[發(fā)明專利]基于去差異化尺寸參量的駕駛姿態(tài)特征分類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611064223.X
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106778532B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉明周;張淼;扈靜;劉正瓊;葛茂根;張銘鑫;凌琳;張璽;王小巧
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種基于去差異化尺寸參量的駕駛姿態(tài)特征分類方法，是應(yīng)用于根據(jù)駕駛坐姿側(cè)視圖所描述的人體二維模型中，其特征是按如下步驟進行：

步驟1、駕駛姿態(tài)的簡化測定：

步驟1.1、在所述人體二維模型中標示人體不同的關(guān)節(jié)部位，包括：

將軀干中心線與大腿中心線的交點，即髖關(guān)節(jié)標示點，記為H；

將肩關(guān)節(jié)標示點，記為S；

將手掌中心標示點，記為P；

將踝關(guān)節(jié)標示點，記為A；

將肘關(guān)節(jié)標示點，記為E；

將膝關(guān)節(jié)標示點，記為K；

步驟1.2、在所述人體二維模型中測定人體關(guān)鍵尺寸參量，包括：

將所述肩關(guān)節(jié)標示點S和髖關(guān)節(jié)標示點H的豎直距離，記為d₁；

將所述手掌中心標示點P和肩關(guān)節(jié)標示點S的水平距離，記為d₂；

將所述手掌中心標示點P和髖關(guān)節(jié)標示點H的豎直距離，記為d₃；

將所述踝關(guān)節(jié)標示點A和髖關(guān)節(jié)標示點H的水平距離，記為d₄；

將所述踝關(guān)節(jié)標示點A和髖關(guān)節(jié)標示點H的豎直距離，記為d₅；

步驟1.3、獲取所述人體二維模型中的去差異化尺寸參量，包括：

以d₁/h_s表示相對坐高，表征駕駛者上體的傾斜程度，其中h_s是所述肩關(guān)節(jié)標示點S至髖關(guān)節(jié)標示點H的距離，即人體軀干長度；

以d₂/l_u表示方向盤相對水平距離，表征排除人體臂長差異的駕駛者距方向盤遠近程度，其中l(wèi)_u＝l₁+l₂，l₁為所述肩關(guān)節(jié)標示點S至肘關(guān)節(jié)標示點E的距離，l₂為所述肘關(guān)節(jié)標示點E至手掌中心標示點P的距離；

以d₃/d₁表示方向盤相對豎直距離，表征駕駛者手握方向盤時手部上抬程度；

以d₄/l_l表示踏板相對水平距離，表征排除人體腿長差異的駕駛者距踏板遠近程度，其中l(wèi)_l＝l₃+l₄，l₃為所述髖關(guān)節(jié)標示點H至膝關(guān)節(jié)標示點K的距離，l₄為所述膝關(guān)節(jié)標示點K至踝關(guān)節(jié)標示點A的距離；

以d₅/l_l表示踏板相對豎直距離，表征排除人體腿長差異的駕駛者相對于踏板的乘坐高度；

步驟2、駕駛姿態(tài)的特征分類：

步驟2.1、按照步驟1.3獲取m個被試者所測得的n個去差異化尺寸參量作為樣本數(shù)據(jù)，記為X＝{x₁,x₂,···,x_i,···,x_m}，x_i表示第i組樣本數(shù)據(jù)，并有x_i＝{x_i1,x_i2,···,x_il,···,x_in}，x_il表示第i組樣本數(shù)據(jù)的第l個去差異化尺寸參量；i＝1,2,···,m；l＝1,2,···,n；1≤n≤5；

步驟2.2、定義聚類次數(shù)為r；初始化r＝1；

步驟2.3、根據(jù)所設(shè)定的聚類數(shù)k，從樣本數(shù)據(jù)X中選取k組樣本數(shù)據(jù)作為初始聚類中心，記為表示第r次聚類的第j個聚類中心；j＝1,2,…k；

步驟2.4、計算第i組樣本數(shù)據(jù)x_i與第r次聚類的第j個聚類中心的歐氏距離從而獲得第i組樣本數(shù)據(jù)x_i與第r次聚類的k個聚類中心的歐氏距離；

步驟2.5、從所述第i組樣本數(shù)據(jù)x_i與第r次聚類的k個聚類中心的歐氏距離中選取最小距離，記為并將所述第i組樣本數(shù)據(jù)x_i劃為第j類；從而將所有m組樣本數(shù)據(jù)劃分到k個類中；

步驟2.6、假設(shè)第j類中包含q組樣本數(shù)據(jù)，利用式(1)計算第r次聚類后第j類中第u組樣本數(shù)據(jù)x_u與第j個聚類中心的距離平方進而利用式(2)計算第r次聚類后所有樣本數(shù)據(jù)與其所屬類的聚類中心的距離平方和D_r：

式(1)和式(2)中，x_ul表示第u組樣本數(shù)據(jù)的第l個去差異化尺寸參量；u＝1,2,···,q；表示第r次聚類的第j個聚類中心的第l個去差異化尺寸參量；

步驟2.7、計算第j類的重心，作為第r+1次聚類的第j個聚類中心

步驟2.8、判斷r＝1是否成立，若成立，則將r+1賦值給r后，返回步驟2.4執(zhí)行，從而獲得第r+1次聚類后所有樣本數(shù)據(jù)與其所屬類的聚類中心的距離平方和D_r+1；否則，執(zhí)行步驟2.9；

步驟2.9、判斷|D_r-D_r-1|/D_r≤ε是否成立，ε為所設(shè)定的閾值，且ε＞0；若成立，則終止迭代，完成聚類；否則，將r+1賦值給r后，返回步驟2.4執(zhí)行。