基于隨機(jī)森林與卡爾曼濾波的人體跟蹤方法研究.pdf

1、機(jī)器人發(fā)明以來,人類最大的夢想就是讓機(jī)器人在自己生活的各領(lǐng)域都能夠代替自己工作,服務(wù)機(jī)器人就是這個夢想的完成者。作為人類的替代品,服務(wù)機(jī)器人應(yīng)該具有與人類相同的能力,其中最重要的就是能對復(fù)雜環(huán)境中的人體進(jìn)行識別和跟蹤。當(dāng)前的人體識別技術(shù)主要有:依靠紅外傳感器的人體熱輻射識別、依靠機(jī)器視覺的人體圖像識別。前者由于紅外傳感器的性質(zhì),存在著受環(huán)境背景輻射干擾巨大等缺點;后者由于依靠視覺,所以受光照影響。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的成熟,該傳感器的價格逐

2、年降低使其成為服務(wù)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)配置,其不受環(huán)境影響的特性也使其成為了人體識別與跟蹤的最佳傳感器手段。本文提出了一種依靠激光雷達(dá)作為數(shù)據(jù)來源,使用人體下肢統(tǒng)計學(xué)特征訓(xùn)練隨機(jī)森林分類器,從而完成對激光雷達(dá)數(shù)據(jù)分類識別,使用卡爾曼濾波器對經(jīng)過識別的人體下肢進(jìn)行預(yù)測跟蹤的復(fù)合系統(tǒng)。本文主要完成了以下工作:首先,提出了一種基于激光雷達(dá)信息與隨機(jī)森林分類器的人體下肢識別方法,該方法激光雷達(dá)反饋信息作為輸入媒介,依靠人體下肢的統(tǒng)計學(xué)特征選取不同年齡、

3、性別、著裝的人體下肢激光雷達(dá)數(shù)據(jù)集合訓(xùn)練了一個高度可用的隨機(jī)森林分類器,使用該分類器可以識別99％以上的人體下肢圖像,根據(jù)人體步幅和步寬特征對經(jīng)過識別的人體下肢進(jìn)行配對從而構(gòu)成了完整的人體下肢識別系統(tǒng)。其次,依據(jù)人體下肢識別系統(tǒng)提供的位置信息,本文實現(xiàn)了一個離散卡爾曼濾波的人體下肢跟蹤系統(tǒng),該跟蹤系統(tǒng)可以有效的預(yù)測運動中的人體下肢的位置從而實現(xiàn)人體的跟蹤。本文結(jié)合以上兩個系統(tǒng)實現(xiàn)了一套高度可用的服務(wù)機(jī)器人運動人體跟蹤系統(tǒng),并用該系統(tǒng)在日