本發明涉及訓練考核教學用具，尤其涉及一種訓練考核教學用仿真嬰兒機器人及考核評估系統。

背景技術：

1、隨著生活質量的提高，更多的人開始重視嬰兒的照護問題，嬰兒不具備語言和肢體表達技巧，且因其身體嬌弱，需要照護者投入更多的耐心、以更細膩的操作去照護；

2、從事嬰兒照護的相關護理人員一般需要專業的培訓，在培訓后需要進行考核評估，?護理人員的績效考核工作是每個醫院管理工作的重中之重，合理的績效考核系統能夠提升護理人員的積極性、主動性和創造性。因此對醫院護理人員進行科學合理的，定性與定量考核與評估非常必要，但是現有的相關考核體系一般根據管理者依據自身經驗等，由直接領導進行考核評價，故存在考核分枝多而復雜，考評費時費力，對被考核人員評價考慮因素單一，主觀性大等問題，直接無法對護理人員的工作做出全面、及時、公正的考核評價；

3、針對上述的技術缺陷，現提出解決方案。

技術實現思路

1、本發明的目的在于：通過待分析圖像與標準動作圖像進行特征對比，生成動作核準評估結果，根據差異值對動作核準評估結果進行分級，得到考核結果并通過語音提示器通知考核結果，確?？己私Y果客觀公正。

2、為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種訓練考核教學用仿真嬰兒機器人，包括機器人本體和姿態監測機構，所述機器人本體包括頭部、頸部、軀干、四肢，所述頭部固設有攝像頭和語音提示器，所述軀干和四肢的外側表面均勻分布有若干個定位槽，所述姿態監測機構活動連接于定位槽的內壁處，所述軀干的外側表面固設有觸摸屏；

3、所述機器人本體的身長、重量、人體比例參照真實嬰兒的相關數據；

4、所述姿態監測機構包括定位座和傳感器組，所述定位座的外側表面固設有插接鐵塊，所述定位座的外側表面開設有元件槽，所述元件槽的外側表面固設有吸附環圈，所述傳感器組固設于元件槽的內壁處，所述傳感器組包括高度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、傾角傳感器和壓力傳感器。

5、進一步的，所述定位槽的內部處設置有對應于磁吸塊的延伸槽，所述延伸槽的內壁處固設有與插接鐵塊相互適配的磁吸塊。

6、本發明還提供一種訓練考核教學用仿真嬰兒機器人的考核評估系統，包括數據存儲單元、數據獲取單元、圖像分析單元和綜合評估單元；

7、數據存儲單元包括考核細則存儲模塊和評估標準存儲模塊，所述考核細則存儲模塊用于存儲可考核的護理項目以及護理項目對應的考核前操作細則，所述評估標準存儲模塊用于存儲可考核的護理項目對應的考核操作標準。

8、數據獲取單元用于通過設置在機器人本體各處的姿態監測機構獲取考核過程中的機器人姿態數據，并自評估標準存儲模塊中查找預設的行為分析判斷節點，通過行為分析判斷節點判斷考核過程中的可評估姿態數據，以生成圖像獲取信號發送至圖像分析單元，同時計算機器人姿態數據與考核操作標準之間的差異值以輸出至綜合評估單元；

9、圖像分析單元包括圖像獲取模塊和圖像分析模塊，所述圖像獲取模塊用于通過攝像頭記錄考核過程中護理人員的操作視頻，接收到圖像獲取信號后自操作視頻中截取多組連續的視頻截圖作為待分析圖像發送至圖像分析單元；

10、所述圖像分析模塊用于獲取待分析圖像并處理，對待分析圖像進行特征提取，自評估標準存儲模塊中獲取考核操作標準，所述考核操作標準還包括標準動作圖像，將待分析圖像與標準動作圖像進行特征對比，生成動作核準評估結果發送至綜合評估單元；

11、綜合評估單元用于獲取動作核準評估結果以及差異值，根據差異值對動作核準評估結果進行分級，得到考核結果并通過語音提示器通知考核結果。

12、進一步的，還包括考核需求獲取單元，考核需求獲取單元用于通過觸摸屏獲取考核需求，所述考核需求包括待考核的護理項目和考核時間，并根據待考核的護理項目自數據存儲單元中查找護理項目對應的考核前操作細則，并通過觸摸屏進行顯示以指導護理人員進行考核前準備。

13、進一步的，生成圖像獲取信號的具體過程如下：

14、s101、通過設置在機器人本體各處的姿態監測機構獲取考核過程中的機器人姿態數據，所述機器人姿態數據包括高度數據hi、位移數據xi、加速度數據ai、傾角數據θi和壓力數據fi；

15、s102、獲取考核需求進而得到考核時間，所述考核時間包括考核開始時刻和考核結束時刻，根據考核時間建立時間軸，自評估標準存儲模塊中查找預設的行為分析判斷節點，根據分析判斷節點在考核周期中的分布情況在時間軸上劃定若干個連續的監測時間點；

16、s103、將監測時間點的機器人姿態數據逐一標記在時間軸上，根據行為分析判斷節點處對應的考核操作標準，即標準高度范圍（hmin,hmax）、標準位移范圍（xmin,xmax）、標準加速度范圍（amin，amax）、標準傾角范圍（θmin,θmax）和標準壓力范圍（fmin，fmax）；

17、s104、若行為分析判斷節點處的機器人姿態數據均符合考核操作標準，則生成圖像獲取信號。

18、進一步的，計算機器人姿態數據與考核操作標準之間的差異值的具體過程如下：

19、根據以下公式計算差異值uk：

20、，其中e1、e2、e3、e4和e5為預設的比例系數，為去量綱系數，差異值用于反映機器人姿態數據與考核操作標準之間的差距。

21、進一步的，生成動作核準評估結果的具體過程如下：

22、s201、獲取待分析圖像，所述待分析圖像以接收到圖像獲取信號時為起始點t0，以t0+t為圖像獲取周期截取多個視頻截圖，并建立時序圖像集合；

23、s202、對時序圖像集合內的每一待分析圖像進行輪廓提取，建立動作關節分布標識；

24、s203、自評估標準存儲模塊中獲取考核操作標準，所述標準動作圖像上分布有識別標識點，建立待分析圖像與標準動作圖像之間的圖像映射，并將動作關節分布標識根據映射標注至標準動作圖像；

25、s204、對標準動作圖像進行輪廓提取后，獲取識別標識點與動作關節分布標識之間的距離，對距離進行疊加計算得到距離偏差總值si；

26、s205、獲取預設的偏差判斷區間（smin，smax），若距離偏差總值si小于或者等于smin，則動作核準評估結果為績優；

27、若距離偏差總值si小于smax且大于smin，則動作核準評估結果為良好；

28、若距離偏差總值si大于或者等于smin，則動作核準評估結果為不合格。

29、進一步的，得到考核結果的具體過程如下：

30、獲取動作核準評估結果以及對應的差異值uk：

31、獲取預設的差異判斷區間（umin，umax），若uk小于或者等于umin，其動作核準評估結果中：

32、績優進一步評估為優+；

33、良好進一步評估為良+；

34、不合格進一步評估為良-；

35、若uk小于umax且大于umin，其動作核準評估結果中：

36、績優進一步評估為優中；

37、良好進一步評估為良中；

38、不合格仍為不合格；

39、若uk大于或者等于umax，其動作核準評估結果中：

40、績優進一步評估為優-；

41、良好進一步評估為良-；

42、不合格仍為不合格。

43、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

44、該訓練考核教學用仿真嬰兒機器人及考核評估系統，通過設置在機器人本體各處的姿態監測機構獲取考核過程中的機器人姿態數據，并通過行為分析判斷節點判斷考核過程中的可評估姿態數據，以生成圖像獲取信號，接收到圖像獲取信號后自操作視頻中截取多組連續的視頻截圖作為待分析圖像，將待分析圖像與標準動作圖像進行特征對比，生成動作核準評估結果，根據差異值對動作核準評估結果進行分級，得到考核結果并通過語音提示器通知考核結果，確保考核結果客觀公正。