一种基于三维雷达的人体互动识别系统技术方案

一种基于三维雷达的人体互动识别系统，涉及识别设备技术领域，它包括三维雷达，三维雷达安装于建筑物的棚顶，三维雷达的安装位置距离地面大于3米，使用时，一是读取雷达获取的数据，并进行空间变换，得到一个新的空间坐标数据；二是根据平移和旋转等因素，对新的空间坐标数据进行调整；三是根据帧数据保存功能，将数据用作背景数据；四是实时获取雷达数据，并用背景数据做差；五是根据数据的阈值范围，判断是否存在行人移动

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维雷达的人体互动识别系统


：
[0001]本专利技术涉及识别设备
，具体涉及一种基于三维雷达的人体互动识别系统
。

技术介绍

：
[0002]当前市场上已经存在一些基于激光雷达的人体位置识别系统，这些系统通常采用较为成熟的算法，如聚类
、
匹配和跟踪算法等
。
这些算法可以有效地利用激光雷达采集的点云数据，提取出人体的特征信息，实现人体位置的定位和识别
。
但是，这些系统在实际应用中仍然存在一些问题，如识别准确率低
、
实时性差等，在复杂环境下，激光雷达容易受到光照
、
遮挡等干扰影响，导致目标点云数据的质量和完整性受到影响
。
[0003]在物体识别方面，需要解决不同物体之间的相似性和变形等问题，传统的手动选取特征点或者特征向量进行识别的方法的效果受到限制
。

技术实现思路

：
[0004]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种基于三维雷达的人体互动识别系统，它利用雷达获取数据进行移动物体检测，同时通过空间变换
、
帧数据保存和阈值检测等技术，有效地过滤掉背景噪声，提高了检测的准确性和稳定性
。
此外，采用
UDP
协议进行数据传输，实现了快速
、
可靠的数据传输，并配合投影互动效果来达到人在哪投影互动反馈就显示在哪里的功能
。
[0005]为了解决
技术介绍
所存在的问题，本专利技术是采用如下技术方案：包括三维雷达，三维雷达安装于建筑物的棚顶，三维雷达的安装位置距离地面大于3米
。
[0006]所述的使用步骤如下：
[0007]1)
读取雷达获取的数据，并进行空间变换，得到一个新的空间坐标数据；
[0008]2)
根据平移和旋转等因素，对新的空间坐标数据进行调整；
[0009]3)
根据帧数据保存功能，将数据用作背景数据；
[0010]4)
实时获取雷达数据，并用背景数据做差；
[0011]5)
根据数据的阈值范围，判断是否存在行人移动；
[0012]6)
若存在行人移动，则将移动目标的坐标数据通过
UDP
协议发送给效果端
。
[0013]所述的步骤
2)
中，对于平移变换和旋转变换，均采用矩阵变换的方法进行计算
。
[0014]所述的步骤
3)
中，三维雷达的帧数据主要包括点云数据
、
时间戳和定位信息，要将帧数据用作背景数据主要需要进行以下步骤：
[0015]1)
采集并保存背景数据在没有目标物体存在的情况下，需要及时采集并保存当前的雷达帧数据作为背景数据；
[0016]2)
预处理背景数据对于保存的背景数据，需要进行预处理，以便更好地用于目标检测和跟踪；
[0017]3)
建立背景模型通过对预处理后的背景数据进行聚类处理，将背景数据中每个点
的位置
、
颜色信息提取出来，并建立背景模型；
[0018]4)
与当前帧数据进行比对在每个雷达帧数据采集后，需要将其与保存的背景模型进行比对，以判断当前场景中是否存在目标物体；
[0019]5)
目标检测和跟踪如果当前场景中存在目标物体，则需要进行目标检测和跟踪
。
[0020]所述的步骤
4)
中，具体使用方法如下：
[0021]1)
实时采集雷达数据在目标检测和跟踪开始前，实时采集雷达数据；
[0022]2)
预处理背景数据；
[0023]3)
建立背景模型，通过对预处理后的背景数据进行聚类处理，将背景数据中每个点的位置
、
颜色信息提取出来，并建立背景模型；
[0024]4)
用背景模型与当前雷达数据进行比对，将实时获取的雷达数据与已经建立的背景模型进行比对，并将结果保存为“目标点云数据”；
[0025]5)
目标检测和跟踪在目标点云数据提取出来之后，对目标物体进行检测和跟踪
。
[0026]所述的步骤
5)
中，具体使用方法如下：
[0027]1)
采集雷达数据，在开始检测和跟踪之前，需要采集实时的三维雷达点云数据；
[0028]2)
去除背景干扰；
[0029]3)
根据阈值判断是否存在行人移动；
[0030]4)
识别行人物体；
[0031]5)
目标跟踪，检测和识别出行人物体后，进行跟踪
。
[0032]所述的步骤
6)
中，将移动目标的坐标数据通过
UDP
协议发送给效果端的步骤如下：
[0033]1)
获取移动目标的坐标数据；
[0034]2)
将坐标数据封装为
UDP
数据包；
[0035]3)
发送数据包至效果端；
[0036]4)
效果端解析数据包并进行处理效果端收到
UDP
数据包后，解析数据包，提取出移动目标的三维坐标数据和其他相关信息并进行处理
。
[0037]本专利技术的有益效果是：通过空间坐标系映射算法，把多线雷达的坐标系转换成真实物理空间坐标系，用算法处理背景数据及用去噪算法去除噪点，来达到人体坐标准确性识别的目的
。
利用雷达获取数据进行移动物体检测，同时通过空间变换
、
帧数据保存和阈值检测等技术，有效地过滤掉背景噪声，提高了检测的准确性和稳定性
。
此外，采用
UDP
协议进行数据传输，实现了快速
、
可靠的数据传输，并配合投影互动效果来达到人在哪投影互动反馈就显示在哪里的功
。
附图说明
：
[0038]图1是本专利技术流程图；
[0039]图2是本专利技术三维雷达点云像示意图
[0040]图3是本专利技术坐标映射软件界面示意图；
[0041]图4是本专利技术坐标转换原理示意图
。
具体实施方式
：
[0042]参照各图，本专利技术具体采用如下实施方式：包括三维雷达，三维雷达安装于建筑物
的棚顶，采用棚顶吊装，雷达斜向下进行识别
。
雷达安装距离地面的高度至少3米以上，雷达的激光线的扫射面，要与投影的区域长边平行，且在长边的中线上，雷达线扫描的扫描场景中人体的效果如图2三维雷达点云图像示意图所示
。
[0043]为了实现人体移动位置与互动投影效果反馈的位置保持一致，需对投影空间与雷达识别空间进行坐标映射
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于三维雷达的人体互动识别系统，其特征在于：包括三维雷达，三维雷达安装于建筑物的棚顶，三维雷达的安装位置距离地面大于3米
。2.
一种根据权利要求1所述的基于三维雷达的人体互动识别系统的使用方法，其特征在于：使用方法如下：
1)
读取雷达获取的数据，并进行空间变换，得到一个新的空间坐标数据；
2)
根据平移和旋转等因素，对新的空间坐标数据进行调整；
3)
根据帧数据保存功能，将数据用作背景数据；
4)
实时获取雷达数据，并用背景数据做差；
5)
根据数据的阈值范围，判断是否存在行人移动；
6)
若存在行人移动，则将移动目标的坐标数据通过
UDP
协议发送给效果端
。3.
根据权利要求2所述的一种基于三维雷达的人体互动识别系统的使用方法，其特征在于：步骤
2)
中，对于平移变换和旋转变换，均采用矩阵变换的方法进行计算
。4.
根据权利要求2所述的一种基于三维雷达的人体互动识别系统的使用方法，其特征在于：步骤
3)
中，三维雷达的帧数据主要包括点云数据
、
时间戳和定位信息，要将帧数据用作背景数据主要需要进行以下步骤：
1)
采集并保存背景数据在没有目标物体存在的情况下，需要及时采集并保存当前的雷达帧数据作为背景数据；
2)
预处理背景数据对于保存的背景数据，需要进行预处理，以便更好地用于目标检测和跟踪；
3)
建立背景模型通过对预处理后的背景数据进行聚类处理，将背景数据中每个点的位置
、
颜色信息提取出来，并建立背景模型；
4)
与当前帧数据进行比对在每个雷达帧数据采集后，需要将其与保存的背景模型进行比对，以判断当前场景中是否存在目标物体；
5)
目标检测和跟踪如果当前场景中存在目标物体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐营权，宁广良，孙广，王文锋，
申请(专利权)人：大庆思特传媒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：