[发明专利]施工人员工作姿态健康评估方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种施工人员工作姿态健康评估方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：首先，通过施工工地的固定摄像头采集施工现场视频；其次，预处理视频，将视频读取成帧图像；再次，通过基于TDC的3D人体姿态识别模型识别施工人员工作姿态并提取人体关键点坐标；然后，计算施工人员躯干倾斜角度；最后，根据躯干非健康姿态判别条件判断施工人员是否健康作业。本发明能够识别施工人员非健康工作姿态，为工地管理人员提供培训施工人员的参考资料，提高施工人员健康管理水平。

技术领域

本发明属于施工人员健康管理领域，尤其涉及一种施工人员工作姿态健康评估方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

工人肌肉骨骼疾病(work-related musculoskeletal disorders，WMSDs)是一类由职业性有害因素引起的涉及肌肉、肌腱、神经、椎间盘、关节、软骨疼痛或损伤等的工作相关疾病。WMSDs会导致施工人员疼痛，影响工作效率，使施工人员丧失工作能力、增加医疗保健费用并降低其生活质量。长期固定姿势或强迫体位是造成WMSDs的常见原因。在施工过程中，许多工作任务(如搬运物料、钢筋加工、电焊等)易使施工人员长时间保持某种特定姿态或处于一种不自然的强迫体位，日积月累形成不良习惯，从而引发WMSDs。不健康工作行为造成的职业伤害每年会给行业造成130～200亿美元的损失。

用于评估施工人员作业姿态方法主要有自我评估法、动作捕捉法和作业观察法。自我评估法是通过参考施工人员工作日志以及发放问卷和访谈调查来采集施工工地中与施工人员身体状况和社会心理因素有关的数据，该方法无法及时直接矫正某一特定的施工人员的作业姿势，主观性强，调研时间长，准确性较差。动作捕捉法是将机械式、光学或声音式传感器安装在施工人员的特定关节点上，以此来估计施工人员运动情况及得到标记点的三维坐标，该方法准确性高，但是设备购买费用高，设备安装在施工人员身上易影响施工人员正常工作。作业观察法是直接观察记录施工工地中存在的不利因素，该方法在数据采集与评估过程易产生错误并且主观性强。

发明内容

有鉴于此，本发明基于TDC的3D人体姿态识别模型，提供了一种施工人员工作姿态健康评估方法、装置、设备及存储介质，以期识别出施工人员的非健康工作姿态，从而帮助施工人员培养良好的作业习惯和提高自我保护意识。

为了实现上述目的，本发明提供了一种施工人员工作姿态健康评估方法，主要包括以下步骤：

通过基于TDC的3D人体姿态识别模型对每帧图像中施工人员进行姿态估计及人体关键点提取，获得人体关键点的坐标位置；

根据所述人体关键点的坐标位置计算得到躯干的空间长度d；

根据所述人体关键点的坐标位置和所述躯干的空间长度d，通过两点法计算得到躯干与Z轴基准方向夹角θ_z：

根据所述躯干与Z轴基准方向夹角θ_z计算得到施工人员躯干的倾斜角度α；

根据所述施工人员躯干倾斜角度α和躯干非健康姿态判别条件对施工人员的工作姿态进行健康评估，获得健康评估结果。

优选地，在所述通过基于TDC的3D人体姿态识别模型对每帧图像中施工人员进行姿态估计及人体关键点提取，获得人体关键点的坐标位置的步骤之前，还包括：

通过施工现场的固定摄像头获取施工人员工作视频数据；

对所述施工人员工作视频数据进行预处理，获得多帧图像。

优选地，所述人体关键点包括：臀部中心、左髋部、左膝盖、左脚踝、右髋部、右膝、右脚踝、脊柱中心、脖子、鼻子、头、右肩、右手肘、右手、左肩、左肘、左手。

优选地，所述躯干的空间长度d的计算公式为：