[发明专利]一种3D运动识别的方法及装置在审

专利信息
申请号: 201510562853.9 申请日: 2015-09-07
公开(公告)号: CN105243352A 公开(公告)日: 2016-01-13
发明(设计)人: 杨剑宇;徐浩然 申请(专利权)人: 苏州大学张家港工业技术研究院
主分类号: G06K9/00 分类号: G06K9/00
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 罗满
地址: 215600 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 运动 识别 方法 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及运动识别技术领域,特别涉及一种3D运动识别的方法及装置。

背景技术

基于轨迹的运动识别分析在机器人和自动化领域一直是热门的研究课题。该研究课题发展至今,对复杂的运动进行识别仍然是人们在各种应用领域中不得不面对的巨大挑战。

现如今,越来越多基于运动识别的应用正在工程领域中发挥着巨大的作用,例如手势识别、视频监控、自动监测与识别、人机交互等。

对于较好的运动识别效果而言,良好的运动轨迹模型和高效的识别引擎缺一不可。因为,运动轨迹是进行运动模式识别的重要线索,而使用良好的轨迹模型更有助于提取突出的运动特征。同时,为了兼顾识别的速度和精度,必须要有高效的识别引擎来配合轨迹模型的工作。现存的很多运动识别方法运用了欧氏距离、轨迹轮廓描述、各种各样的变换函数等多种手段和工具。但这些方法基本上都不能有效利用运动轨迹的显著特征,因此,多数情况下不能用来识别复杂的运动轨迹。

因此,针对上述技术问题,有必要提供一种新型的对复杂3D运动进行识别的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D运动识别的方法,该方法能够有效的利用运动轨迹的显著特征来进行运动识别,从而提高了3D复杂运动的识别精度和准确率。

为解决上述技术问题,本发明提供一种3D运动识别的方法,包括:

获取物体3D运动轨迹上的预定个数的轨迹点;

根据所述轨迹点的位置信息,将所述轨迹点按照预定规则形成至少一个轨迹原子;

按照预定算法对每个所述轨迹原子中的所有轨迹点进行计算,得到每个轨迹点的积分不变描述子,并将每个所述轨迹原子中的所有轨迹点的积分不变描述子按轨迹顺序排列,作为每个所述轨迹原子的积分不变描述子;

将所述物体3D运动轨迹的所有轨迹原子的积分不变描述子与数据库中所有运动轨迹的积分不变描述子进行匹配,确定所述物体3D运动轨迹的类型。

其中,所述根据所述轨迹点的位置信息,将所述轨迹点按照预定规则形成至少一个轨迹原子包括:

根据每个所述轨迹点在3维空间中的位置信息,按照预定类型标签算法对每个所述轨迹点进行计算,确定每个所述轨迹点的类型标签;

根据所述每个所述轨迹点的类型标签,将所有轨迹点中位置相邻且具有相同类型标签的轨迹点形成一个轨迹原子,其中,每个所述轨迹原子中包括至少一个轨迹点。

其中,所述按照预定类型标签算法对每个所述轨迹点进行计算,确定每个所述轨迹点的类型标签包括:

确定待测轨迹点,根据所述待测轨迹点及与所述待测轨迹点相邻的前一个轨迹点和相邻的后一个轨迹点的位置信息,判断三个轨迹点是否共线;

若共线,则所述待测轨迹点的类型标签为直线类;

若不共线,则根据所述待测轨迹点及与所述待测轨迹点相邻的前一个轨迹点和相邻的后两个轨迹点构成一个四面体,并计算所述四面体的体积值,将所述体积值与阈值进行比较;

若所述体积值小于阈值,则所述待测轨迹点及与所述待测轨迹点相邻的后一个轨迹点的类型标签为平面曲线类;

若所述体积值大于阈值,则根据所述待测轨迹点及与所述待测轨迹点相邻的前一个轨迹点和相邻的后两个轨迹点的位置信息,计算四个轨迹点的螺旋方向值;

若螺旋方向值大于零,则所述待测轨迹点及与所述待测轨迹点相邻的后一个轨迹点的类型标签为右手螺旋曲线类;

若螺旋方向值小于零,则所述待测轨迹点及与所述待测轨迹点相邻的后一个轨迹点的类型标签为左手螺旋曲线类。

其中,所述按照预定算法对每个所述轨迹原子中的所有轨迹点进行计算,得到每个轨迹点的积分不变描述子包括:

依次将所述每个轨迹点作为球心,并以预设长度的半径作球,将轨迹在球体内的部分作为选定3D曲线;

将所述选定3D曲线投影到规定平面上得到对应的平面曲线,并将所述平面曲线上进行曲线积分运算,将运算的结果作为相对应轨迹点的积分不变描述子。

其中,所述将所述物体3D运动轨迹的所有轨迹原子的积分不变描述子与数据库中所有运动轨迹的积分不变描述子进行匹配,确定所述物体3D运动轨迹的类型包括:

根据所述物体3D运动轨迹的所有轨迹原子的积分不变描述子与数据库中所有运动轨迹的积分不变描述子,计算所述物体3D运动轨迹与数据库中的每一条运动轨迹的距离值;

选择所述距离值中最小的距离值所对应的运动轨迹的类型作为所述物体3D运动轨迹的类型。

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