无人自动化智能体测设备及其智能体测方法

技术领域

本发明涉及智能体测技术领域，尤其涉及无人自动化智能体测设备及其智能体测方法。

背景技术

体测由一位丹麦体育博士发明，主要是模拟比赛中频繁出现的加速、减速、急停、转身等动作，在队员达到体能极限的时候对其进行测试，先今在体测主要针对在校学生的身体素质进行的检测与测试，对学生的身体素质进行评估以及衡量的依据。

问现有的体测方式通过手动体测以及的体测设备进行体测过程，现有技术在使用时存在如下问题：

1、如测距传感器，测试仰卧起坐过程中的背部距离考试平板的距离，但其存在各种各样的作弊行为，如拿着手在上面做上下运动即可骗过设备，等等情况；

2、考场的作弊,个别学校存在老师和学生联合作弊的恶劣事件,该系统通过人脸识别,设备计数,并配合现场录像全程自动化实现考试；

3、各个学校考试标准不统一，有的学习严格，有的学校做做样子，各个学校之间的差距无法体现，差距多少无法体现，差距在哪里无法体现，本设备可以根据项目参数化评价各个项目的严格情况及参数，通过对比调节等方式调整通过率，并对比不同学校的情况等。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的无人自动化智能体测设备及其智能体测方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

无人自动化智能体测设备及其智能体测方法，包括底座，所述底座的上端面固定连接有设备支撑件，所述设备支撑件的前端侧壁上固定连接有安装架，所述安装架的前端侧壁上固定连接有肢体识别显示及触摸模块与体育考试显示及触摸模块，所述安架的前端侧壁上固定连接有身份证读卡器，所述设备支撑件的后端侧壁上开设有安装槽，所述安装槽内固定连接有电源调节模块，所述电源调节模块的上方依次设有第一智能主机、第二智能主机与第三智能主机，所述设备支撑件的上端面固定连接有两个对称设置的安装底座，左侧所述安装底座内设有第一图像采集模块，右侧所述安装底座内设有第二图像采集模块，所述设备支撑件内设有交换机；

所述设备支撑件的上端面设有用于对第一图像采集模块与第二图像采集模块角度调节过程中驱动的驱动机构，所述设备支撑件的前端侧壁上开设有播放槽，所述播放槽内设有喇叭功放及喇叭模块。

优选地，所述驱动机构包括固定连接在设备支撑件上端面的驱动箱，所述驱动箱内设有两个对称设置的驱动舵机，所述驱动舵机的输出轴固定连接有驱动轴，所述驱动轴贯穿转动连接安装底座，所述驱动轴所在安装底座内的侧壁上固定连接有连接块，两个所述连接块分别固定连接第一图像采集模块与第二图像采集模块。

优选地，所述第一智能主机、第二智能主机与第三智能主机内均设有交换机，且所述第一智能主机、第二智能主机与第三智能主机均通过网线连接交换机，所述第一智能主机、第二智能主机与第三智能主机均通过网线连接有硬盘录像机。

本发明还提出了无人自动化智能体测方法，包含有人脸校验服务集群、人脸特征提取服务集群、考生成绩及考试过程记录服务集群、考生信息服务集群；

引体向上、仰卧起坐、曲臂体前屈考试过程的流程说明如下：

S1、考试之前：各个考生通过采集照片信息及个人身份信息上传到考生信息服务集群同时会通过人脸特征提取服务集群提取人脸特征信息存储在考生信息服务集群；

利用多个无人自动化考试设备，考生进入考场后进入不同的考试区域，监考老师站在固定的监考区域，配合自动化考试设备进行辅助监考；

第三智能主机会通过交换机实时读取分析第一图像采集模块所采集到的图像信息，分析记录考生进出考试区域的过程以及时间等方面信息，同时将老师进出考试区域的时间并上传到考生成绩及考试过程记录服务集群，同时硬盘录像机会实时记录考试的视频过程，配合硬盘录像机对考生以及监考老师在进入考场内的时间节点以及该过程中的相关录像信息进行监控与检测，随后上传至考试过程记录服务集群内，用于对考试前后以及考试过程中所有的图像信息进行对比以及特殊情况的录音与录像采集过程；

S2、考试入场：首先考生通过扫描身份证读卡器将考生的身份信息录入对比用户体育考试显示及触摸模块内储存的信息进行信息录入的同时进行个人信息的对比，同时第二智能主机通过第二图像采集模块来采集考生的人脸信息，第二智能主机通过网络上传人脸图片到人脸校验服务集群，人脸校验服务集群会调用人脸特征提取服务集群获取当前考生的人脸信息与考生信息服务集群记录的考生人脸特征信息进行对比，用来对比考生的信息以及面部信息采集后进行校准核验，即检测考生本人与考场中进入考生的信息录入进行对比，随后进行信息反馈如检测是本人核验完成后允许考生进入考场考试，否则核验出现问题后直接将相关信息反馈至人脸信息与考生信息服务集群内，采用参考老师进行对比的方式进行人工核验，以此来确定与审核考场考生的信息的准确性，用户体育考试显示及触摸模块会显示考试区域，喇叭功放及喇叭模块用于提醒考生处于考试区域内，避免考试过程中出现作弊的问题；

S3、防作弊检测：采用多个设备一对一的对考生以及监考老师在考试前以及考试过程中的动作进行图像采集，比如考生出考试区域，考试区域内多人等情况等动作，采用第一图像采集模块以及第二图像采集模块依次对考场环境内的考生以及监考老师的动作进行图像采集与收录，用于对比学生考试中是否存在相应的作弊的动作以及监考老师是否在监考范围内监考的过程，考生考试时间到或者自动检测考试结束后，会将考生的考试过程日志进行记录并上传考生成绩及考试过程记录服务集群，用于后续对考生进行是否存在作弊行为做对比与证据采集，同时在第二智能主机控制喇叭功放以及喇叭模块对相关信息进行播报；

S4、进入考试，此过程中第一智能主机实时识别考生的肢体信息并通过串口实时传输给第二智能主机，随后第二智能主机会根据各个项目的特征不同来自动检测考生的开始动作以及准备动作，用于对考生在进行考试开始时的定时检测，以此来确定考试过程中的考试计时的过程，以此来通过各个项目中考生的肢体动作的不同来进行计数第二智能主机在考生开始考试后，识别考生的行为，来判断是否作弊；

S5、考试结束，将考生的考试过程日志进行记录并上传考生成绩及考试过程记录服务集群，通过校验本次考试成绩及考场监控过程来核验考生是否作弊，并展示给考生成绩(是否合格，具体考试成绩如何，是否存在作弊情况等)，考生确认后完成考试，如存在异议，老师可通过复查硬盘录像机内考试过程进行录像储存的影像以及录音信息进行核验，以此用于修正考生的成绩，并记录下来，整个考试过程会形成考试视频及文件记录，以备后续查验。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、考试无人化，全程自动考试，通过设备自动记录考试情况并出考试成绩；考试过程参数化，指标化，通过肢体参数的读取可以量化考试过程中的各项指标，比如：下巴过杠长度，仰卧起坐躺平程度，曲臂体前屈的腿部手臂伸直程度等。

2、考试结果可回溯，通过视频进行录像，对录像结果进行识别，可再次复现考试过程。

附图说明

图1为本发明提出的立体结构示意图；

图2为本发明提出的主视结构示意图；

图3为本发明提出的后侧侧壁结构示意图；

图4为本发明提出的系统模块示意图；

图5为本发明提出的集群模块示意图；

图6为本发明提出的网络信号传输示意图；

图7-9为本发明提出的引体向上采集简图示意图；

图10-12为本发明提出的仰卧起坐采集简图示意图。

图中：1底座、2设备支撑件、3肢体识别显示及触摸模块、4用户体育考试显示及触摸模块、5身份证读卡器、6第一图像采集模块、7第二图像采集模块、8电源调节模块、9第一智能主机、10第二智能主机、11喇叭功放及喇叭模块、12第三智能主机、13第三图像采集模块、14交换机、15硬盘录像机、16人脸校验服务集群、17人脸特征提取服务集群、18考生成绩及考试过程记录服务集群、19考生信息服务集群、20安装架、21驱动箱、22驱动轴、23连接块、24安装底座。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参照图1-6，无人自动化智能体测设备及其智能体测方法，包括底座1，底座1的上端面固定连接有设备支撑件2，设备支撑件2的前端侧壁上固定连接有安装架20，安装架20的前端侧壁上固定连接有肢体识别显示及触摸模块3与体育考试显示及触摸模块4，安装架20的前端侧壁上固定连接有身份证读卡器5，设备支撑件2的后端侧壁上开设有安装槽，安装槽内固定连接有电源调节模块8，电源调节模块8的上方依次设有第一智能主机9、第二智能主机10与第三智能主机12，设备支撑件2的上端面固定连接有两个对称设置的安装底座24，左侧安装底座24内设有第一图像采集模块6，右侧安装底座24内设有第二图像采集模块7，设备支撑件2内设有交换机14；

设备支撑件2的上端面设有用于对第一图像采集模块6与第二图像采集模块7角度调节过程中驱动的驱动机构，驱动机构包括固定连接在设备支撑件2上端面的驱动箱21，驱动箱21内设有两个对称设置的驱动舵机，驱动舵机的输出轴固定连接有驱动轴22，驱动轴22贯穿转动连接安装底座24，驱动轴22所在安装底座24内的侧壁上固定连接有连接块23，两个连接块23分别固定连接第一图像采集模块6与第二图像采集模块7；

设备支撑件2的前端侧壁上开设有播放槽，播放槽内设有喇叭功放及喇叭模块11。

第一智能主机9、第二智能主机10与第三智能主机12内均设有交换机14，且第一智能主机9、第二智能主机10与第三智能主机12均通过网线连接交换机14，第一智能主机9、第二智能主机10与第三智能主机12均通过网线连接有硬盘录像机15。

本发明还提出了无人自动化智能体测方法，包含有人脸校验服务集群16、人脸特征提取服务集群17、考生成绩及考试过程记录服务集群18、考生信息服务集群19(其中包含有人脸校验服务集群16、人脸特征提取服务集群17、考生成绩及考试过程记录服务集群18、考生信息服务集群19均为系统内服务集群，且通过无线端口连接网络传输模块，并在网络传输模块的网络数据传输下连接设备以及第三智能主机12)；

引体向上、仰卧起坐、曲臂体前屈考试过程的流程说明如下：

S1、考试之前：各个考生通过采集照片信息及个人身份信息上传到考生信息服务集群19同时会通过人脸特征提取服务集群17提取人脸特征信息存储在考生信息服务集群19；

利用多个无人自动化考试设备，考生进入考场后进入不同的考试区域，监考老师站在固定的监考区域，配合自动化考试设备进行辅助监考；

第三智能主机12会通过交换机14实时读取分析第一图像采集模块6所采集到的图像信息，分析记录考生进出考试区域的过程以及时间等方面信息，同时将老师进出考试区域的时间并上传到考生成绩及考试过程记录服务集群18，同时硬盘录像机15会实时记录考试的视频过程，配合硬盘录像机15对考生以及监考老师在进入考场内的时间节点以及该过程中的相关录像信息进行监控与检测，随后上传至考试过程记录服务集群18内，用于对考试前后以及考试过程中所有的图像信息进行对比以及特殊情况的录音与录像采集过程；

S2、考试入场：首先考生通过扫描身份证读卡器5将考生的身份信息录入对比用户体育考试显示及触摸模块4内储存的信息进行信息录入的同时进行个人信息的对比，同时第二智能主机10通过第二图像采集模块7来采集考生的人脸信息，第二智能主机10通过网络上传人脸图片到人脸校验服务集群16，人脸校验服务集群16会调用人脸特征提取服务集群17获取当前考生的人脸信息与考生信息服务集群19记录的考生人脸特征信息进行对比，用来对比考生的信息以及面部信息采集后进行校准核验，即检测考生本人与考场中进入考生的信息录入进行对比，随后进行信息反馈如检测是本人核验完成后允许考生进入考场考试，否则核验出现问题后直接将相关信息反馈至人脸信息与考生信息服务集群19内，采用参考老师进行对比的方式进行人工核验，以此来确定与审核考场考生的信息的准确性，用户体育考试显示及触摸模块4会显示考试区域，喇叭功放及喇叭模块11用于提醒考生处于考试区域内，避免考试过程中出现作弊的问题；

S3、防作弊检测：采用多个设备一对一的对考生以及监考老师在考试前以及考试过程中的动作进行图像采集，比如考生出考试区域，考试区域内多人等情况等动作，采用第一图像采集模块7以及第二图像采集模块6依次对考场环境内的考生以及监考老师的动作进行图像采集与收录，用于对比学生考试中是否存在相应的作弊的动作以及监考老师是否在监考范围内监考的过程，考生考试时间到或者自动检测考试结束后，会将考生的考试过程日志进行记录并上传考生成绩及考试过程记录服务集群18，用于后续对考生进行是否存在作弊行为做对比与证据采集，同时在第二智能主机10控制喇叭功放以及喇叭模块对相关信息进行播报；

S4、进入考试，此过程中第一智能主机9实时识别考生的肢体信息并通过串口实时传输给第二智能主机10，随后第二智能主机10会根据各个项目的特征不同来自动检测考生的开始动作以及准备动作，用于对考生在进行考试开始时的定时检测，以此来确定考试过程中的考试计时的过程，以此来通过各个项目中考生的肢体动作的不同来进行计数第二智能主机10在考生开始考试后，识别考生的行为，来判断是否作弊；

S5、考试结束，将考生的考试过程日志进行记录并上传考生成绩及考试过程记录服务集群18，通过校验本次考试成绩及考场监控过程来核验考生是否作弊，并展示给考生成绩是否合格，具体考试成绩如何，是否存在作弊情况等，考生确认后完成考试，如存在异议，老师可通过复查硬盘录像机15内考试过程进行录像储存的影像以及录音信息进行核验，以此用于修正考生的成绩，并记录下来，整个考试过程会形成考试视频及文件记录，以备后续查验。

实施例1

如图7-9所示：引体向上：起始自动判断：根据右手腕和左手腕双手抓杠位置是否达到一定的高度，判断为上杠状态，杠高可根据安装时进行配置；

Z1

腿部是否弯曲：根据检测到的上杠过程中的左脚踝右脚踝和左髋关节右髋关节之间的垂直间距变化来判断,其弯曲程度不能小于之前过程中的最大距离的一定系数Z,Z<1；

某一个时刻t腿部是否弯曲的判定为,上杠时刻的距离为H0不认为是腿弯曲：

t时刻的高度：

Ht＝|Y(49)–Y(47)|

Ht

右侧同理；

下巴是否过杠：根据右手腕、左手腕和左肩关节、右肩关节的垂直间距判断是否下巴是否过杠；

Y(24)–Y(26)

两手距离是否间距过近：根据右手腕、左手腕的水平间距关系判断是否两手过近；

X(26)–X(5)

两手是否正反握：根据右手拇指第一关节、右手拇指第二关节和右手小指第一关节、右手小指第一关节的左右关系来判断右手的正反握关系；同理，左手的正反握关系也同样得出。

X(2)–X(8)>Z1且X(3)-X(7)>Z2,左侧同理；

是否下到一定程度：根据左肩关节、左肘关节及左腕关节的相对关系来判断左侧是否下到一定程度，右侧同理。

Y(25)–Y(24)

结束判断：根据左腕关节、右手腕的垂直位置及杠的位置关系判断是否离开；

Y(26)

整体过程，是判断开始后，下巴过杠即完成1个，下到一定程度开始另一个的计算进行计数，当双手离开单杠则结束考试，并记录成绩。

(X(n):n点在图像中的水平距离左侧的距离；Y(n)：n点在图像中垂直距离顶部的距离，Z：根据实际情况调整的固定阈值。多个阈值时使用Zn表示)

实施例2

如图10-12，本实施例与实施例1不同之处在于：

仰卧起坐：躺平或开始检测：根据左髋关节、及左肩关节的相对高度和水平位置来判断左侧是否躺平，右侧同理。

Z1

腿部弯曲检测：根据左脚踝关节左膝关节及左髋关节的夹角关系判断是否左腿弯曲，右腿同理；

Z1<∠(47,48,49)

双手抱头检测：根据手关节及头部的相对关系判断是否双手抱头；

双手不抱头的情况分为：左手不抱头、右手不抱头、双手不抱头三种情况，根据手腕、手肘、肩膀形成的夹角判断躺下和起来过程中的不抱头情况；

Z1<∠(24,25,26)或者∠(24,25,26)

仰卧起坐一组结束判断：根据左肘关节、右肘关节及左膝关节48、右膝关节55的相对位置关系判断是否做完一组动作；

X(25)–X(48)

仰卧起坐考试结束判断：根据躺好时0时刻左膝关节、右膝关节的位置记录X0(48)，Y0(48)及X0(55)，Y0(55)，当前时刻t的左膝关节、右膝关节的位置关系判断是否结束考试；

|Xt(48)–X0(48)|

整个过程，开始后，根据躺平进行开始，根据每组的开始结束判断进行数数，根据考试结束的判断标准结束考试。根据各种作弊的动作检测判断是否作弊。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。