一种基于步态识别的自动跟随行李箱方法与流程

本发明涉及步态识别技术，尤其涉及一种基于步态识别的自动跟随行李箱方法。

背景技术

据中商产业研究院发布的《2017-2022年中国箱包行业市场发展前景及投资机会研究报告》表明，中国的箱包行业至2020年中国的箱包市场规模会达到63.8亿美元具有极大的市场。此外箱包行业与国民的日常生活密不可分，在中国箱包用品需求量呈现一种势不可挡的增长趋势。行李箱在带给国民出行方便的同时，也或多或少存在很多弊端：例如当行李较多时，会造成行李箱拖拽麻烦。虽然现在大部分的型号的行李箱亦附有内置小轮，可用拉杆拉动，但是仍存在不易转弯等缺点。当今科技产业的蓬勃发展，各个领域开始朝智能化、简易化和人性化等方向发展。但在行李箱产业方面，还存在着设计老套，欠缺智能等问题，市场上出现了电动行李箱一定程度上解决了上述问题，但人机互动性不强，而且其高昂的价格也让大部分消费人群观而望之。最为重要的是安全问题，大部分传统行李箱采用的是机械密码锁，避免不了行李箱被盗，且被盗或丢失后很难被追踪和找回。

针对上述传统行李箱存在的弊端，本发明专利计了一种基于步态识别的自动跟随行李箱。该发明利用计算机视觉、现代电子技术与传统行李箱结合，一定程度上可以改善传统行李箱存在的上述弊端，尤其是在便捷出行、安全防盗方面，本发明尤为突出。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于步态识别的自动跟随行李箱方法，将通过分析人的步态信息识别身份的方法应用于电动多功能行李箱，通过嵌入行李箱系统的摄像头模块，记录当前使用者的步态信息并与单片机库中所存贮用户的步态信息相比较，若准确率高于设定值，驱动行李箱跟随使用者移动，移动过程中完成自动避障绕行的功能。同时为了减少附近路人的影响，被盗可能及提高识别的准确率，在该行李箱自动跟随模块的基础上，设计了利用摄像头记录正前方小范围内使用者走路姿势，通过多次步态识别来识别使用者身份，若多次识别准确率大于等于设定值，则驱动电机跟随使用者移动。若多次识别准确率低于设定值，则通过gps定位和gprs通信模块向使用者移动端发送警报信息和位置坐标。本发明解决了现有行李箱笨重不易携带、易丢失等问题，为经常出差或需更长途旅行的人群提供便捷。

本发明的目的充分利用现代生物特征识别技术、现代电子技术与传统的行李箱像结合，提高行李箱的安全性同时，改善传统行李箱携带出行不便等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于步态识别的自动跟随行李箱方法，该方法包括(具体见图4)：

1.首先建立用户步态模式库，通过摄像头记录用户分别处于行李箱正前方偏左、偏右的步态信息；

2.对视频中的目标进行检测和跟踪，分割出人体；

3.采用计算机视觉和图像处理相关算法从运动中提取步态特征；

4.利用分类器与训练存储好的步态模式库进行比对测试，从而完成步态识别；

5.若多次步态识别正确，驱动单片机控制电机朝向使用者移动，过程中不断进行步态识别判断是否为用户本人，并调整行李箱移动方向；

6.在自动跟随使用者过程中，若多次步态识别准确率低于设定值，则可通过gps、gprs模块向使用者手机发送警报信息和当前行李箱坐标。

基于上述发明方法，与现有方法相比具有突出的区别和贡献在于：

1.本发明涉及一种生物识别技术与传统行李箱便捷性相结合，通过步态识别技术判断使用者的步态信息识别是否为设定用户，且驱动电机跟随使用者、并自动调整移动方向，为经常出差或需要长途旅行的人群提供便捷。

2.本发明涉及生物识别技术与传统行李箱安全性相结合，通过步态识别技术判断使用者的步态信息识别是否为设定用户，若是则自动跟随使用者，若不是则通过gps、gprs模块向用户移动端发送警报短信，提高了在出差或需要长途旅行过程中个人行李的安全性。

附图说明：

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

图1为本发明的硬件系统设计框图。

图2为本发明软件设计流程示意图。

图3为本发明功能结构示意图

图4为本发明步态识别技术与传统行李箱结合框架图

图5为本发明的整体透视结构示意图

图6为本发明中箱体正前视角结构示意图

具体实施方式：

以下将通过具体的实施例及附图来详细介绍本发明的目的、技术方案和优点。

图1为本发明的硬件系统设计框图，具体实施如下：

自动跟随行李箱的硬件系统设计框图，包括单片机、步态识别模块、自动避障模块、电源模块、电机模块、语音识别模块、报警模块。系统开始工作时，除了语音识别模块处于工作状态，其他模块均处于初始化状态，直至发出“前进”指令其他模块开始正常工作，期间若使用者再次发出其他指令，则系统优先执行相应的指令，并再次关闭其他模块。同时，步态识别模块，通过摄像头记录正前方小范围内使用者走路姿势并完成身份识别。若识别正确则驱动电机，否则即关闭电机，以实现自动跟随的功能。同时，避障模块通过光电传感器检测前方设定距离类是否有障碍物，若有则控制电机模块左转、右转或倒退。同时，当行李箱报警模块多次步态识别均不为使用者，则通过gps模块和gprs向使用者手机发送警报信息和行李箱所处坐标。按照其功能又可分为自动跟随系统、语音识别系统、自动避障系统、报警系统、电机系统。

图2为本发明软件设计流程示意图，具体实施如下：

基于步态识别的自动跟随行李箱软件设计流程图，包括语音程序模块、电机程序模块、避障程序模块、报警程序模块、步态识别程序模块程序。系统开始各模块通电初始化工作状态，当使用者发出前进指令时，行李箱步态识别程序模块、避障程序模块、电机程序控制模块开始工作，通过置于行李箱上摄像头(步态识别程序模块)记录正前方使用者的步态信息，并与储存用户的步态信息比较，若准确率高于设定值，则驱动电机跟随使用者。同时，为了减小其他行人的影响，多次利用步态识别技术判断使用者步态信息是否与储存用户的步态信息相同，并记录其准确率，若准确率低于一定的设定值，通过报警程序模块向使用者发送警报信息和行李箱坐标位置。跟随过程中避障程序模块若检测到前方一定距离存在障碍物，驱动行李箱左转、右转或倒退避障。跟随过程中若语音识别程序模块出停止指令，行李箱系统各模块暂停工作，等待语音程序模块的指令控制行李箱的工作状态。

图3为本发明功能结构示意图，图5为本发明的整体透视结构示意图，图6为本发明中箱体正前视角结构示意图，具体实施如下：

基于步态识别的智能行李箱按其功能又可分为自动跟随系统、语音识别系统、自动避障系统、报警系统、电机系统。所述自动跟随系统由可伸缩拉杆4、滚轮(滚轮12、滚轮13、滚轮14、滚轮15)、单片机模块17、电机模块10、电源模块9、步态识别模块6构成。所述语音识别系统由语音传感器ld3302模块、单片机模块17、电源模块9构成。所述自动避障系统由光电传感器模块3、单片机模块17、电源模块9构成。所述报警系统由gps模块、gprs模块在单片机17、摄像头模块6构成。所述电机系统有单片机模块17、电机模块10构成。所述电源模块主要有蓄电池9构成。基于步态识别的智能行李箱外部结构，包括箱体1、设于箱体密码锁6、可伸缩拉杆4、设于箱体1底部的滚轮(滚轮12、滚轮13、滚轮14、滚轮15)、还包括电机模块10、电源模块9、步态识别模块(摄像头6)、语音识别模块、避障模块3、gps模块8、gprs模块11。所述电源模块主要有蓄电池9构成。

优先地，所述步态识别模块6，设于行李箱中央顶部，与单片机相连，通过摄像头记录正前小范围内使用者走路姿势并完成身份识别。若识别正确则驱动电机，否则即关闭电机，以实现自动跟随的功能。

优先地，避障模块中光电传感器，通过发射光束及能否接收到反射光，判断前方是否有障碍物。

优先地，在gps模块、gprs模块结合步态识别模块，通过多次步态识别若多次识别均不为使用者，则向使用者手机端发送警报信息和位置坐标。