一种坐式手工装配线疲劳度检测系统的制作方法

技术特征：

1.一种坐式手工装配线疲劳度检测系统，其特征在于，该系统包括以下步骤：

步骤1、通过Kinect设备捕捉装配线工人半身骨骼信息；

步骤2、在Kinect设备开启以后，对装配线工人进行标准动作和标准时间进行测定，取十次数据的平均值为标准数据；

步骤3、针对装配线工人进行监测，持续计算躯体变化角度、有效动作比率和无效动作比率，引入综合评判方法，测算出装配线工人的疲劳程度，监测数据存储在数据库中；

步骤4、根据疲劳强度进行分级警告，根据强度大小决定是否继续监测或是结束监测。

2.根据权利要求1所述的一种坐式手工装配线疲劳度检测系统，其特征在于：

所述步骤1的半身骨骼信息首先是通过启动kinect的半身模式，对头部、肩部中心、左肩、左肘部、左手腕、左手、右肩、右肘部、右手腕、右手进行跟踪识别，另外增加脊柱进行识别，追踪11个骨骼点。

3.根据权利要求1所述的一种坐式手工装配线疲劳度检测系统，其特征在于：

所述步骤2，先对装配步骤进行分解，所述的标准动作即为工人取零件和装配零件时左右手的空间位置，其中还包括在完成相应动作时躯干骨和额头的空间向量；所述标准时间即上一个标准动作到下一个标准动作的完成时间，在测定十组数据之后，取平均值为标准数据。

4.根据权利要求1所述的一种坐式手工装配线疲劳度检测系统，其特征在于：

所述步骤3躯体变化角度包括头部变化角度与躯干变化角度：

头部变化角

躯干变化角

其中：kinect设备为o点，动态头部点为a₁，动态肩部中心为a₂，动态脊柱为a₃，持续记录数据包括头部肩部中心脊柱通过计算可得动态肩部中心到头部向量为动态脊柱到肩部中心向量为

在测定标准动作1时，已测定肩部中心到头部标准向量脊柱到肩部中心标准向量

5.根据权利要求1所述的一种坐式手工装配线疲劳度检测系统，其特征在于：

所述步骤3中的有效工作比率为：无效工作比率为：

以左手为例，完成一个标准动作分标准动作1和标准动作2，t₁为完成标准动作1的时间；t₂为左手脱离标准范围的无效动作总时间段；t₃为完成标准动作2的时间；

有效动作和无效动作需要通过空间距离测定评价：

设kinect设备为o点，动态左手点为a₄，动态右手点为a₅；动态左手向量 动态右手向量

在标准动作1时，已测算完成标准动作1时左手右手完成标准动作1后到达标准动作2时左手右手

两点之间直线为最短距离，连接空间点b₄＝(x₃,y₃,z₃)和b₆＝(x₅,y₅,z₅)，直线上每个点均形成以r为半径的球，左手在到达b₄＝(x₃,y₃,z₃)以r为半径的范围内，即 时，认为完成标准动作1，时间点为t₁；

完成标准动作1后，计算机持续进行以下公式计算，公式(1)表示的数值，判断是否离开标准动作1范围；公式(2)表示左手是否在规定范围内运动，其中计算动态点a₄到直线的最短距离；公式(3)表示的数值，判断是否完成标准动作2；

6.根据权利要求1所述的一种坐式手工装配线疲劳度检测系统，其特征在于：

所述步骤4中根据疲劳强度进行分级警告，需要结合躯体变化角度、有效动作比率和无效动作比率；

躯体变化角度、有效动作比率和无效动作比率均分为5级评判，躯体变化角度θ₁、θ₂之和在(0°-30°]认为1级，(30°-60°]认为2级，(60°-90°]认为3级，(90°-120°]认为4级，大于120°认为5级；有效动作比率在(1-1.2]认为1级，(1-1.4]认为2级，以此类推直到五级；无效动作比率在(0-0.1]认为1级，(0.1-0.2]认为2级，以此类推直到五级。

躯体变化角度、有效动作比率和无效动作比率分别占0.3，0.4，0.3的权重，之前的分级数值乘上权重得出结果在(0-1]之间疲劳度为1级，(1-2]之间疲劳度为2级，(2-3]之间疲劳度为3级，(3-4]之间疲劳度为4级，(4-5]之间疲劳度为5级；

等级1代表可忽略的疲劳，等级2代表轻微的疲劳，等级3代表中等程度的疲劳，等级4代表严重的疲劳，等级5代表灾难性的疲劳；测出疲劳值后，系统提供适当的声音提醒，当疲劳程度达到5级时，停止监测，中断该工位电路，迫使员工休息。