南京理工大学丁传威获国家专利权
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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利一种基于空时运动路径补偿的全向人体动作特征归一化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119355670B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411275997.1,技术领域涉及:G01S7/41;该发明授权一种基于空时运动路径补偿的全向人体动作特征归一化方法是由丁传威;翁佳雪;赵恒;周庆;薛彪;洪弘;朱晓华设计研发完成,并于2024-09-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于空时运动路径补偿的全向人体动作特征归一化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于空时运动路径补偿的全向人体动作特征归一化方法。首先,对雷达回波信号进行处理,在距离‑角度‑时间空间中构建三维特征点云,基于空时拟合的运动路径估计算法对运动路径进行估计;最终通过基于运动方向角的特征补偿算法将全向人体动作的特征补偿为径向人体动作特征,实现人体全向动作特征归一化。本发明方案从运动方向导致人体动作雷达回波信号特征失真出发,以信号处理角度分析和解决角度敏感性问题,将由于存在运动角度导致的特征失真进行还原,将全向人体动作特征补偿为径向特征,消除了运动角度对雷达测量信号的影响,提高了特征的表示效率,在准确性和效率以及鲁棒性上优于传统特征提取算法,提高了信息的利用效率。
本发明授权一种基于空时运动路径补偿的全向人体动作特征归一化方法在权利要求书中公布了:1.一种基于空时运动路径补偿的全向人体动作特征归一化方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、获取目标的多发多收雷达反射回波信号,并对回波信号进行预处理,去除信号中的杂波信息,获取基于人体动作的多普勒-时间数据矩阵DT、距离-时间数据矩阵RT; 步骤2、基于人体动作的多普勒-时间数据矩阵DT、距离-时间数据矩阵RT,通过多普勒包络判断有效帧,提取信号随时间变化的多普勒特征D、距离特征R,以及目标方位角α,基于R、D以及α,构建距离-角度-时间空间中的三维特征点云XYZ; 步骤3、基于三维特征点云XYZ,利用基于空时拟合的运动路径估计算法对运动路径进行估计,获取运动路径方向角β,对数据异常点进行修正: 步骤3-1、初始化设置直线的邻域宽度gate,设置最小核心点比例为rate,以及点集最大偏移程度bestd; 步骤3-2、随机选取三维特征点云XYZ中任意两点A和B,连成直线Lk,计算三维特征点云XYZ中其余点到直线的距离: 其中,A和B表示第k个组合中的两个点;k=[1,2,…,K]表示所有点组合的索引;Lk表示第k个点组合连成的直线;为除A和B外的第i个有效点,xi、yi、zi分别为该点的坐标;符号‖·‖表示向量的模; 步骤3-3、通过步骤3-2得到的各点到直线Lk的距离,判断各点是否为该直线Lk的邻域点: Nin={XYZi|di≤gate} Nout={XYZi|digate} 其中,Nin表示一个集合,这个集合包含所有满足di≤gate的点,为正常点组;相应的,Nout则表示异常点组; 步骤3-4、通过步骤3-2得到的各点到直线Lk的距离,通过排除距离最大以及次大的数据点,减少异常点对拟合直线的影响,得到点集与直线的偏离程度distance: distance=∑di-dmax1-dmax2 其中,dmax1为所有di中的最大值;dmax2为所有di中的次大值; 步骤3-5、根据步骤3-3和3-4得到的点集Nin和distance,判断直线Lk是否为目前最优直线,如果为最优直线,则进行参数更新,如果非最优直线,则跳转至步骤3-2进行迭代,直至遍历所有的点集组合,得到拟合最优的组合点Sb1和Sb2: if|Nin|≥|XYZ|*rateanddistancebestdthen bestd=distance elsecontinue 其中,符号|·|表示点集的数量; 步骤3-6、基于步骤3-5的结果确定的最优的组合点Sb1和Sb2,利用基于空时的异常点修正方法来实现异常点修正,选择垂直于时间轴且对应于异常值时间戳的平面作为校正平面来实现校正点,即将异常点组Nout通过其时间特征进行空时维度的修正,得到修正后的正确点集Nc: Nout=Nxout,yout,zout zout=zcorr Ncorr=Nxcorr,ycorr,zcorr Nc=Nin+Ncorr 其中,Ncorr为异常点组Nout修正后得到的点组,ycorr、xcorr为通过三维空间中的共线点关系求解得到的修正点的横纵坐标; 步骤3-7、通过步骤3-6得到的修正后的点集Nc=Nxc,yc,zc,根据Nc的XY坐标得到每个有效点对应的方位角α,根据步骤3-5得到的拟合最优的组合点Sb1和Sb2,获取运动路径角度β: α=Ac·μ 其中,μ为符号修正因子,用于确定方位角的正确符号,Ac表示Nc点组中各点的方位角; 步骤4、基于运动路径与雷达主波束方向间的几何关系,获取人体运动特征对应的运动方向角θ,通过特征补偿算法将多普勒特征D和距离特征R还原至径向特征分布范围Dcorr和Rcorr,将人体全向动作特征补偿为径向特征。
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