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基于肌电−惯性融合的人体运动估计:高斯滤波网络方法
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作者 杨旭升 李福祥 +1 位作者 胡佛 张文安 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期991-1000,共10页
本文研究了基于肌电(Electromyography,EMG)−惯性融合的人体运动估计问题,提出了一种序贯渐进高斯滤波网络(Sequential progressive Gaussian filtering network,SPGF-net)估计方法来形成肌电和惯性的互补性优势,以提高人体运动估计精... 本文研究了基于肌电(Electromyography,EMG)−惯性融合的人体运动估计问题,提出了一种序贯渐进高斯滤波网络(Sequential progressive Gaussian filtering network,SPGF-net)估计方法来形成肌电和惯性的互补性优势,以提高人体运动估计精度和稳定性.首先,利用卷积神经网络对观测数据进行特征提取,以及利用长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)网络模型来学习噪声统计特性和量测模型.其次,采用序贯融合的方式融合异构传感器量测特征,以建立高斯滤波与深度学习相结合的网络模型来实现人体运动估计.特别地,引入渐进量测更新对网络量测特征的不确定性进行补偿.最后,通过实验结果表明,相比于现有的卡尔曼滤波网络,该融合方法在上肢关节角度估计中的均方根误差(Root mean square error,RMSE)下降了13.8%,相关系数(R^(2))提高了4.36%. 展开更多
关键词 高斯滤波网络 多传感器融合 人体运动估计 非线性卡尔曼滤波
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用于低功耗人体运动姿态估计系统的数据压缩感知方法
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作者 王功 赵柏山 《微处理机》 2025年第2期52-55,共4页
本研究旨在降低惯性传感器式人体运动姿态估计系统中信息采集节点的功耗。针对传统方法功耗高的问题,提出一种低功耗运动信息数据处理方法,基于优化的二值托普利兹测量矩阵对加速度数据进行低维投影,并结合近似消息传递的广义稀疏贝叶... 本研究旨在降低惯性传感器式人体运动姿态估计系统中信息采集节点的功耗。针对传统方法功耗高的问题,提出一种低功耗运动信息数据处理方法,基于优化的二值托普利兹测量矩阵对加速度数据进行低维投影,并结合近似消息传递的广义稀疏贝叶斯估计重构模型,设计非稀疏加速度数据重构算法,实现高效低功耗的数据获取。实验结果表明,该方法在保证信号重构精度的同时,显著缩短了重构时间,优于传统方法,并有助于提高数据处理效率,简化硬件设计,有效降低采集节点的功耗,为低功耗运动姿态估计系统提供了技术支持。 展开更多
关键词 压缩感知 低功耗 运动信息采集 加速度数据 人体运动姿态估计
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利用卷积曲面模型的人体运动姿势估计 被引量:2
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作者 仝明磊 潘海朗 刘允才 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1122-1125,共4页
基于通过单目图像进行人体运动姿势估计,是计算机视觉中非常困难的问题,提出了一种利用单目图像进行人体运动姿势估计的框架.首先建立了一种新颖的多项式密度卷积曲面人体模型,该模型由连接体线骨架与某种卷积核卷积而成,整个曲面是一... 基于通过单目图像进行人体运动姿势估计,是计算机视觉中非常困难的问题,提出了一种利用单目图像进行人体运动姿势估计的框架.首先建立了一种新颖的多项式密度卷积曲面人体模型,该模型由连接体线骨架与某种卷积核卷积而成,整个曲面是一张连续曲面,调节多项式和半径参数可以让人体任意变形;给出了正交投影下卷积曲面和曲线对应的概念和相关定理,为二维的图像轮廓和三维人体模型之间建立对应关系;根据正交投影下卷积曲面与曲线对应定理,用卷积曲线去逼近人体的图像轮廓曲线,从而估计和恢复出三维人体运动姿态.实验证明,该方法在没有遮挡的情况下,可以很好地恢复人的三维运动. 展开更多
关键词 人体模型 卷积曲面 人体运动估计 非线性拟合
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基于渐进无迹卡尔曼滤波网络的人体肢体运动估计 被引量:3
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作者 杨旭升 王雪儿 +1 位作者 汪鹏君 张文安 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1723-1731,共9页
针对基于表面肌电信号(Surface electromyography, sEMG)的人体肢体运动估计建模困难的问题,提出一种渐进无迹卡尔曼滤波网络(Progressive unscented Kalman filter network, PUKF-net),来实现降低肢体运动与sEMG量测的建模难度以及提... 针对基于表面肌电信号(Surface electromyography, sEMG)的人体肢体运动估计建模困难的问题,提出一种渐进无迹卡尔曼滤波网络(Progressive unscented Kalman filter network, PUKF-net),来实现降低肢体运动与sEMG量测的建模难度以及提高肢体运动估计精度的目的.首先,设计深度神经网络从sEMG数据中学习肢体运动状态与sEMG量测之间的映射关系和噪声统计特性.其次,采用渐进量测更新方法对先验状态估计进行修正,减小运动估计的线性化误差,提高PUKF-net模型的稳定性.通过结合深度神经网络和渐进卡尔曼滤波的优势,使得PUKF-net具有良好的模型适应性和抗噪能力.最后,设计基于sEMG的人体肢体运动估计实验,验证了PUKF-net模型的有效性.相较于长短期记忆网络(Long short-term memory, LSTM)和其他卡尔曼滤波网络, PUKF-net在肢体运动估计中的均方根误差(Root mean square error, RMSE)下降了14.9%,相关系数R2提高了5.1%. 展开更多
关键词 卡尔曼滤波网络 人体肢体运动估计 表面肌电信号 渐进无迹卡尔曼滤波
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基于双隐变量空间局部粒子搜索的人体运动形态估计 被引量:1
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作者 李万益 孙季丰 王玉龙 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2915-2922,共8页
该文提出一种双隐变量空间局部粒子搜索(DLVSLPS)算法,可以从多视角图像序列的轮廓特征较准确地估计出3维人体运动形态序列。该算法用高斯过程动态模型(GPDM)降维建立双隐变量空间和低维隐变量数据到高维数据的映射关系后,然后对双隐变... 该文提出一种双隐变量空间局部粒子搜索(DLVSLPS)算法,可以从多视角图像序列的轮廓特征较准确地估计出3维人体运动形态序列。该算法用高斯过程动态模型(GPDM)降维建立双隐变量空间和低维隐变量数据到高维数据的映射关系后,然后对双隐变量空间使用近邻权重先验条件搜索(NWPCS),实现局部低维粒子搜索来生成较优高维数据,从而估计相应帧的3维人体运动形态,解决传统粒子滤波算法直接在高维数据空间采样较难获取有效正确数据进行估计的问题。经仿真实验验证,所提出的算法比传统粒子滤波算法在实现多视角非连续帧估计,克服轮廓图像数据歧义,减小估计误差有明显优势。 展开更多
关键词 人体运动形态估计 双隐变量空间 局部粒子搜索 多视角图像序列 3维人体运动形态序列
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基于双学习映射增量降维模型的人体运动形态估计
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作者 李万益 张菲菲 +1 位作者 陈勇昌 陈强 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第24期224-230,共7页
如何从二维的人体运动形态图像序列估计出三维的人体运动形态是一个热门的研究课题。这个项技术的实现需要建立复杂模型,设计复杂的训练算法,并且需要大量的人体运动形态样本进行训练。然而,利用目前的一些复杂模型和算法,估计三维人体... 如何从二维的人体运动形态图像序列估计出三维的人体运动形态是一个热门的研究课题。这个项技术的实现需要建立复杂模型,设计复杂的训练算法,并且需要大量的人体运动形态样本进行训练。然而,利用目前的一些复杂模型和算法,估计三维人体运动形态会耗费很多时间,并且估计效果也不好。因此,要想得到更准确的估计结果还是比较困难的。对于这样的一个研究问题,提出基于双学习映射增量降维模型来实现三维人体运动形态估计,该模型可以从单视角的二维图像较好的估计出三维人体运动形态,缩短估计算法运行时间,并得到更准确的估计结果。 展开更多
关键词 人体运动形态估计 降维 双学习映射 三维
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基于多传感器融合技术的智能助行器用户运动意图估计算法
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作者 张一勤 王亚刚 +4 位作者 姚旭文 何佳桥 周康寿 孟巧玲 喻洪流 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期689-700,共12页
智能助行器作为重要的辅助工具,在帮助行动不便的个体维持独立性和减轻日常活动困难方面发挥着广泛的应用。其中,用户运动意图估计是使用者准确控制助行器的关键。本文针对下肢行动不便的人群设计了一款智能助行器,该助行器通过3维力传... 智能助行器作为重要的辅助工具,在帮助行动不便的个体维持独立性和减轻日常活动困难方面发挥着广泛的应用。其中,用户运动意图估计是使用者准确控制助行器的关键。本文针对下肢行动不便的人群设计了一款智能助行器,该助行器通过3维力传感器和2维激光雷达采集用户行走状态信息。在用户运动意图估计算法中,原有的线速度估计方法容易受到里程计误差的干扰,为此,提出了一种基于用户腿部相对位置的用户意图线速度估计方法。同时,为解决仅依赖3维力传感器难以准确估计下肢行动不便人群的意图角速度的问题,引入了基于多传感器融合技术的角速度估计方法。同时考虑到算法处理数据造成的滞后,本文将Informer模型融入算法中,克服了人机实时交互的困难。研究结果表明,所提的线速度估计方法准确度达到98.44%,而角速度估计算法准确度达到了96.6%。通过肌电信号反映,用户能够更轻松地使用本文设计的助行器,而Informer模型进一步提升了用户使用助行器的便捷性。一系列实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 智能助行器 人体运动意图估计 多传感器融合 INFORMER
原文传递
Motion estimation of elastic articulated objects from image contours
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作者 潘海朗 戴跃伟 石磊 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2008年第3期326-330,共5页
A new method of elastic articulated objects (human bodies) modeling was presented based on a new conic curve. The model includes 3D object deformable curves which can represent the deformation of human occluding conto... A new method of elastic articulated objects (human bodies) modeling was presented based on a new conic curve. The model includes 3D object deformable curves which can represent the deformation of human occluding contours. The deformation of human occluding contour can be represented by adjusting only four deformation parameters for each limb. Then, the 3D deformation parameters are determined by corresponding 2D contours from a sequence of stereo images. The algorithm presented in this paper includes deformable conic curve parameters determination and the plane, 3D conic curve lying on, parameter determination. 展开更多
关键词 elastic articulated object human body modeling motion estimation
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