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基于Gait-AVG的设施火龙果园喷施作业人员重识别方法
1
作者 蒲六如 赵永杰 +1 位作者 杨广元 宋怀波 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期438-446,共9页
作业人员是设施农业智能化监管的核心。本研究以农药喷施作业为例,针对复杂环境下设施温室作业人员监测困难的问题,以设施火龙果园内使用背负式喷雾器进行喷施作业的人员为研究对象,提出了基于Gait-AVG的设施火龙果园喷施作业人员重识别... 作业人员是设施农业智能化监管的核心。本研究以农药喷施作业为例,针对复杂环境下设施温室作业人员监测困难的问题,以设施火龙果园内使用背负式喷雾器进行喷施作业的人员为研究对象,提出了基于Gait-AVG的设施火龙果园喷施作业人员重识别(Re-identification,ReID)方法。模型以ResNet作为主干,通过时序池化层和水平池化金字塔后获得多类特征;引入了均值池化特征融合方法,以增强复杂场景下喷施作业人员的ReID结果,利用多尺度信息减少计算成本;融合使用Triplet Loss和Cross Entropy Loss损失函数进行模型训练,以提升喷施作业人员ReID模型性能和泛化能力。为验证所提出方法的有效性,在自建设施环境喷施作业数据集的基础上,实现了兼具保持样本特征一致性及有效实现作业分类的喷施作业人员ReID任务。所提出的算法在CASIA-B数据集上的测试结果表明,算法在正常行走、背包行走和换衣行走任务上取得的平均Rank-1准确率分别为96.55%、92.19%和79.47%。在设施环境喷施作业数据集上进行验证得到喷施作业人员ReID准确率为91.49%,在不同遮挡、拍摄角度和不同光照情况下的平均准确率分别为78.06%、97.50%和96.00%。结果表明,该方法能够用于识别和跟踪设施环境中的喷施作业人员并有效进行人员ReID任务,研究结果可有效提升设施火龙果园生产效率并为火龙果园智能化监测提供技术参考。 展开更多
关键词 设施火龙果园 智能监管 步态识别 重识别 机器视觉 gait-AVG
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基于GaitPart的跨视角步态识别方法
2
作者 刘健虎 刘星 +3 位作者 谷淼 王浚瞩 张海龙 邓红霞 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第3期524-532,共9页
【目的】针对步态识别中相机视角或行人遮挡等协变量因素导致的识别准确率急剧下降的问题,提出一种改进的特征增强GaitPart跨视角步态识别方法IFE-GaitPart(An Improved Feature Enhancement GaitPart)。【方法】该方法将网络模型改进... 【目的】针对步态识别中相机视角或行人遮挡等协变量因素导致的识别准确率急剧下降的问题,提出一种改进的特征增强GaitPart跨视角步态识别方法IFE-GaitPart(An Improved Feature Enhancement GaitPart)。【方法】该方法将网络模型改进为包含空间特征提取分支和显著时间建模分支的双路并行形式,首先使用卷积网络从原始输入序列中提取浅层特征作为双路径网络的输入,然后在空间特征提取上提出一种非均匀卷积的方式来提取步态的细粒度信息,并融合全局特征来提高空间特征的信息容量,同时在显著时间建模分支上,提出一种自适应的多尺度时间特征提取模块,在时间维度上获得步态的短期依赖和全局时间线索,拼接后得到完整的时间信息。最后,在通道维度上拼接时空特征,采用全连接层输出步态特征。【结果】实验结果表明,在CASIAB数据集上,在正常行走、携带行李和穿着外衣的情况下,分别实现了97.6%、94.5%和81.1%的Rank-1精度,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 步态识别 特征融合 跨视角 行人遮挡 多尺度
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面向铁路客运的GaitSet步态识别算法探索性研究
3
作者 李贝贝 阎志远 +2 位作者 戴琳琳 刘相坤 车儒平 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第7期150-158,共9页
目前,人脸识别技术在铁路客运车站进出站核验环节与铁路12306 APP中均得到充分应用,尤其基于人像检索的无接触出站的试点应用,显著提升了旅客出站的便利性,但旅客戴面部遮挡物出行的情况较为普遍,基于人脸识别技术的铁路车站应用受到挑... 目前,人脸识别技术在铁路客运车站进出站核验环节与铁路12306 APP中均得到充分应用,尤其基于人像检索的无接触出站的试点应用,显著提升了旅客出站的便利性,但旅客戴面部遮挡物出行的情况较为普遍,基于人脸识别技术的铁路车站应用受到挑战。针对基准的GaitSet步态识别算法进行改进,通过多尺度特征融合丰富步态的细节信息和语义信息的鉴别力,通过注意力机制挖掘并聚焦步态特征的关键信息,增强不同步态特征间的差异。改进的GaitSet步态识别算法,分别对开源步态数据集和自搜集的铁路场景数据进行模型训练,通过消融试验证明改进方法的有效性,其中基于铁路客运车站的试点应用,使得无接触出站能力提升2.31%,为铁路客运无接触出站研究提供参考。 展开更多
关键词 gaitSet 步态识别 铁路 无接触出站 多尺度特征 注意力机制
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基于优化GaitSet的步态识别算法研究
4
作者 李建芳 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第14期256-263,共8页
步态识别作为一种新兴的生物特征识别技术,在预防犯罪、法医鉴定和社会保障等领域具有广阔的应用前景。基于序列的方法虽然可以保留更多的步态时空信息,但存在计算代价高昂和灵活性不足的问题。为了克服这些方法的局限性,提出了一种优化... 步态识别作为一种新兴的生物特征识别技术,在预防犯罪、法医鉴定和社会保障等领域具有广阔的应用前景。基于序列的方法虽然可以保留更多的步态时空信息,但存在计算代价高昂和灵活性不足的问题。为了克服这些方法的局限性,提出了一种优化的GaitSet步态识别算法,设计了精细化模块,并对原网络的结构进行优化。在卷积层后增加比标准化操作,加速网络收敛速度;引入了SA注意力机制,提高了模型的性能和泛化能力。采用联合损失进行训练,通过Softmax损失函数弥补三元组损失函数可能导致模型训练的收敛慢、易过拟合等缺点。CASIA-B数据集实验表明,所提方法能够将步态数据转换为能量图并提取得到更多特征信息,各角度识别准确率均有较高的识别精度。 展开更多
关键词 步态识别 卷积神经网络 深度学习 gaitSet 损失函数
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融合轮廓增强和注意力机制的改进GaitSet步态识别方法 被引量：4
5
作者 陈万志 唐浩博 王天元 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期203-210,共8页
针对传统基于轮廓的步态识别方法受限于输入特征及模型特征提取的能力,从而导致识别准确率不高的问题,提出一种融合轮廓增强和注意力机制的改进GaitSet步态识别方法。首先通过预处理获取行人的轮廓图,求得其均值,合成步态GEI能量图,将... 针对传统基于轮廓的步态识别方法受限于输入特征及模型特征提取的能力,从而导致识别准确率不高的问题,提出一种融合轮廓增强和注意力机制的改进GaitSet步态识别方法。首先通过预处理获取行人的轮廓图,求得其均值,合成步态GEI能量图,将其作为神经网络模型的输入特征,增强了人体外观的表示。其次在提取特征的过程中引入注意力机制,增强模型的特征提取能力,从而提高步态识别的精度。最后在CASIA-B和OU-MVLP数据集上进行实验,所提方法的平均Rank-1准确率分别为87.7%和88.1%。特别是在最复杂的穿大衣行走条件下,相较于GaitSetv2算法,准确率提升了6.7%,表明所提出方法具有更强的准确性。此外,所提方法几乎没有增加额外的参数量、计算复杂度和推理时间,说明其各模块的快速性。 展开更多
关键词 步态识别 交叉视角 深度学习 轮廓增强 注意力机制
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髋关节外骨骼导纳参数对偏瘫步态康复的影响 被引量：1
6
作者 杨巍 方炯杰 +3 位作者 颜泽皓 桂梁鸿 杨灿军 胡东明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期640-650,共11页
步态不对称是大多数偏瘫患者的一个重要临床特征,研究表明偏瘫患者穿戴单侧外骨骼可以有效改善步态对称性.导纳控制是一种经典的柔顺控制方法,而现有研究中关于将导纳控制应用于下肢康复外骨骼,未证明选择合适的导纳刚度对偏瘫患者个体... 步态不对称是大多数偏瘫患者的一个重要临床特征,研究表明偏瘫患者穿戴单侧外骨骼可以有效改善步态对称性.导纳控制是一种经典的柔顺控制方法,而现有研究中关于将导纳控制应用于下肢康复外骨骼,未证明选择合适的导纳刚度对偏瘫患者个体的步态对称性恢复是有帮助的.为满足偏瘫患者步态恢复和人机交互柔顺性的需求,本研究设计开发了单侧髋关节外骨骼及导纳控制系统,并通过动力学建模和控制系统仿真得到导纳参数对外骨骼柔顺程度的影响规律.通过对比真实患者和模拟偏瘫患者的步态特征,本研究验证了在小腿绑缚体重10%重物的人工阻碍的有效性.本研究以8名健康人为实验对象,在实时运动分析与训练交互实验室平台上进行了正常行走实验、穿戴人工阻碍的模拟偏瘫患者行走实验、穿戴人工阻碍和外骨骼助力的10组不同导纳刚度步态恢复实验以及一致性验证实验.实验结果表明:单侧外骨骼导纳控制对步态对称性的改善有显著性效果(p<0.01),并且髋关节外骨骼导纳控制的刚度参数选择因个体差异而异,证明需要针对个体差异特性进行定制化刚度系数设计.本研究初步证明了通过调整刚度参数可以为存在个体差异的下肢步行功能障碍者提供步态辅助以改善其步态对称性,为后续进行在线导纳参数优化和实现个性化步态辅助研究奠定了基础. 展开更多
关键词 脑卒中 偏瘫 步态康复 下肢外骨骼 导纳控制
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基于通道注意力机制增强DGNN的外骨骼机器人步态相位预测 被引量：1
7
作者 颜建军 许赢家 +2 位作者 林越 金理 江金林 《华东理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期110-118,共9页
利用一种基于通道注意力机制增强的有向图神经网络(Channel Attention Enhanced Directed Graph Neural Network,CA-DGNN)的外骨骼机器人步态相位预测方法,提高了步态相位预测的准确性和可靠性。首先,研制了人体下肢姿态信息采集装置,... 利用一种基于通道注意力机制增强的有向图神经网络(Channel Attention Enhanced Directed Graph Neural Network,CA-DGNN)的外骨骼机器人步态相位预测方法,提高了步态相位预测的准确性和可靠性。首先,研制了人体下肢姿态信息采集装置,采集人体下肢的行走步态数据并构建人体下肢的骨架模型;之后,建立了基于CA-DGNN步态相位的预测模型,提取人体步态相位的运动特征,并基于当前时刻数据预测未来时刻的步态相位;最后,探讨了滑动窗口大小对算法性能的影响。本文提高了外骨骼机器人步态相位预测的准确性和鲁棒性,为此方向研究提供了一种新的思路和方法。 展开更多
关键词 步态相位预测 惯性传感器 骨架 时空图卷积网络 通道注意力机制
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面向外骨骼行走机器人的步态稳定性控制研究
8
作者 张凯 王云飞 +1 位作者 胡宽辉 梁明亮 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期320-325,331,共7页
针对多自由度全驱动下肢外骨骼行走机器人,基于行走外骨骼的质心(COM)和零力矩点(ZMP)之间的距离,提出了一种新的障碍势能函数来设计控制策略,将人体-机器人操作空间重新定义为人体自由区域和机器人受限区域,用于控制外骨骼遵循适当的... 针对多自由度全驱动下肢外骨骼行走机器人,基于行走外骨骼的质心(COM)和零力矩点(ZMP)之间的距离,提出了一种新的障碍势能函数来设计控制策略,将人体-机器人操作空间重新定义为人体自由区域和机器人受限区域,用于控制外骨骼遵循适当的人体工程学轨迹。为消除未知参数的影响,引入自适应控制方法,实现了人体和机器人区域之间的平滑运动过渡。最后,通过对下肢外骨骼行走机器人进行了平地步行和越障实验,结果表明所提出的控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 外骨骼机器人 步态控制 越障 控制策略
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考虑具身认知的外骨骼康复训练步态匹配方法
9
作者 高一聪 王悦瑾 +2 位作者 陈意磊 郑浩 谭建荣 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第8期1557-1564,1582,共9页
针对康复训练步态的个性化适配问题,提出考虑具身认知的下肢外骨骼康复训练步态匹配方法.将身体体验和感官感受作为反馈引入下肢外骨骼步态评价中,构建考虑具身认知的康复训练步态适配评价指标.利用基于Z-number的模糊语言术语进行康复... 针对康复训练步态的个性化适配问题,提出考虑具身认知的下肢外骨骼康复训练步态匹配方法.将身体体验和感官感受作为反馈引入下肢外骨骼步态评价中,构建考虑具身认知的康复训练步态适配评价指标.利用基于Z-number的模糊语言术语进行康复训练步态的模糊语言评价,通过模糊不确定性下的证据推理方法融合康复训练步态评价置信度,克服了传统方法无法处理非相互独立的康复训练步态评价自然语言术语的局限性,在康复训练过程中快速迭代匹配合适的康复训练步态.通过实验,验证本文所提方法的正确性. 展开更多
关键词 下肢外骨骼 具身认知 康复训练步态 Z-number
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关节过度活动对于学龄期儿童步行功能的影响
10
作者 俞艳 姜淑云 +2 位作者 李一瀛 鲁潇莹 李阳 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期323-328,共6页
目的研究学龄期关节过度活动(generalised joint hypermobility,GJH)儿童的步态特征。方法应用三维运动捕捉系统及三维测力台采集56例GJH儿童及56例健康儿童步行时下肢关节的运动学和动力学数据,比较分析两组差异性。结果运动学参数:GJ... 目的研究学龄期关节过度活动(generalised joint hypermobility,GJH)儿童的步态特征。方法应用三维运动捕捉系统及三维测力台采集56例GJH儿童及56例健康儿童步行时下肢关节的运动学和动力学数据,比较分析两组差异性。结果运动学参数:GJH儿童组的支撑相足内翻角度均值(P=0.000)、最大髋内收角度(P=0.002)及最大足廓清角度(P=0.004)减小,支撑相足偏角均值(P=0.000)、最大足内旋角度(P=0.000)及支撑相中期膝关节屈曲角度(P=0.032)增加。动力学参数:GJH儿童组的膝关节(P=0.005)、髋关节(P=0.000)的最大功率及支撑相踝关节最大内翻力矩(P=0.009)减小。时空参数:GJH儿童组步长(P=0.001)、步速(P=0.000)及步频(P=0.000)减小,支撑相百分比(P=0.000)及步宽(P=0.000)增加。结论GJH儿童的步行效率及平衡稳定性下降,踝关节存在力线排列异常问题,膝关节功能需要长期关注。 展开更多
关键词 关节过度活动 韧带松弛 步态 学龄期儿童
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一种基于双平面高速摄影的膝关节三维运动测量技术
11
作者 王建平 张俊 +5 位作者 王彦清 李强 王金武 赵冬冬 曾西 胡海 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期412-420,共9页
目的 测量健康志愿者和全膝关节置换(total knee arthroplasty, TKA)术后患者的膝关节三维运动。方法 建立膝关节胫股骨的坐标系,并据此在骨标志处粘贴标记点,随后采用双平面高速摄影测量方法进行人体膝关节三维运动测量,并依据坐标变... 目的 测量健康志愿者和全膝关节置换(total knee arthroplasty, TKA)术后患者的膝关节三维运动。方法 建立膝关节胫股骨的坐标系,并据此在骨标志处粘贴标记点,随后采用双平面高速摄影测量方法进行人体膝关节三维运动测量,并依据坐标变换进行数据处理。结果 对比内收外展、内外旋转、内外平移和近远端移动的峰值,人工膝关节大于健康膝关节(P<0.05),但在后移上两者之间的差异没有统计学意义(P=0.05)。结论 通过测量健康志愿者与TKA患者的膝关节运动,揭示了两者在膝关节运动上的差异,说明了双平面高速摄影技术在膝关节运动学测量的有效性。 展开更多
关键词 高速摄影 膝关节 全膝置换术 步态 三维运动
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基于关键点和步行特征的猪只跛行检测方法
12
作者 杨秋妹 黄森鹏 +3 位作者 肖德琴 惠向阳 黄一桂 李文刚 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期466-474,共9页
猪只跛行问题为猪场的生产和管理带来了挑战,因此准确检测猪只跛行情况至关重要。目前猪场主要依赖人工观察和记录,效率低耗时长,且可能存在主观误差。鉴于此,提出一种基于关键点和步行特征的猪只跛行检测方法。首先,定义并确定了猪只... 猪只跛行问题为猪场的生产和管理带来了挑战,因此准确检测猪只跛行情况至关重要。目前猪场主要依赖人工观察和记录,效率低耗时长,且可能存在主观误差。鉴于此,提出一种基于关键点和步行特征的猪只跛行检测方法。首先,定义并确定了猪只的关键点信息,关键点包括猪只的腿、膝盖、背部等重要部位。基于关键点,采用改进YOLO v8n-pose模型进行检测。该模型在YOLO v8n-pose的基础上,在颈部引入BiFPN双向特征金字塔网络进行多尺度特征融合,同时在骨干网络中引入RepGhost网络,以降低特征提取网络的参数量和浮点运算量。然后利用检测出的关键点坐标计算猪只的步长、膝盖弯曲程度和背部曲率等步行特征,并将这些特征输入到K最近邻算法进行跛行与非跛行的分类。实验结果表明,改进YOLO v8n-pose模型平均精度均值(mAP)达到92.4%,比原始YOLO v8n-pose模型提高4.2个百分点。与其他关键点检测模型(HRNet-w32、Lite-HRNet、ResNet50、ViPNAS和Hourglass)相比,mAP分别提高10.2、11.6、14.2、11.8、12.5个百分点。K近邻算法在猪只跛行测试集上的检测精度为81.7%,比BP算法、Decision Tree算法和SVM算法分别提高1.5、11.3、6.5个百分点。以上结果表明,本文提出的猪只跛行检测方法可行,能够为猪场检测提供技术支持。 展开更多
关键词 猪只 跛行 关键点检测 YOLO v8n-pose 步行特征
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基于深度融合3D与2D卷积网络的步态识别方法
13
作者 王晓路 李晓婷 谭永辉 《现代电子技术》 北大核心 2025年第9期109-115,共7页
为了提取更加丰富的步态特征信息,提出一种融合3D和2D卷积神经网络的步态识别方法。利用3D卷积在时空域提取视频数据中的动态特征,2D卷积在帧级空间域提取静态数据。设计有特殊结构的并行卷积层实现对局部细粒度与整体全局特征的同步提... 为了提取更加丰富的步态特征信息,提出一种融合3D和2D卷积神经网络的步态识别方法。利用3D卷积在时空域提取视频数据中的动态特征,2D卷积在帧级空间域提取静态数据。设计有特殊结构的并行卷积层实现对局部细粒度与整体全局特征的同步提取;引入残差密集模块缓解深层网络在传播过程中产生的梯度消失问题;同时,在帧级特征提取中引入CBAM注意力机制,进一步增强模型对关键信息的感知能力;最后,设计特征映射模块解决序列长度变化问题以及自适应的整合空间信息。实验结果表明,在CASIA-B数据集上的3组不同行走条件下,所提方法的平均步态识别率为92.3%,均高于GaitPart等方法,表明所提方法是可行有效的。 展开更多
关键词 步态识别 卷积神经网络 注意力机制 特征融合 步态轮廓图像 深度学习
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台阶环境下被动行走机器人步态的阵发性与激变现象
14
作者 高建设 高亦阳 +2 位作者 赵佳毅 梁杰 饶晓波 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期320-327,共8页
被动行走是双足机器人类实现低能耗拟人步态的重要途径,但目前研究多集中于斜面环境而很少涉及常见的台阶环境,仅考虑斜面一种行走环境制约了被动行走理论研究成果的适用性。本文以一种圆弧足被动行走机器人为研究对象,建立了机器人在... 被动行走是双足机器人类实现低能耗拟人步态的重要途径,但目前研究多集中于斜面环境而很少涉及常见的台阶环境,仅考虑斜面一种行走环境制约了被动行走理论研究成果的适用性。本文以一种圆弧足被动行走机器人为研究对象,建立了机器人在台阶环境下的动力学模型,采用分岔图和李雅普诺夫指数等数值工具,分析了机器人的步态动力学行为,发现了混沌行走模式中的周期窗口。研究表明:周期窗口内存在步态通向混沌的阵发性(I型)路径和(内部)激变路径,均会导致步态的混乱程度发生剧烈变化。其中,I型阵发由鞍结分岔所引起,内部激变由不稳定周期轨道与“弱”混沌吸引子的碰撞所产生。研究结果拓展了被动行走理论的适用范围,有助于理解被动行走机器人的混沌步态。 展开更多
关键词 被动行走 双足机器人 步态动力学 分岔 混沌 李雅普诺夫指数 阵发性 激变
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结合相似度预测和阈值自动求解的开集条件下毫米波雷达点云步态识别方法
15
作者 杜兰 李逸明 +3 位作者 薛世鲲 石钰 陈健 李真芳 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第6期1850-1863,共14页
现有的雷达步态识别方法多局限于闭集设置,即假设测试阶段的所有身份类别均已包含在模板库中,不适用于库内已知身份类别和库外未知新身份类别共存的真实开放识别环境。针对非完备身份类别模板库条件下的步态识别问题,该文提出一种结合... 现有的雷达步态识别方法多局限于闭集设置,即假设测试阶段的所有身份类别均已包含在模板库中,不适用于库内已知身份类别和库外未知新身份类别共存的真实开放识别环境。针对非完备身份类别模板库条件下的步态识别问题,该文提出一种结合相似度预测和阈值自动求解的开集条件下毫米波雷达点云步态识别方法。在点云特征提取的基础上,结合对潜在未知类相似度得分分布的先验认知,设计了一种伪开放环境训练策略来学习相似度预测网络,提升相似度得分空间中已知类别与未知类别的鉴别性;最后,阈值自动求解模块通过极值理论对相似度得分的极值分布进行概率拟合,并通过最小虚警与漏检准则实现未知类拒判阈值的准确求解。基于实测毫米波雷达点云数据的实验结果表明了所提方法在开集条件下具有良好的识别稳健性。 展开更多
关键词 毫米波雷达 步态识别 开集识别 相似度预测 极值理论
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一种摇臂式悬挂无人车辆的极限越障高度计算方法
16
作者 尹旭峰 阚沁茹 +1 位作者 张兴 李雪原 《机械设计》 北大核心 2025年第5期22-28,共7页
摇臂式悬挂无人车辆在非结构化道路上行驶具有高机动性、高通过性和高稳定性的特点。文中以某型6×6摇臂式悬挂无人车辆为研究对象,根据车辆的结构尺寸、摇臂旋转角度和障碍物高度之间的几何约束关系,推导出车辆通过步态变化可以跨... 摇臂式悬挂无人车辆在非结构化道路上行驶具有高机动性、高通过性和高稳定性的特点。文中以某型6×6摇臂式悬挂无人车辆为研究对象,根据车辆的结构尺寸、摇臂旋转角度和障碍物高度之间的几何约束关系,推导出车辆通过步态变化可以跨越的理论极限高度。通过CoppeliaSim/Simulink联合仿真和实车试验,验证了该计算方法的正确性,为其进一步结构优化与控制算法设计奠定了基础。 展开更多
关键词 摇臂式悬挂 无人车辆 极限越障高度 步态变化
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基于足压与姿态信息融合的步态相位识别方法
17
作者 颜兵兵 宋佳宝 +2 位作者 单琳娜 王璐 陈光 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第5期177-184,共8页
针对医疗康复和人机交互领域中下肢外骨骼机器人对人体步态识别的需求,提出了一种基于足压与姿态信息融合的步态相位识别方法。以足底压力分布和足部运动姿态为研究对象,构建出一套可穿戴式足部运动数据采集系统,并收集了平地行走、坡... 针对医疗康复和人机交互领域中下肢外骨骼机器人对人体步态识别的需求,提出了一种基于足压与姿态信息融合的步态相位识别方法。以足底压力分布和足部运动姿态为研究对象,构建出一套可穿戴式足部运动数据采集系统,并收集了平地行走、坡路行走和上楼梯3种步态信息。采用卷积神经网络分类算法对上述3种步态进行相位识别,平地行走、坡路行走和上楼梯3种步态相位识别率分别达到97.0%、97.4%、97.6%。通过与支持向量机和反向传播神经网络的步态相位识别效果进行对比,验证了基于卷积神经网络的步态相位识别方法的精确性,为下肢外骨骼机器人在智能化人机协作中的应用提供了重要支持。 展开更多
关键词 步态相位识别 足底压力 足部姿态 卷积神经网络 信息融合
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四足机器人后退步态稳定性分析与规划
18
作者 简艳英 鲍治国 《现代制造工程》 北大核心 2025年第5期53-63,共11页
面向四足机器人稳定行走的需求,开展了四足机器人后退步态稳定性分析与规划研究。首先,对所研究的足式机器人结构进行介绍,并采用D-H法建立了运动坐标系,初步确定了辅助动作参数。然后,利用稳定裕度指标表征四足机器人的静态和动态稳定... 面向四足机器人稳定行走的需求,开展了四足机器人后退步态稳定性分析与规划研究。首先,对所研究的足式机器人结构进行介绍,并采用D-H法建立了运动坐标系,初步确定了辅助动作参数。然后,利用稳定裕度指标表征四足机器人的静态和动态稳定性,并根据运动参数和关节驱动函数计算出重心位置随时间变化的关系。接着,在四足机器人的步态设计过程中,分析了腿部和首尾运动对四足机器人重心的影响,并通过主动作和辅助动作规划了后退步态全周期动作序列,确定了后退步态的动作参数。最后,采用虚拟样机仿真和物理样机试验验证了所提方法的可行性和有效性,为四足机器人的步态分析提供了理论方法支撑。 展开更多
关键词 四足机器人 后退步态 稳定裕度 稳定性
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手机分心条件下行人运动特性研究
19
作者 姚明 王宇航 +1 位作者 曹淑超 马露涵 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第2期364-372,共9页
为探究手机分心行为对行人运动轨迹、步态特征和步行速度的影响,本文通过设计可控实验方案,开展了正常与3种分心(阅读、发消息和看视频)状态下的步行运动实验。基于图像处理技术获得高精度行人运动轨迹,量化分析不同的分心行为对运动轨... 为探究手机分心行为对行人运动轨迹、步态特征和步行速度的影响,本文通过设计可控实验方案,开展了正常与3种分心(阅读、发消息和看视频)状态下的步行运动实验。基于图像处理技术获得高精度行人运动轨迹,量化分析不同的分心行为对运动轨迹、步长、步宽、步进时间和步行速度的影响。结果表明:分心行为使运动轨迹更加无序,其中视频组的偏移距离最大,较正常组增加33.98%。分心行为使行人加速能力变差,行人的步行速度降低,视频组的加速度下降26.78%,弛豫时间增加了44.88%,步行速度下降幅度达28.24%。从步态特征来看,整体步长随着分心程度的加重而缩短,步宽和步进时间则呈现相反趋势。其中消息组步长最短,步宽最大,步进时间最长。通过线性拟合步行速度与步态参数之间的关系发现,步长随步行速度的增大而增加,步宽和步进时间与速度成反比。 展开更多
关键词 城市交通 行人安全 分心行为 运动轨迹 步态特征
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基于改进FSM步态检测的PDR定位算法
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作者 王中元 王少威 +2 位作者 杨振宇 丁旭东 徐丽晶 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期133-139,共7页
为提高行人航迹推算(PDR)的定位精度,提出一种基于改进有限状态机(FSM)步态检测的PDR定位算法。通过引入基于K近邻的手机姿态识别算法,实现FSM步态检测算法中各项判断阈值的自适应调整,从而提高步态检测的精度和普适性,并针对不同手机... 为提高行人航迹推算(PDR)的定位精度,提出一种基于改进有限状态机(FSM)步态检测的PDR定位算法。通过引入基于K近邻的手机姿态识别算法,实现FSM步态检测算法中各项判断阈值的自适应调整,从而提高步态检测的精度和普适性,并针对不同手机姿态建立相应的Weinberg步长估计模型,增强PDR定位的鲁棒性。实验结果表明,改进步态检测算法不仅可以有效适应各种运动状态,而且各种手机姿态下的检测准确率均达到95%以上;相比基于波峰检测法的PDR模型,改进的PDR模型在四种手机姿态下的距离误差分别减小了91.4%、91.1%、84.6%和33.5%;而与基于传统FSM的PDR模型相比,距离误差则分别减小了61.5%、45.9%、78.5%和3.9%,有效提高了PDR定位精度。 展开更多
关键词 行人航迹推算 有限状态机 步态检测 模式识别
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