基于行走轨迹的智能监控算法

提出了一种基于行走轨迹的异常行为识别方法,运用背景减除法与时间差分法加权平均的目标检测法对运动人体进行检测,通过对人的行走轨迹的跟踪与记录来判断某人是否可疑,轨迹出现闭合曲线和螺旋线说明有徘徊行为,即可疑予以报警.实验表明,该方法具有一定的可靠性和鲁棒性,实时性较强.     

通道行人超越行为研究

采用轨道车站双向通道监控视频数据进行分析,提出以步为基本单位确定统计间隔,按照超越者双脚重心投影位置确定行走轨迹的研究方法,根据超越者轨迹,提出超越的三个阶段划分方法和四个描述超越行为轨迹特征的空间指标.深入分析了超越行为三个阶段行人横向间距、累计横向侧移、超越者行走直线距离等的特征和规律,被超越者性别差异对各项空间指标的影响,提出判别超越结束阶段超越者行走状态的方法,分析了超越行为出现频率与人均空间的关系.     

Research on Pedestrians' Overtaking Behavior in Passageway

采用轨道车站双向通道监控视频数据进行分析,提出以步为基本单位确定统计间隔,按照超越者双脚重心投影位置确定行走轨迹的研究方法,根据超越者轨迹,提出超越的三个阶段划分方法和四个描述超越行为轨迹特征的空间指标.深入分析了超越行为三个阶段行人横向间距、累计横向侧移、超越者行走直线距离等的特征和规律,被超越者性别差异对各项空间指标的影响,提出判别超越结束阶段超越者行走状态的方法,分析了超越行为出现频率与人均空间的关系.     

双足行走机器人步态轨迹规划

 通过对双足机器人行走过程中一些特殊点进行采样分析,对比人类自身行走步态的观察测量值,采用三次多项式插值来计算出双足行走机器人在行走过程中的行走轨迹,按人体比例设定参数,计算得出了1条比较光滑平稳的行走轨迹,使得机器人的行走姿态更像人类的行走.通过模拟测试,结果表明了用三次多项式插值方法是1种规划双足机器人行走步态的较好方法,而且得出的轨迹插值函数比较平滑.     

双足机器人稳定行走步行模式的研究

研究了一种基于零力矩点(ZMP)预观控制系统的双足机器人稳定行走步行模式生成方法.通过对双足机器人行走过程中行走参数及ZMP轨迹进行规划,计算出机器人行走过程中的质心轨迹.由运动学模型求解出其行走过程中步行姿态,预观控制器利用未来目标ZMP参考值和双足机器人状态计算控制输入,对机器人进行稳定行走控制.最后采用ADAMS和Matlab/Simulink联合仿真技术对离线步行模式进行仿真验证,仿真结果表明双足机器人虚拟样机可实现稳定行走效果.     

基于联合轨迹特征的徘徊行为识别方法

徘徊行为判定作为异常行为识别的热点难题,目前存在难以构建具有场景特定性的识别模型问题.特定场景下的行人轨迹数据,或是有标签,或是无标签,针对如何利用特定场景下有标签轨迹数据信息问题,结合行人多种轨迹特征,提出基于分类函数的徘徊行为识别模型,能够通过分类函数自动学习该场景下有标签轨迹数据中的徘徊行为模式;针对如何利用特定场景下无标签轨迹数据信息问题,提出基于异常检测的徘徊行为识别模型,能够在大量无标签轨迹数据中自动学习潜在的徘徊行为模式.基于两种徘徊行为识别模型,提出徘徊行为识别框架,能够利用目标跟踪算法获取特定场景视频中行人的轨迹数据,并根据数据是否带有标签合适地构建对应的具有场景特定的徘徊行为识别模型.为了验证所提模型的有效性,选用CASIA-AR公开数据集作为测试集,和三种基准模型一起,在行走、奔跑和徘徊行为的识别上进行了对比实验.实验结果表明,所提模型在测试集上的准确率和召回率都优于基准模型,F1指标也有提升,验证了所提模型的有效性、场景特定性和迁移性.     

下肢康复训练机器人的重心轨迹控制研究

通过从理论上建立人行走时重心轨迹运动学模型，设计了一种基于下肢康复训练机器人的重心轨迹控制系统，并对此重心轨迹控制系统进行了机构运动学仿真．对机构所能得到的模拟重心轨迹与理论得到的重心轨迹进行了对比分析，为重心控制系统的最优化设计提供理论依据．     

基于CPG的双足机器人NAO的行走控制

基于中枢模式发生器(CPG)机理实现双足机器人NAO的行走控制.利用Kimura振荡神经元设计双足机器人的重心轨迹,得益于CPG丰富的动态特性,机器人的重心轨迹可以通过调节CPG参数来灵活调节.进一步利用生成的重心轨迹信息来在线规划机器人的脚掌轨迹,得到具有环境适应性的脚掌轨迹从而达到适应性行走的目的.通过开放动力学引...     

基于Kinect骨骼信息的三维轨迹特征稳定性研究

为了提高步态识别应用的广泛性,寻找稳定的人体动态特征,提出一种基于Kinect骨骼信息的步态特征提取方法,以验证骨骼点三维轨迹特征在步态识别中的稳定性。在分析深度相机Kinect工作原理的基础上,对Kinect有效范围进行测量并对其深度数据进行校准,通过18组实验对同一个体在不同行走模式、不同相机位姿下的人体骨骼点三维轨迹进行数据提取,并在固定相机位姿和行走模式的条件下对10组不同个体的行走数据进行提取,最后将同组骨骼点轨迹曲线在同一空间坐标系中进行绘制,同时使用动态时间规整算法(DTW)对实验个体骨骼点轨迹曲线相似度进行评价。实验结果表明,该特征在同一个体中表现出较好的稳定性,可用于步态识别的同一认定。     

基于行人轨迹预测的无人驾驶汽车主动避撞算法

针对传统轨迹预测算法无法深入挖掘行人行走意图信息,不能提前对行人轨迹做出提前预判,导致无人驾驶汽车主动避撞算法存在缺陷等问题,通过车载传感器获取道路行人图像信息和位置信息,并基于卷积神经网络对道路行人动作特征进行识别,分析其行走意图.利用卡尔曼滤波算法获取状态估计的预测值,结合行人主观意图进行修正,输出符合行人主观意图...     

基于被动行走原理的双足机器人步态规划

为解决四连杆双足机器人的平面步态规划问题, 提出基于被动行走的平面步态规划。基于3毅向下坡面完全被动行走的动力学方程, 利用角度不变控制方法施加控制力矩, 得到机器人在水平面上的动力学模型。结合常数时间放缩方法对平面参考轨迹进行时间放缩, 得到机器人在水平面上步幅不变, 周期可变的行走步态。通过Matlab 软件数值仿真结果表明, 该研究方法是可行、有效的。     

四足马机器人静步行稳定性实时检测与自调整方法

针对四足马机器人静步行中的的稳定性问题,提出了一种基于压力中心的实时检测方法.得到了静步行稳定性的定量化计算方法.基于检测到的稳定度和压力中心,提出了采用模糊推论实现静步行中的步行稳定性自调整的方法.自制小型四足马机器人,并进行了不同地面的静步行实验.结果证明所提方法能实现四足马机器人的静步行稳定性检测与自调整功能,并能有效提高四足马机器人静步行的稳定性.     

基于线性倒立摆模型的双足机器人步态规划

为解决多关节自由度双足机器人的步态规划问题, 提出了一种改进的三维线型倒立摆模型步态规划算 法。 该方法将双足机器人简化为三维线性倒立摆模型, 在得到机器人的质心参考轨迹的同时规划摆动腿的轨 迹, 通过机器人的运动学逆解即可求出各关节运动序列。 在对质心轨迹求解过程中, 与传统方法通过双脚支撑 阶段调整质心速度实现步态稳定的方法不同, 该算法通过求解支撑腿最优交替时刻的方法最大化单脚支撑阶 段的范围, 实现机器人的高效稳定行走。 以 NAO 机器人为实验对象, 对算法进行了仿真实验, 实验结果表明, 该算法是可行、 有效的。     

A New Method of Desired Gait Synthesis for Biped Walking Robot Based on Ground Reaction Force

A new method of desired gait synthesis for biped walking robot based on the ground reaction force was proposed. The relation between the ground reaction force and joint motion is derived using the D'Almbert principle. In view of dynamic walking with high stability, the ZMP(Zero Moment Point)stability criterion must be considered in the desired gait synthesis. After that, the joint trajectories of biped walking robot are decided by substituting the ground reaction force into the aforesaid relation based on the ZMP criterion. The trajectory of desired ZMP is determined by a fuzzy logic based upon the body posture of biped walking robot. The proposed scheme is simulated and experimented on a 10 degree of freedom biped walking robot. The results indicate that the proposed method is feasible.     

A New Method of Desired Gait Synthesis for Biped Walking Robot Based on Ground Reaction Force

A new method of desired gait synthesis for biped walking robot based on the ground reaction force was proposed. The relation between the ground reaction force and joint motion is derived using the D'Almbert principle. In view of dynamic walking with high stability, the ZMP(Zero Moment Point)stability criterion must be considered in the desired gait synthesis. After that, the joint trajectories of biped walking robot are decided by substituting the ground reaction force into the aforesaid relation based on the ZMP criterion. The trajectory of desired ZMP is determined by a fuzzy logic based upon the body posture of biped walking robot. The proposed scheme is simulated and experimented on a 10 degree of freedom biped walking robot. The results indicate that the proposed method is feasible.     

博物馆监控视频中慢速移动稀疏目标异常轨迹检测研究

传统异常轨迹检测方法将轨迹序列看作轨迹特征,无法有效描述轨迹,导致异常轨迹检测结果不可靠。为此,提出一种新的博物馆监控视频中慢速移动稀疏目标轨迹检测方法。采用一种快速计算方法对和目标相似度较高的粒子进行筛选,滤除和均值相差较大的粒子。对跟踪目标进行稀疏表示,为了避免目标被干扰或遮挡,进行非负性约束优化,完成稀疏求解,获取博物馆监控视频中慢速移动稀疏目标跟踪结果。依据跟踪结果将可代表整体轨迹的特征向量与部分可代表局部轨迹的特征向量合成一个整体特征向量,利用整体特征向量对慢速移动稀疏目标轨迹进行描述,通过描述结果和K聚类方法实现目标异常轨迹检测。实验结果表明,所提方法检测的异常轨迹与其他轨迹之间的差异最大,检测结果可靠,实际应用性较高。     

基于LIPM的双足机器人变步长行走规划

为了提高双足机器人步行运动的灵活性,提出了一种基于线性倒立摆模型的双足步行规划算法.该算法首先根据所要达到的步长,获得支撑腿切换时质心的位置;然后,根据线性倒立摆模型的运动特性,计算出质心到达上述位置所需要的时间;最后,根据该时间对摆动脚用正弦曲线进行规划,使之能够在恰当的时刻到达所需的落脚点位置进行支撑脚的切换.该算法可使双足机器人在运动中变化步长,很好地提高其步行的灵活性.通过真实机器人的实验,验证了该方法的有效性和实用性.     

超宽带矢量测距与惯性传感组合的精准步长计算算法

为适应复杂环境下变步长精准测量要求,提出一种基于超宽带(ultra wide band, UWB)矢量测距和惯性传感组合的精准步长计算算法;针对基于惯性传感组合的步长测算精度受佩戴方式和系统运行时间影响以致无法实现行人步长精准测量和长航时精度保持的问题,提出一种结合足间模型与零速检测联合步长算法。根据行人行走时足部轨迹模型构造足间步长模型,得到准确的步长计算公式;根据足部惯性传感器运动特征进行零速检测并触发UWB测距,结合陀螺解算角度和足间模型公式计算得到步长。实验表明,提出的步长估计算法精度可达98.20%,与传统步长算法相比,误差显著降低。