本实用新型涉及自动化技术领域，尤其涉及一种动作识别跟踪平台。
背景技术：
传统的人机交互例如键盘、鼠标、遥感、无限输入设备等都大大便利了人与计算机的交互，然而这些交互既依赖外界不断的操控又不符合人们的交互习惯，因此不能满足人们的实际需求。人体动作是一种靠动作和视觉进行直接沟通交互的特殊语言，它还是一种各种生物均采取的交流方式之一，它更有效、直接。忍受动作识别作为一个应用前景非常值得关注和开发。
目前市场上的动作识别跟踪装置上所使用的的传感器大多为固定设置，不便于对传感器的角度进行调节，从而影响对物体识别跟踪的精度。
因此，有必要提供一种动作识别跟踪平台解决上述技术问题。
技术实现要素：
本实用新型解决的技术问题是提供一种能够360°无死角对传感器进行调节固定的动作识别跟踪平台。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的动作识别跟踪平台，包括视觉图像传感器；计算机处理器，所述计算机处理器与所述视觉图像传感器相连接；控制器，所述控制器与所述计算机处理器相连接；舵机，所述舵机与所述控制器相连接；显示器，所述显示器与所述计算机处理器相连接，所述视觉图像传感器包括传感器本体，所述传感器本体的底部固定安装有旋转座，所述传感器本体的下方设有安装座，所述安装座的顶部开设有转动槽，所述旋转座的底部延伸至所述转动槽内并与所述转动槽的内壁转动连接，所述旋转座的下方设有两个制动块，两个所述制动块均位于所述转动槽内，所述制动块的底部固定安装有第一连接杆，所述制动块的底部与所述转动槽的底部内壁之间固定安装有套设在相对应的所述第一连接杆外侧的弹簧，两个所述第一连接杆的底端均延伸至所述安装座的下方并固定安装有同一个第二连接杆，两个所述第一连接杆之间设有开设在所述安装座底部的螺纹凹槽，所述螺纹凹槽内螺纹安装有螺杆，所述螺杆的底端贯穿所述第二连接杆，所述螺杆的外侧固定套设有压块，所述压块的顶部与所述第二连接杆的底部相接触。
优选的，所述旋转座的底部开设有环形凹槽，所述环形凹槽内固定安装有环形摩擦片，所述制动块的顶部固定安装有方形摩擦片，所述方形摩擦片的顶部与所述环形摩擦片的底部相接触。
优选的，所述转动槽的底部对称开设有两个第一通孔，所述第一连接杆贯穿相对应的所述第一通孔并与相对应的所述第一通孔的内壁滑动连接。
优选的，所述第二连接杆的顶部开设有第二通孔，所述螺杆贯穿所述第二通孔。
优选的，所述螺杆的底端套设有旋钮，所述旋钮与所述螺杆之间填充有胶水。
优选的，所述安装座的底部对称固定安装有四个支撑架，所述支撑架倾斜设置。
与相关技术相比较，本实用新型提供的动作识别跟踪平台具有如下有益效果：
本实用新型提供一种动作识别跟踪平台，通过传感器本体、旋转座、安装座、转动槽、制动块、第一连接杆、弹簧、第二连接杆、螺纹凹槽、螺杆和压块相配合，能够快速的对传感器本体进行水平方向的360°无死角调节，从而方便了传感器本体对物体的跟踪识别，且在对传感器本体进行调节后可快速的对传感器本体进行固定，从而可防止传感器本体在使用过程中松动，从而保证了传感器本体的正常使用。
附图说明
图1为本实用新型提供的动作识别跟踪平台第一实施例的系统框图；
图2为实用新型提供的动作识别跟踪平台第一实施例的工作流程图；
图3为本实用新型提供的动作识别跟踪平台第二实施例的示意图；
图4为图3所示的a部分的放大示意图。
图中标号：1、视觉图像传感器，101、传感器本体，102、旋转座，103、安装座，104、转动槽，105、制动块，106、第一连接杆，107、弹簧，108、第二连接杆，109、螺纹凹槽，110、螺杆，111、压块，2、计算机处理器，3、控制器，4、舵机，5、显示器。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
第一实施例
请结合参阅图1和图2，在本实用新型的第一实施例中，动作识别跟踪平台包括：视觉图像传感器1；计算机处理器2，所述计算机处理器2与所述视觉图像传感器1相连接；控制器3，所述控制器3与所述计算机处理器2相连接；舵机4，所述舵机4与所述控制器3相连接；显示器5，所述显示器5与所述计算机处理器2相连接。
所述视觉图像传感器1的型号为kinectv2.0。
所述控制器3为arduino控制器。
1、平台结构：
计算机处理器2实时接收从视觉图像传感器1传回的实时骨骼状态和信息，以数据流的形式传送至计算机，用已编写的算法实时将数据处理后，实时用串行通信发送至下位机arduino控制器中，完成对舵机4的控制，并将实时骨骼角度显示在显示器5中。该软件同时加入实时截图与录像功能，可完成任意操作时间内的骨骼角度的后台保存和处理。
2、流程图
如图2，开始后需要进行初始化对象操作，从而确定追踪目标，打开传感器，开始利用kinect的图像采集功能收集深度数据和骨骼数据，在经过滤波处理后，在软件操作界面中显示当前图像及数据信息。
通过算法计算出位置所需舵机转动角度后，将转动控制信息以串行通信的方式发送至arduino控制器中，从而控制舵机即机械臂的运动，直至达到预期位置停止。
3、软件功能：
该平台可完成实时显示图像、截屏、录像、存储骨骼角度信息等功能，方便用户感知实时状态及有效操作。
4、数据通信：
控制器3通过arduinoide环境编写控制程序并发送pwm信号给机械臂舵机4，从而完成对机械臂的控制。该系统数据传送采用串口通信的方式，将计算机发出的控制信号传送至控制器arduino中，实现上、下位机的连接。在协议使用两位16进制数作为通信协议的帧头，并选择中间4位作为关节转角数据，最后一位0xed作为帧尾，用以数据校验。
5、部分代码：
6、算法简述：
利用kinect传感器的视觉感知技术，从原理上讲，其在输出前会自动追踪目标范围内的人体骨骼，并以此显示出一幅能显示人体骨骼位置的实时动态图。通过kinect的深度数据采集获取的坐标为深度图像坐标，但欲使人体动作矢量计算在实际现实的三维坐标中进行，需要对数据进行预处理，完成坐标的转换，从而为后续骨骼角度的计算等操作提供基础。具体方法如下：
其中(xr，yr，zr)，(xi，yi，xi)为现实三维坐标和深度图像坐标，o＝3.7cm,p＝0.004，h＝0.0003代入上式后，即可得到实时的实际三维坐标，从而进行下一步计算。
如果kinect传感器在不锁定目标的情况下识别，由于目标人体和人体的位置可能随时变化，可能会出现干扰，故需先锁定目标。该系统的算法是基于已经识别到目标操作者的骨骼后进行特征提取，将其深度坐标转化为三维的现实坐标，从而利用空间向量的性质和不同骨骼间的相对位置，来计算骨骼间的夹角，从而使的计算机完成对kinect传感器传回数据的处理并发送出实时的控制信号。
由于机械臂平台有4自由度，故该系统实际只采用识别到的骨骼中的一个手臂的4个骨骼进行操作。
由于kinect的刷新速度快，30帧/s,故在骨骼识别过程中可能导致在同一微小时间段内，其坐标不停发生变化，所以需要一些手段来进行对实时采集数据的处理，这个过程我们这个过程我们称为“数据滤波”，为减少其计算负在稳定性的基础之上，我们采用较为容易实现的平均值法，我们连续采用固定的n个实时值为一组数据一次，排列成组，组长固定为n不变，下一时刻的新数据存入组尾，并将组头的数据剔除，依此类推，从而得到不同时间的不同数值，将所得组内的n个数据取平均值。即可得预期较稳定的结果。
k＝m 1,m 2,…,n-n
式中，pi为权系数，且
在有了经过滤波处理后的稳定值后，即可进行角度特征计算，先用实际的三维坐标中得出4个骨骼之间的向量，共3组向量值
得
计算得到
故角度就为当前2个骨骼的夹角特征值，基于此可以推广至人体20个骨骼识别中，任意两个骨骼间的夹角均可以提取，用该识别方法具有一系列的好处，其不仅仅操作性强，还排除了一些如光照、背景和操作人位置等干扰因素的干扰。综上，欲得到准确稳定的目标返回值，必须将大量的实时数据进行数据滤波处理，提高系统性能，降低容错率。
与相关技术相比较，本实用新型提供的动作识别跟踪平台具有如下有益效果：
本实用新型提供一种动作识别跟踪平台，系统欲搭建起精确的动作识别机械臂平台，对人体的有规律性动作或可替代性动作进行仿制系统研究。通过对动作识别系统对人体的动作进行跟踪性模仿，为今后人们生产生活中高危险，高难度，工作环境恶劣的工作进行替代，在交通方面，人体动作识别跟踪系统可以代替交通警察的日常出勤指挥交通工作，避免了交通警察在工作的过程中发生的种种意外，使得交通警察可以在远处进行远程指挥交通，提高了工作效率，减轻了交通警察的负担。除此以外，医疗卫生、工业生产等诸多生产生活领域均有一定的使用价值。
该系统通过kinect视觉图像传感器来采集人体的骨骼数据，并将数据滤波处理，转化为舵机的控制指令，进而完成对其动作的识别并对应映射到所搭建的4自由度机械臂平台上，间接实现了人机交互的功能。
本实用新型综合已有方法确定动作识别技术，使其具有更高的动作识别精度和速度；通过将图像处理模块和自动控制模块分离，有效避免了单一处理器可能出现的死机问题；可将动作跟踪延迟大大缩减，提高了运行效率。
第二实施例：
下面结合附图和实施方式对本实用新型的第二实施例作进一步说明。
请结合参阅图3和图4，本实用新型的第二实施例还是提供另一种动作识别跟踪平台。
作为本实施例的一种可选的方式，所述动作识别跟踪平台可以包括所述的视觉图像传感器1、计算机处理器2、所述的控制器3、所述的舵机4和所述的显示器5；
所述动作识别跟踪平台中的所述视觉图像传感器1包括传感器本体101，所述传感器本体101的底部固定安装有旋转座102，所述传感器本体101的下方设有安装座103，所述安装座103的顶部开设有转动槽104，所述旋转座102的底部延伸至所述转动槽104内并与所述转动槽104的内壁转动连接，所述旋转座103的下方设有两个制动块105，两个所述制动块105均位于所述转动槽104内，所述制动块105的底部固定安装有第一连接杆106，所述制动块105的底部与所述转动槽104的底部内壁之间固定安装有套设在相对应的所述第一连接杆106外侧的弹簧107，两个所述第一连接杆106的底端均延伸至所述安装座103的下方并固定安装有同一个第二连接杆108，两个所述第一连接杆106之间设有开设在所述安装座103底部的螺纹凹槽109，所述螺纹凹槽109内螺纹安装有螺杆110，所述螺杆110的底端贯穿所述第二连接杆108，所述螺杆110的外侧固定套设有压块111，所述压块111的顶部与所述第二连接杆108的底部相接触。
所述旋转座102的底部开设有环形凹槽，所述环形凹槽内固定安装有环形摩擦片，所述制动块105的顶部固定安装有方形摩擦片，所述方形摩擦片的顶部与所述环形摩擦片的底部相接触。
所述转动槽104的底部对称开设有两个第一通孔，所述第一连接杆106贯穿相对应的所述第一通孔并与相对应的所述第一通孔的内壁滑动连接。
所述第二连接杆108的顶部开设有第二通孔，所述螺杆110贯穿所述第二通孔。
所述螺杆110的底端套设有旋钮，所述旋钮与所述螺杆110之间填充有胶水。
所述安装座103的底部对称固定安装有四个支撑架，所述支撑架倾斜设置。
当对传感器本体101进行定位安装放置以方便采集信息时，首选通过支撑架将传感器本体101放置在所需位置，然后转动旋钮，旋钮带动螺杆110在螺纹凹槽109内转动，螺杆110带动压块111在转动的同时向下运动，在弹簧107的弹力拉力作用下，弹簧107拉动制动块105向下运动，制动块105带动方形摩擦片向下运动，直至方形摩擦片与环形摩擦片脱离接触，此时就可转动旋转座102，旋转座102带动传感器本体101转动，直至传感器本体101转动至所需位置，保持传感器本体101不动，然后反向转动旋钮，旋钮通过螺杆110带动压块111在转动的同时向上运动，压块111推动第二连接杆108向上运动，第二连接杆108带动第一连接杆106向上运动，第一连接杆106推动制动块105向上运动，制动块105推动方形摩擦片向上运动，直至方形摩擦片与环形摩擦片紧密接触，停止转动旋钮，此时就完成了对传感器本体101的调节固定工作。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种动作识别跟踪平台，包括：
视觉图像传感器；
计算机处理器，所述计算机处理器与所述视觉图像传感器相连接；
控制器，所述控制器与所述计算机处理器相连接；
舵机，所述舵机与所述控制器相连接；
显示器，所述显示器与所述计算机处理器相连接，其特征在于，所述视觉图像传感器包括传感器本体，所述传感器本体的底部固定安装有旋转座，所述传感器本体的下方设有安装座，所述安装座的顶部开设有转动槽，所述旋转座的底部延伸至所述转动槽内并与所述转动槽的内壁转动连接，所述旋转座的下方设有两个制动块，两个所述制动块均位于所述转动槽内，所述制动块的底部固定安装有第一连接杆，所述制动块的底部与所述转动槽的底部内壁之间固定安装有套设在相对应的所述第一连接杆外侧的弹簧，两个所述第一连接杆的底端均延伸至所述安装座的下方并固定安装有同一个第二连接杆，两个所述第一连接杆之间设有开设在所述安装座底部的螺纹凹槽，所述螺纹凹槽内螺纹安装有螺杆，所述螺杆的底端贯穿所述第二连接杆，所述螺杆的外侧固定套设有压块，所述压块的顶部与所述第二连接杆的底部相接触。
2.根据权利要求1所述的动作识别跟踪平台，其特征在于，所述旋转座的底部开设有环形凹槽，所述环形凹槽内固定安装有环形摩擦片，所述制动块的顶部固定安装有方形摩擦片，所述方形摩擦片的顶部与所述环形摩擦片的底部相接触。
3.根据权利要求1所述的动作识别跟踪平台，其特征在于，所述转动槽的底部对称开设有两个第一通孔，所述第一连接杆贯穿相对应的所述第一通孔并与相对应的所述第一通孔的内壁滑动连接。
4.根据权利要求1所述的动作识别跟踪平台，其特征在于，所述第二连接杆的顶部开设有第二通孔，所述螺杆贯穿所述第二通孔。
5.根据权利要求1所述的动作识别跟踪平台，其特征在于，所述螺杆的底端套设有旋钮，所述旋钮与所述螺杆之间填充有胶水。
6.根据权利要求1所述的动作识别跟踪平台，其特征在于，所述安装座的底部对称固定安装有四个支撑架，所述支撑架倾斜设置。
技术总结