基于方向补偿匹配算法和脚跟着地特征的鲁棒步态识别简

针对步态识别中传感器方向不一致和动作信号分割问题,提出利用方向补偿匹配算法解决传感器方向不一致问题,利用脚跟着地的观测特征计算似然度.首先,通过IMUZ传感器获得动作的加速度和旋转速度,根据加速度计算出脚跟着地(HST)特征的似然度;然后,利用IMUZ传感器的旋转矩阵进行倾斜校正,利用方向补偿信号匹配算法解决传感器方向不一致问题;最后,通过计算数据库样本与探针样本的距离获得匹配度.实验结果表明,与固定窗口方法、动态窗口方法、运动角联合方法和传感器融合方法相比,本文方法对5种步态类别的识别率更加稳定,对4种步态的识别率明显高于其他方法.     

基于方向补偿匹配算法和脚跟着地特征的鲁棒步态识别

针对步态识别中传感器方向不一致和动作信号分割问题,提出利用方向补偿匹配算法解决传感器方向不一致问题,利用脚跟着地的观测特征计算似然度.首先,通过IMUZ传感器获得动作的加速度和旋转速度,根据加速度计算出脚跟着地(HST)特征的似然度;然后,利用IMUZ传感器的旋转矩阵进行倾斜校正,利用方向补偿信号匹配算法解决传感器方向不一致问题;最后,通过计算数据库样本与探针样本的距离获得匹配度.实验结果表明,与固定窗口方法、动态窗口方法、运动角联合方法和传感器融合方法相比,本文方法对5种步态类别的识别率更加稳定,对4种步态的识别率明显高于其他方法.     

基于手机加速度与步态不对称特征的身份识别

为解决现有步态识别准确率低的问题,通过研究人体走路左右步态不对称的特点,提出了基于左右步态特征提取的精确步态识别方法.与以往步态识别方法采用摄像头、地板传感器以及高采样率的传感器相比,通过智能手机中的加速度传感器采集数据.在低采样率状态,采集50名志愿者的正常行走加速度数据,使用小波变换方法提取加速度的特征点,对所有志愿者进行左右步态特征的相似性和差异性测试,证明了将左右步态区别提取的可行性.采用动态时间规整算法特征序列进行匹配.仿真结果表明基于左右步态特征的提取方法较好地提高了身份识别的准确率,平均错误率15.2%,为步态识别提供了一个新的思路.     

步态识别技术研究进展

步态识别是一种通过人的行走方式识别人身份的技术,是生物识别领域的重要研究课题之一.首先介绍步态识别的背景和研究意义;其次介绍在步态分割、特征提取、步态识别方面的研究现状;最后分析步态识别的研究困难和未来发展趋势.     

基于概率特征的步态识别研究

针对一些步态识别算法的局限性,提出了一种基于概率特征的步态识别算法.该算法利用目标轮廓在某位置出现的概率作为特征,来表征行人的行走习惯和姿态.概率特征分为运动概率特征和静态概率特征,分别表征行人的手臂、腿部等的运动特征以及躯干、体型等的静态特征.以概率为特征可以减小噪声对识别的影响,甚至可以弱化行人在行走过程中,因偶尔的较大手臂摆幅或者较大步伐等异常动作给识别带来的消极影响.该算法在CASIA Gait Database B和SOTON数据库上分别进行了实验并与其他算法做了对比,实验结果表明,算法对室外和室内样本都有很好的识别效果.     

基于经验模态分解法和摆动脚参数的行走速度估计

行走速度估计是提高自适应跑步机功能和性能的有效手段,该文针对自适应跑步机用户行走速度估计,提出了一种基于经验模态分解法和摆动脚参数的行走速度估计方法。该方法推导并阐明了用户行走时摆动脚平均速度与用户实际行走速度之间的关系。为了解决加速度双重积分产生的信号漂移和累积误差的问题,首先基于经验模态分解方法将加速度积分后得到的摆动脚速度分解至不同频段,在去除掉漂移分量后,选择与步频相近的本征模函数对速度进行重构;然后,针对由积分累积误差引起的模态混叠现象,采用集成经验模态分解法对速度积分后得到的摆动脚位移进行分解与重构。通过划分摆动脚位移完成脚尖离地和脚跟着地的步态事件来获取摆动相的时间和脚部位移,并据此计算出摆动脚平均速度用作行走速度估计。进行了5种不同行走速度下的速度估计测试,并与传统方法进行对比,证明了论文所提方法的有效性和优越性。     

功能电刺激仪在偏瘫步态康复中的应用

我国是脑卒中的高发国,很多病人都留有后遗症,其中偏瘫步态最为典型。在文献中对偏瘫步态的康复方法很多,其中功能性电刺激由于其技术不断进步,功能不断完善,尤其是在康复治疗中效果良好,越来越受到相关领域的从业人员的重视,同时对其展开了大量的研究。本文通过对近几年电刺激在偏瘫步态康复中的应用的总结和分析,力求展现它的发展思路和最新的研究成果。为开发和使用它的从业人员提供理论依据和运用功能电刺激最有效的康复手段。     

基于傅立叶描述符优化形变轮廓插值的步态识别研究

针对现有步态识别算法在步态周期变化时不能很好地保留瞬时信息的问题,提出了一种基于傅里叶描述符优化形变轮廓插值方法。首先,对人类轮廓的周期性形变进行建模;然后,将基于傅里叶系数乘积的新度量作为闭合曲线之间的距离度量,并利用帧插值方法近似识别半周期的起始帧和结束帧;最后,利用步态距离完成最终的步态分类。在OU-ISIR和CASIA步态数据库上的识别精度可分别高达99%、87.34%,分析结果表明,提出的算法在步态周期变化时依然能保留瞬时信息,对行走速度上的轻微变化具有更好的鲁棒性,并且大大降低了整体计算复杂度。     

步行过程中负跟鞋对足底参数的影响

目的通过对比穿负跟鞋和运动鞋的下肢生物力学参数,评价负跟鞋对步态的影响,为不同鞋型参数对步态的影响提供数据支持。方法随机选取在校大学生22名,分别穿负跟鞋和运动鞋,在跑台上进行4km/h的步行测试,利用"步资专家"足底机能鞋垫对信息进行采集,包括足底对称性、平均步幅、着地仰角、着地内翻脚、着地外翻角、离地仰角等。结果在平均步幅、最大摆髋、最大步高、摆动速度、着地内翻角、外翻幅度、步偏角上,两种鞋子无显著性差异;穿负跟鞋的两脚对称性更高,拍地速度更加平缓;穿负跟鞋的着地仰角更大,离地仰角更小,着地外翻速度更大。结论 (1)负跟鞋能够提高双脚对称性,减小双脚差异带来的运动损伤;(2)着地仰角增加和拍地速度的减小,能够有效避免足下垂步态的产生及作为后期的康复治疗。     

一种利用肌肉激活特性调制和评估功能性电刺激的方法

提出一种基于肌肉激活生理特性的足下垂功能性电刺激调制与评估方法. 结合肌肉募集的死区和饱和特性,利用自然步态下胫骨前肌的肌电信号和电刺激下胫骨前肌的耐受值和阈值调制电刺激输出曲线. 研究基于1-范数的方法量化肌肉在电激活下的肌电信号募集水平评估所提出的电刺激调制方法的性能. 通过实验比较了肌电信号调制电刺激时的胫骨前肌电诱发募集特性和自然激活时的募集特性,二者的相关系数达到0.8815. 结果表明,利用自然激活方式调制电刺激的输出方式是有效的,而基于肌肉激活程度的评价指标具有可行性.