本發(fā)明涉及語音識別技術(shù)和kinect骨骼掃描技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于kinect的體檢機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對生活的各個方面的要求都在提高，尤其是對身體健康的追求。入學(xué)體檢、入職體檢、駕校體檢等等都是我們經(jīng)常會遇到的，而醫(yī)療資源的緊缺又是我們不得不面對的事實(shí)。眾所周知，傳統(tǒng)的體檢，人數(shù)較多，功能分散，體檢者需要消耗大量時間，而且醫(yī)護(hù)人員在檢測時，不斷重復(fù)同樣的工作，過程枯燥單一，容易造成體檢效率的降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于kinect的體檢機(jī)器人系統(tǒng)，可以自行對人進(jìn)行非接觸式體檢，快速有效，節(jié)約了體檢者的大量時間，而且不需要醫(yī)護(hù)人員參與，大大減少了的工作量，有效緩解了醫(yī)療資源緊缺壓力，并且利用機(jī)器人來代替人從而將醫(yī)護(hù)人員從簡單的重復(fù)勞動中解放出來，能顯著提高體檢的效率，給為人們的生活帶來了方便。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于kinect的體檢機(jī)器人系統(tǒng)，包括以下步驟；

step1、體檢者立正姿勢站在體檢區(qū)域，體重數(shù)據(jù)通過帶wifi功能的espduino型arduino模塊準(zhǔn)確地傳輸給上位機(jī)，獲得體檢者體重；

step2、kinect采集體檢者頭部和腳部的關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，將頭部坐標(biāo)和腳部坐標(biāo)相減計算出體檢者身高；

step3、利用機(jī)器人語音模塊的問答模式，讓體檢者做出固定的動作，然后通過判斷體檢者是否能完成指定動作確定體檢者聽力是否正常；

step4、利用機(jī)器人語音模塊的問答環(huán)節(jié)，通過體檢者回答色盲檢測卡中所隱藏數(shù)字或圖案,判斷體檢者是否存在色盲問題；

step5、利用機(jī)器人語音模塊的問答環(huán)節(jié)，讓體檢者依次聞瓶中無色液體，并說出液體名稱，機(jī)器人根據(jù)體檢者答案的正確與否判斷出體檢者嗅覺是否正常；

step6、機(jī)器人對體檢者進(jìn)行提問，機(jī)器人問題設(shè)置采用標(biāo)準(zhǔn)的心理學(xué)測試問題，根據(jù)體檢者的回答內(nèi)容判斷其心情狀態(tài)，給出體檢者的心情指數(shù)；

step7、語音模塊發(fā)出指令，機(jī)器人引導(dǎo)體檢者做出相應(yīng)動作，利用程序?qū)崟r讀取人體關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)，來判斷被測者的四肢是否正常；

機(jī)器人先做出左臂平舉動作，語音模塊發(fā)出聲音讓人模仿機(jī)器人做出左臂平舉動作，然后通過kinect的骨骼追蹤技術(shù)得到人體左肘、左肩以及左臀部的三維坐標(biāo)，然后利用三維坐標(biāo)相減分別計算兩個向量左肘到左肩向量vi和左肩到左臀向量vj，然后利用以下的向量角度公式計算被測者肩關(guān)節(jié)的抬起角度θi-j

vi1、vi2、vi3代表vi向量的x、y、z分量，vj1、vj2、vj3代表vj向量的x、y、z分量；

當(dāng)肩關(guān)節(jié)的角度達(dá)到閾值[75,105]范圍時，說明被測者的肩關(guān)節(jié)活動正常；

機(jī)器人做出左手上舉動作，語音模塊發(fā)出聲音讓人模仿機(jī)器人的動作出左手上舉動作，然后通過kinect的骨骼追蹤技術(shù)得到人體左手、左肘、以及左肩的三維坐標(biāo)，然后利用三維坐標(biāo)相減分別計算兩個向量左手到左肘和左肘到左肩，然后還是利用的向量角度公式計算被測者肘關(guān)節(jié)的抬起角度，當(dāng)肘關(guān)節(jié)的角度達(dá)[75,105]范圍時，說明被測者的肘關(guān)節(jié)活動正常；

語音模塊發(fā)出聲音讓被測者左腳向前邁一步，然后通過kinect的骨骼追蹤技術(shù)得到人體左腳的三維坐標(biāo)，然后與立正左腳的三維坐標(biāo)進(jìn)行比較，若兩者z坐標(biāo)差距在大于等于100時說明被測者的左腿活動正常；

采取同樣的測量方法測量被測者的右肩、右肘和右腿是否正常；

step8、最終通過上位機(jī)來顯示各項體檢結(jié)果；

將語音識別技術(shù)與kinect人體識別技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計智能體檢機(jī)器人，用來替復(fù)雜的體檢過程，利用機(jī)器人引導(dǎo)體檢者做出相應(yīng)的動作，通過程序?qū)崟r讀取代人體關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)來判斷人體四肢是否符合健康要求，利用語音模塊的問答模式來確定測試者是否存在色盲以及嗅覺是否正常，還可以通過體檢者對特定問題的答案推斷出體檢者的心情狀態(tài)，通過體檢者與機(jī)器人之間的交互進(jìn)行分析判斷，并最終通過上位機(jī)給出最終的體檢結(jié)果。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明涉及的基于kinect的體檢機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)對體檢者的無接觸體檢功能，并將醫(yī)務(wù)人員從簡單的重復(fù)的工作中解放出來，若將本發(fā)明應(yīng)用于日常體檢領(lǐng)域，能大大節(jié)約醫(yī)療資源，改善繁瑣的體檢過程，提高體檢的效率，是智能體檢的解決方案。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)敘述。

如圖1所示：一種基于kinect的體檢機(jī)器人系統(tǒng)，包括以下步驟；

step1、體檢者立正姿勢站在體檢區(qū)域，體重數(shù)據(jù)通過帶wifi功能的espduino型arduino模塊準(zhǔn)確的傳輸給上位機(jī)，即可獲得體檢者體重；

step2、利用kinect的人體骨骼追蹤技術(shù)，采集體檢者頭部和腳部的關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，將頭部坐標(biāo)和腳部坐標(biāo)的y坐標(biāo)相減就可計算出體檢者身高；

step3、利用機(jī)器人語音模塊的問答模式，讓體檢者做出固定的動作，然后通過判斷體檢者是否能完成指定動作確定體檢者聽力是否正常；

step4、利用機(jī)器人語音模塊的問答環(huán)節(jié)，通過體檢者回答色盲檢測卡中所隱藏數(shù)字或圖案,即可判斷體檢者是否存在色盲問題；

step5、利用機(jī)器人語音模塊的問答環(huán)節(jié)，讓體檢者依次聞瓶中無色液體，并說出液體名稱，機(jī)器人根據(jù)體檢者答案的正確與否判斷出體檢者嗅覺是否正常；

step6、機(jī)器人對體檢者進(jìn)行提問，機(jī)器人問題設(shè)置采用標(biāo)準(zhǔn)的心理學(xué)測試問題，根據(jù)體檢者的回答內(nèi)容判斷其心情狀態(tài)，給出體檢者的心情指數(shù)；

step7、語音模塊發(fā)出指令，機(jī)器人引導(dǎo)體檢者做出相應(yīng)動作，利用程序?qū)崟r讀取人體關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)，來判斷被測者的四肢是否正常；

機(jī)器人先做出左臂平舉動作，語音模塊發(fā)出聲音讓人模仿機(jī)器人做出左臂平舉動作，然后通過kinect的骨骼追蹤技術(shù)得到人體左肘、左肩以及左臀部的三維坐標(biāo)，然后利用三維坐標(biāo)相減分別計算兩個向量左肘到左肩向量vi和左肩到左臀向量vj，然后利用以下的向量角度公式計算被測者肩關(guān)節(jié)的抬起角度θi-j

vi1、vi2、vi3代表vi向量的x、y、z分量，vj1、vj2、vj3代表vj向量的x、y、z分量；

當(dāng)肩關(guān)節(jié)的角度達(dá)到閾值[75,105]范圍時，說明被測者的肩關(guān)節(jié)活動正常；

機(jī)器人做出左手上舉動作，語音模塊發(fā)出聲音讓人模仿機(jī)器人的動作出左手上舉動作，然后通過kinect的骨骼追蹤技術(shù)得到人體左手、左肘、以及左肩的三維坐標(biāo)，然后利用三維坐標(biāo)相減分別計算兩個向量左手到左肘和左肘到左肩，然后還是利用的向量角度公式計算被測者肘關(guān)節(jié)的抬起角度，當(dāng)肘關(guān)節(jié)的角度達(dá)[75,105]范圍時，說明被測者的肘關(guān)節(jié)活動正常；

語音模塊發(fā)出聲音讓被測者左腳向前邁一步，然后通過kinect的骨骼追蹤技術(shù)得到人體左腳的三維坐標(biāo)，然后與立正左腳的三維坐標(biāo)進(jìn)行比較，若兩者z坐標(biāo)差距在大于等于100時說明被測者的左腿活動正常；

采取同樣的測量方法測量被測者的右肩、右肘和右腿是否正常；

step8、最終通過上位機(jī)來顯示各項體檢結(jié)果。

將語音識別技術(shù)與kinect人體識別技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計智能體檢機(jī)器人，用來替復(fù)雜的體檢過程，利用機(jī)器人引導(dǎo)體檢者做出相應(yīng)的動作，通過程序?qū)崟r讀取代人體關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)來判斷人體四肢是否符合健康要求，利用語音模塊的問答模式來確定測試者是否存在色盲以及嗅覺是否正常，還可以通過體檢者對特定問題的答案推斷出體檢者的心情狀態(tài)。通過體檢者與機(jī)器人之間的交互進(jìn)行分析判斷，并最終通過上位機(jī)給出最終的體檢結(jié)果。

本發(fā)明工作過程：

首先，采用語言模塊來控制整個體檢過程并完成與體檢者的問答人機(jī)交互；其次，通過kinect骨架追蹤技術(shù)，獲取人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，通過計算關(guān)節(jié)角度來判斷人體四肢是否正常；最后，通過上位機(jī)來顯示各項體檢結(jié)果。