[發(fā)明專利]一種視覺觸覺融合的步態(tài)識別系統(tǒng)及識別方法

有效

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• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107578019B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 張慧博;王瑞;張志鵬;戴士杰
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06F16/51;A61B5/103;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群;王瑞

本發(fā)明公開了一種視覺觸覺融合的步態(tài)識別系統(tǒng)及識別方法。該系統(tǒng)包括Kinect骨骼跟蹤系統(tǒng)、足底壓力測試系統(tǒng)、上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、光電檢測開關和身份證識別裝置；所述Kinect骨骼跟蹤系統(tǒng)、足底壓力測試系統(tǒng)、光電檢測開關和身份證識別裝置分別與上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；所述上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括濾波器、檢測數(shù)據(jù)寄存器、視觸數(shù)據(jù)融合處理器、步態(tài)特征寄存器、錄入寄存器、匹配寄存器和個體步態(tài)特征數(shù)據(jù)庫。通過Kinect骨骼跟蹤系統(tǒng)采集視覺數(shù)據(jù)和足底壓力測試系統(tǒng)采集足底壓力觸覺數(shù)據(jù)，將視覺和足底壓力觸覺相結合，增加特征元素的基數(shù)，并且利用觸覺數(shù)據(jù)的確定性減輕甚至消除視覺數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性，從而快速準確地對人體的步態(tài)進行識別。

技術領域

本發(fā)明涉及人體身份識別技術，具體是一種視覺觸覺融合的步態(tài)識別系統(tǒng)及識別方法。

背景技術

步態(tài)識別是一種新興的生物特征識別技術，旨在通過人們走路的姿態(tài)進行身份識別。與其他的生物識別技術相比，步態(tài)識別具有非接觸、遠距離和難偽裝的優(yōu)點。在智能視頻監(jiān)控領域，比面像識別更具優(yōu)勢。

英國南安普敦大學電子與計算機系的馬克尼克松教授的研究顯示，人人都有截然不同的走路姿勢，因為人們在肌肉的力量、肌腱和骨骼長度、骨骼密度、視覺的靈敏程度、協(xié)調(diào)能力、經(jīng)歷、體重、重心、肌肉或骨骼受損的程度、生理條件以及個體走路的“風格”上都存在細微差異，證明了步態(tài)識別的可行性。同時醫(yī)學研究表明，人體骨骼肌肉系統(tǒng)的細微差異和行為習慣的差異使得足底壓力分布具有唯一性，因此根據(jù)人體的足底壓力分布信息獲取步態(tài)觸覺特征，從而達到不同人身份的識別具有特殊性和唯一性。

Kinect采用Light Coding技術和紅外線技術相結合，檢測人體的紅外線信號，并確定熱源的空間位置，再利用其骨骼跟蹤技術便可以屏蔽衣物的影響準確的測量到人體的骨骼關節(jié)點的三維空間坐標。

傳統(tǒng)的步態(tài)識別方法一般采用單純的視頻數(shù)據(jù)分析或足底壓力數(shù)據(jù)分析。視頻數(shù)據(jù)受外界影響比較大，衣服、背景、背負情況和行走速度等都會影響視頻數(shù)據(jù)的準確度，但是視頻數(shù)據(jù)可提取的特征量豐富；足底壓力分析也會受到穿鞋與否的影響，而且其可提取的特征量比較少，但是足底壓力分析的空間位置和獲取數(shù)據(jù)準確。所以如何充分利用視頻數(shù)據(jù)分析和足底壓力分析(視觸融合)的優(yōu)點成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種視覺觸覺融合的步態(tài)識別系統(tǒng)及識別方法。通過Kinect骨骼跟蹤系統(tǒng)采集視覺數(shù)據(jù)和足底壓力測試系統(tǒng)采集足底壓力觸覺數(shù)據(jù)，將視覺和足底壓力觸覺相結合，增加特征元素的基數(shù)，并且利用觸覺數(shù)據(jù)的確定性減輕甚至消除視覺數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性，能在較少的數(shù)據(jù)、時間和距離內(nèi)完成步態(tài)識別過程，從而快速準確地對人體的步態(tài)進行識別。

本發(fā)明解決所述系統(tǒng)技術問題的技術方案是，提供一種視覺觸覺融合的步態(tài)識別系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括Kinect骨骼跟蹤系統(tǒng)、足底壓力測試系統(tǒng)、上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、光電檢測開關和身份證識別裝置；所述Kinect骨骼跟蹤系統(tǒng)、足底壓力測試系統(tǒng)、光電檢測開關和身份證識別裝置分別與上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；

所述上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括濾波器、檢測數(shù)據(jù)寄存器、視觸數(shù)據(jù)融合處理器、步態(tài)特征寄存器、錄入寄存器、匹配寄存器和個體步態(tài)特征數(shù)據(jù)庫；所述Kinect骨骼跟蹤系統(tǒng)、足底壓力測試系統(tǒng)、光電檢測開關和身份證識別裝置分別與濾波器連接，濾波器與檢測數(shù)據(jù)寄存器連接，檢測數(shù)據(jù)寄存器與視觸數(shù)據(jù)融合處理器連接，視觸數(shù)據(jù)融合處理器與步態(tài)特征寄存器連接；所述錄入寄存器分別與步態(tài)特征寄存器和個體步態(tài)特征數(shù)據(jù)庫連接；所述匹配寄存器分別與步態(tài)特征寄存器和個體步態(tài)特征數(shù)據(jù)庫連接。

本發(fā)明解決所述方法技術問題的技術方案是，提供一種視覺觸覺融合的步態(tài)識別方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、行走個體首先通過身份證識別裝置進行身份證識別，根據(jù)是否已錄入個體身份信息和個體步態(tài)特征信息，判斷個體本次識別過程是個體步態(tài)特征錄入還是個體步態(tài)特征匹配；