的被测人员的视频图像文件中输出各个关节点的相关位置信息的步骤包括：识别形成的视频图像文件中被测人员的各个关节点；根据识别到的被测人员的各个关节点来标定被测人员姿势在视频图像文件中的偏移位置。进一步地，根据在数据库中预先构建的基准数据模型、感知到的双脚站立压力和位置信息、以及识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量的步骤包括：根据被测人员的双脚站立压力和位置信息来计算被测人员在感知地毯上的方向角，按照无方向偏差且置于中心目标的原则，来对视频图像文件中各个关节点经过三维场景里的旋转和平移空间变换运算；将视频图像文件空间变换运算后取得姿势图像，并计算该姿势图像中的各个关节点，对被测人员的姿势进行测量；所述经过三维场景里的旋转空间变换运算的公式为：其中，各个关节点在三维场景中绕X轴的旋转，关节点P(x，y，z)绕x轴旋转θ角后得到点P’(x’，y’，z’)。若在空间的平移量为,则三维场景里的平移空间变换运算的公式为：关节点P(x，y，z)在空间经平移后得到点P’(x’，y’，z’)。本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术公开一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统及方法，该基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统包括图像采集器、感知地毯模块、关节识别模块和姿势测量模块，通过图像采集器拍摄被测人员的视频图像并形成被测人员的视频图像文件；感知地毯模块感知被测人员的压力源在地毯上的位置和压力大小，形成被测人员的双脚站立压力和位置信息；关节识别模块采用人体姿势估计的深度学习模型来识别图像采集器拍摄的视频图像中的各个关节点，并在图像采集器中形成的被测人员的视频图像文件中输出各个关节点的相关位置信息；姿势测量模块根据在数据库中预先构建的基准数据模型、感知地毯模块感知到的双脚站立压力和位置信息、以及关节识别模块识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量。本专利技术公开的基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统及方法，可实现被测人员的姿势测量，并且不会因被测人员的站立位置而影响测量的准确度；基于图像和感知地毯相结合，可精确测量被测人员非严格正面站立时的姿势。附图说明图1为本专利技术提供的基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统第一实施例的功能框图；...

【技术保护点】
1.一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统，其特征在于，包括：/n图像采集器（10），用于拍摄被测人员的视频图像并形成被测人员的视频图像文件；/n感知地毯模块（20），用于感知被测人员的压力源在地毯上的位置和压力大小，形成被测人员的双脚站立压力和位置信息；/n关节识别模块（30），用于采用人体姿势估计的深度学习模型来识别所述图像采集器拍摄的视频图像中的各个关节点，并在所述图像采集器（10）中形成的被测人员的视频图像文件中输出各个关节点的相关位置信息；/n姿势测量模块（40），用于根据在数据库中预先构建的基准数据模型、所述感知地毯模块（20）感知到的双脚站立压力和位置信息、以及所述关节识别模块（30）识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统，其特征在于，包括：
图像采集器（10），用于拍摄被测人员的视频图像并形成被测人员的视频图像文件；
感知地毯模块（20），用于感知被测人员的压力源在地毯上的位置和压力大小，形成被测人员的双脚站立压力和位置信息；
关节识别模块（30），用于采用人体姿势估计的深度学习模型来识别所述图像采集器拍摄的视频图像中的各个关节点，并在所述图像采集器（10）中形成的被测人员的视频图像文件中输出各个关节点的相关位置信息；
姿势测量模块（40），用于根据在数据库中预先构建的基准数据模型、所述感知地毯模块（20）感知到的双脚站立压力和位置信息、以及所述关节识别模块（30）识别到的关节点信息，完成对被测人员的姿势测量。


2.如权利要求1所述的基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统，其特征在于，所述基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统还包括：
基准数据模型构建模块（50），用于依据人员性别、体重、身高、四肢长度和关节位置信息维度，预先在数据库中构建基准数据模型。


3.如权利要求1所述的基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统，其特征在于，所述基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统还包括：
三维空间构建模块（60），用于构建地毯长宽二维和垂直高度合围而成的三维空间。


4.如权利要求1所述的基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统，其特征在于，所述关节识别模块（30）包括关节识别单元（31）和关节标定单元（32），
所述关节识别单元（31），用于识别所述图像采集器（10）形成的视频图像文件中被测人员的各个关节点；
所述关节标定单元（32），用于根据所述关节识别单元（31）识别到的被测人员的各个关节点来标定被测人员姿势在视频图像文件中的偏移位置。


5.如权利要求1所述的基于感知地毯标定的人体形体精确测量系统，其特征在于，所述姿势测量模块（40）包括空间变换运算模块（41）和姿势计算模块（42），
所述空间变换运算模块（41），用于根据被测人员的双脚站立压力和位置信息来计算被测人员在感知地毯上的方向角，按照无方向偏差且置于中心目标的原则，来对视频图像文件中各个关节点经过三维场景里的旋转和平移空间变换运算；
所述姿势计算模块（42），用于将视频图像文件空间变换运算后取得姿势图像，并计算该姿势图像中的各个关节点，对被测人员的姿势进行测量；
所述经过三维场景里的旋转空间变换运算的公式为：



其中，各个关节点在三维场景中绕X轴的旋转，关节点P(x，y，z)绕x轴旋转θ角后得到点P’(x’，y’，z’)；
若在空间的平移量为，则三维场景里的平移空间变换运算的公式为：



其中，关节点P...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋湘涛，丁亚运，
申请(专利权)人：湖南灵之心心理学应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43