[發明專利]基于多傳感器的越野摩托車運動識別方法及設備

在審

• 申請號: 202111363138.4
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114155498A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 劉艷紅;關啟昱;陳章;霍本巖
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;清華大學
• 主分類號: G06V20/56
• 分類號: G06V20/56;G06V10/40;G06V10/764;G06K9/62;G01D21/02
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 張微微

本發明提供一種基于多傳感器的越野摩托車運動識別方法及設備，所述方法包括以下步驟：步驟1，獲取安裝在越野摩托車上的各類傳感器實時采集的運動傳感信號，并對獲取的運動傳感信號進行卡爾曼濾波；步驟2，采用滑動時間窗口對通過卡爾曼濾波后的各類傳感信號進行特征提取，獲得特征集；步驟3，對特征集中的每個特征進行均值與方差計算，得到擴展特征集；步驟4，將擴展特征集送入到預先訓練好的運動場景分類模型中進行分類，獲得越野摩托車的運動場景。本發明利用神經網絡分類器對實時采集的越野摩托車運動傳感信息進行運動場景的同步識別分類，識別結果精準且無需等待大量數據采集，為分析和學習人類駕駛經驗和決策邏輯提供基礎。

技術領域

本發明涉及大數據采集與處理領域，具體的說，涉及了一種基于多傳感器的越野摩托車運動識別方法及設備。

背景技術

越野摩托車等單軌跡運動車輛具有體積小，運動靈活等特點，因此成為我國以及大多中小國家日常出行的主要交通工具。目前國內外對越野摩托車運動情況的研究主要在于從機理分析的角度對越野摩托車模型進行抽象簡化，建立運動學或動力學方程，以此求得越野摩托車運動過程中各個不同部位之間的相互聯系與制約。但是由于越野摩托車等單軌跡車輛的自由度較多，因此運行時不同部位相互作用，難以建立出準確的運動模型，且由于模型中理想化條件相對較多，也使得實驗結果在真實的運動場景中準確度較低。

考慮到越野摩托車的建模較為復雜，并且越野摩托車作為公路上最危險的交通工具之一，其運動的穩定性對于駕駛員的行車安全有著較為重要的影響，傳統的機理分析很難實時準確的反應出越野摩托車在不同運動場景中的實時運行情況。

因此，提出一種基于多傳感器的越野摩托車運動識別方法是尤為重要的，通過檢測車輛運行過程中各部分相互之間的數據變化，分析彼此之間的聯系，能夠更為準確的反應出越野摩托車運動過程中的狀態，并通過較少的特征對越野摩托車不同的運動場景進行分類決策，具有較好的研究與發展前景。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供了一種基于多傳感器的越野摩托車運動識別方法，還提供了基于上述方法的計算機設備、可讀存儲介質以及計算機程序產品。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于多傳感器的越野摩托車運動識別方法，具體包括以下步驟：

步驟1，獲取安裝在越野摩托車上的各類傳感器實時采集的運動傳感信號，并對獲取的運動傳感信號進行卡爾曼濾波；

所述運動傳感信號包括車把轉角傳感信號、油門轉角傳感信號、前減震位移傳感信號、后減震位移傳感信號、前輪轉速傳感信號、后輪轉速傳感信號、車體三維加速度傳感信號、車體三維偏轉角傳感信號、車體三維磁場傳感信號、前叉三維加速度傳感信號、前叉三維偏轉角傳感信號、前叉三維磁場傳感信號、后架三維加速度傳感信號、后架三維偏轉角傳感信號和后架三維磁場傳感信號；

步驟2，采用滑動時間窗口對步驟1中通過卡爾曼濾波后的各類傳感信號進行特征提取，獲得特征集；

步驟3，對特征集中的每個特征進行均值與方差計算，得到擴展特征集；

步驟4，將擴展特征集送入到預先訓練好的運動場景分類模型中進行分類，獲得越野摩托車的運動場景。

基于上述，按照以下方式訓練所述運動場景分類模型：

獲取越野摩托車在每個運動場景下的大量運動傳感信號，并對上述傳感信號進行特征提??；

將每個運動場景對應的特征作為訓練數據，訓練所述運動場景分類模型。

在執行步驟4之前，還可以執行以下步驟：獲取安裝在越野摩托車上的攝像機拍攝的環境圖像，并對環境圖像進行預處理和圖像特征提取，并將提取的圖像特征送入到預先訓練好的運動環境分類模型中，識別出運動環境；

選擇該運動環境下的運動場景分類模型作為運動場景分類模型供步驟4使用。