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Moving Human Posture Recognition Based on Joint Quaternion 被引量:1
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作者 刘妍 郝矿荣 丁永生 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2016年第5期694-698,共5页
Posture recognition plays an important role in many applications,such as security system and monitoring system.Joint quaternion combined with support vector machine(SVM) can solve the problem of moving human posture r... Posture recognition plays an important role in many applications,such as security system and monitoring system.Joint quaternion combined with support vector machine(SVM) can solve the problem of moving human posture recognition.It is a simple and effective algorithm that only three joints are used as the feature points in the whole human skeleton.Using the quaternion of the three joints,a feature vector with five parameters in gait cycle is extracted.The efficiency of the proposed method is demonstrated through an experimental study,and walking and running postures can be distinguished accurately. 展开更多
关键词 Recognition joints rotation running recognize distinguished coordinates frames camera interpolation
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基于IMU和Kinect的人体下肢动作捕捉算法的研究 被引量:5
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作者 郭欣 孙侨 张燕 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期169-176,共8页
Kinect传感器在进行人体下肢关节定位时,因数据噪声多、深度数据不匹配、环境复杂等因素影响,导致出现局部位置信息丢失的情况,为此,提出了一种基于四元数的改进算法,通过使用低成本的惯性测量单元(IMU)来对Kinect传感器的异常数据进行... Kinect传感器在进行人体下肢关节定位时,因数据噪声多、深度数据不匹配、环境复杂等因素影响,导致出现局部位置信息丢失的情况,为此,提出了一种基于四元数的改进算法,通过使用低成本的惯性测量单元(IMU)来对Kinect传感器的异常数据进行判别与修正。使用改进后的四元数法对髋关节、膝关节和踝关节进行位置解算,以进一步提高解算结果的准确度,简化繁琐的实验流程。通过实验数据的对比发现:改进后的四元数算法可以让复杂的实验过程得以简化,关节角度的均方根误差(RMSE)相较于改进前的算法减小了约0.175;在IMU与Kinect传感器数据相结合后,能够很好地对其异常数据进行修正。 展开更多
关键词 人体下肢关节定位 惯性测量单元 四元数 欧拉角 KINECT
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四元数在时延和方向角同时估计中的应用 被引量:3
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作者 武永贵 王树勋 汪飞 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2005年第5期449-455,共7页
针对阵列信号处理中时延、方向角的同时估计问题,提出了时延、方向角的四元数模型,使得估计时延、方向角二维问题类似于估计一维问题,从而避免了在经典的二维复数模型估计中直接或间接的配对问题。在分析四元数的定义的基础上,利用训练... 针对阵列信号处理中时延、方向角的同时估计问题,提出了时延、方向角的四元数模型,使得估计时延、方向角二维问题类似于估计一维问题,从而避免了在经典的二维复数模型估计中直接或间接的配对问题。在分析四元数的定义的基础上,利用训练序列估计信道特性,通过傅立叶变换和反卷积对信道模型进行变换,得到信号的四元数模型。并通过构造类似一维ESPR IT(Estim ating S ignal Param eter via Rotational InvarianceTechn iques)方法同时估计信号的时延和方向角。仿真实验表明,提出用一个四元数将时延、方向角二维信号参量“捆绑”在一起,可以摆脱二维信号参量的分维配对这一难题。 展开更多
关键词 阵列信号处理 时延和方向角估计 联合估计 四元数
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基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法 被引量:3
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作者 黄学祥 时中 +1 位作者 宋爱国 胡天健 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期283-288,共6页
为了克服传统主从遥操作方法需要进行大量的正/逆运动学解算且操作复杂、不直观的缺点,利用惯性动作捕捉设备将人体手臂动作信息引入遥操作控制回路中,提出了一种基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法.然后,提出了一种基... 为了克服传统主从遥操作方法需要进行大量的正/逆运动学解算且操作复杂、不直观的缺点,利用惯性动作捕捉设备将人体手臂动作信息引入遥操作控制回路中,提出了一种基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法.然后,提出了一种基于四元数的关节空间非奇异映射算法,用于构建虚拟手臂模型,并利用该模型直接控制远端机器人的关节空间.试验结果表明,该方法可以直接控制远端机器人的关节空间,关节空间控制误差小于0.2°;末端位置控制精度小于10 mm,与基于手控器的传统主从遥操作方法相当.因此,基于惯性动作捕捉的主从遥操作方法不仅可以对远端机器人末端位置进行精确控制,而且可以直接控制远端机器人的关节空间,提高操作者的直观性和灵活性. 展开更多
关键词 主从遥操作 惯性动作捕捉 虚拟手臂模型 关节空间映射 四元数
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基于倍四元数的机器人运动灵活性评价 被引量:2
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作者 杜滨 赵京 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期516-522,共7页
针对机器人的雅可比矩阵量纲不统一而不能对其进行灵活性评价这一问题,提出了一种新的雅可比矩阵量纲统一及评价方法。首先基于倍四元数,将三维空间的旋转和平移统一为四维空间的纯转动,推导了基于倍四元数的连杆坐标系变换通式。然... 针对机器人的雅可比矩阵量纲不统一而不能对其进行灵活性评价这一问题,提出了一种新的雅可比矩阵量纲统一及评价方法。首先基于倍四元数,将三维空间的旋转和平移统一为四维空间的纯转动,推导了基于倍四元数的连杆坐标系变换通式。然后利用该方法对机器人进行了运动学建模,得到了具有统一量纲的雅可比矩阵,并根据该矩阵定义了新的评价指标。该方法解决了混合关节机器人建模时所产生的雅可比矩阵量纲不统一的问题。最后,对空间3R机器人和空间RPR机器人的灵活性进行了数值仿真分析,结果表明该评价方法不仅适用于相同类型关节的机器人,同时适用于混合关节类型的机器人。 展开更多
关键词 机器人 运动灵活性 倍四元数 条件数 可操作度 混合关节
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融合关节旋转特征和指尖距离特征的手势识别 被引量:14
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作者 缪永伟 李佳颖 +2 位作者 刘家宗 陈佳舟 孙树森 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期78-92,共15页
作为人机交互的重要方式,手势交互和识别由于其具有的高自由度而成为计算机图形学、虚拟现实与人机交互等领域的研究热点.传统直接提取手势轮廓或手部关节点位置信息的手势识别方法,其提取的特征通常难以准确表示手势之间的区别.针对手... 作为人机交互的重要方式,手势交互和识别由于其具有的高自由度而成为计算机图形学、虚拟现实与人机交互等领域的研究热点.传统直接提取手势轮廓或手部关节点位置信息的手势识别方法,其提取的特征通常难以准确表示手势之间的区别.针对手势识别中不同手势具有的高自由度以及由于手势图像分辨率低、背景杂乱、手被遮挡、手指形状尺寸不同、个体差异性导致手势特征表示不准确等问题,本文提出了一种新的融合关节旋转特征和指尖距离特征的手势特征表示与手势识别方法.首先从手势深度图中利用手部模板并将手部看成链段结构提取手部20个关节点的3D位置信息;然后利用手部关节点位置信息提取四元数关节旋转特征和指尖距离特征,该表示构成了手势特征的内在表示;最后利用一对一支持向量机对手势进行有效识别分类.本文不仅提出了一种新的手势特征表示与提取方法,该表示融合了关节旋转信息和指尖距离特征;而且从理论上证明了该特征表示能唯一地表征手势关节点的位置信息;同时提出了基于一对一SVM多分类策略进行手势分类与识别.对ASTAR静态手势深度图数据集中8类中国数字手势和21类美国字母手势数据集分别进行了实验验证,其分类识别准确率分别为99.71%和85.24%.实验结果表明,本文提出的基于关节旋转特征和指尖距离特征的融合特征能很好地表示不同手势的几何特征,能准确地表征静态手势并进行手势识别. 展开更多
关键词 手势识别 人机交互 关节点位置 四元数特征 支持向量机
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四元数矩阵的奇异Beta分布和F分布
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作者 李斐 薛以锋 《华东师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期85-90,共6页
应用四元数矩阵的奇异Wishart分布的密度函数表达式和奇异四元数矩阵奇异值分解的工具,求得了奇异四元数矩阵变换X=BYB^T的Jacobi行列式.利用奇异四元数矩阵的广义逆定义了四元数矩阵的奇异Beta分布和F分布,结合奇异四元数矩阵数乘变换... 应用四元数矩阵的奇异Wishart分布的密度函数表达式和奇异四元数矩阵奇异值分解的工具,求得了奇异四元数矩阵变换X=BYB^T的Jacobi行列式.利用奇异四元数矩阵的广义逆定义了四元数矩阵的奇异Beta分布和F分布,结合奇异四元数矩阵数乘变换的Jacobi行列式,给出了四元数矩阵的奇异Beta分布和F分布的密度函数表达式.最后,给出了满足两种分布的奇异四元数矩阵的非零特征值的联合密度函数. 展开更多
关键词 奇异四元数矩阵 BETA分布 特征值联合密度函数
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四元数联合传递率在结构状态检测中的应用
8
作者 任同群 郑培珍 +1 位作者 徐征 王晓东 《计测技术》 2021年第5期65-73,共9页
结构两点之间的传递率定义为测得响应信号的频谱之比,它与激励输入无关,综合反映了结构的物理特性,包括刚度、阻尼和质量等,因此被广泛应用于结构状态检测。本文将基于单通道振动信号的传递率推广至三通道振动信号的四元数联合传递率,... 结构两点之间的传递率定义为测得响应信号的频谱之比,它与激励输入无关,综合反映了结构的物理特性,包括刚度、阻尼和质量等,因此被广泛应用于结构状态检测。本文将基于单通道振动信号的传递率推广至三通道振动信号的四元数联合传递率,将三轴加速度计采集的振动信号构建为矢量信号进行三通道联合处理。该方法保持了不同通道信号之间的关联性,克服了传统方法中单通道处理再联合分析的信号失真问题,同时也避免了不同次测量中传感器安装姿态对检测结果的影响,提高了实际工程应用性。基于无砟轨道综合试验平台,结合卡洛变换(K-LT)和对偶树四元数小波变换(DQWT)进行了扣件松脱以及温度力变化的状态检测,均获得正确率95%以上的检测结果。 展开更多
关键词 结构状态检测 四元数联合传递率 扣件松脱 温度力
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基于四元数MUSIC的锥面共形阵列极化-DOA联合估计 被引量:5
9
作者 刘帅 闫锋刚 +1 位作者 金铭 乔晓林 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期1-7,共7页
基于交叉偶极子构成的锥面共形阵列,建立了四元数表示的锥面共形阵列模型并提出了四元数多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法。算法通过同极化子阵的构造以及秩损原理实现了导向矢量中极化信息和波达方向(direction... 基于交叉偶极子构成的锥面共形阵列,建立了四元数表示的锥面共形阵列模型并提出了四元数多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法。算法通过同极化子阵的构造以及秩损原理实现了导向矢量中极化信息和波达方向(direction of arrival,DOA)信息的剥离,进而得到入射信号的二维DOA估计和极化参数估计,有效降低了极化-DOA联合估计的计算量。仿真结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 锥面共形阵列 四元数 极化-DOA联合估计
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关节式机械臂的运动分析 被引量:1
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作者 钟蜀晖 《贵州工学院学报》 1991年第1期53-61,共9页
本文利用四元数对刚体系统进行线运动分析。用这种方法研究多关节机械臂的线运动时,具有方程无奇性、线性程度高等长处。用计算机作数值计算时,利用此方法可节省机时,减小计算误差。
关键词 机械臂 关节式 运动分析 四元数
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维修Agent模型的双指数映射参数化方法
11
作者 毛小松 米双山 +1 位作者 刘鹏远 王晓光 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第11期3154-3157,共4页
复杂关节模型的运动参数化是虚拟人动作仿真的基础,传统的旋转矩阵、欧拉角方法和四元数等参数化方法在运动描述方面存在一定缺陷,都不能很好地解决复杂关节模型的运动参数化问题。对指数映射方法进行改进,提出一种双指数映射(DEM)运动... 复杂关节模型的运动参数化是虚拟人动作仿真的基础,传统的旋转矩阵、欧拉角方法和四元数等参数化方法在运动描述方面存在一定缺陷,都不能很好地解决复杂关节模型的运动参数化问题。对指数映射方法进行改进,提出一种双指数映射(DEM)运动参数化方法,用于同时描述关节模型的平移与旋转、线速度与角速度。首先阐述其在运动描述和参数计算方面的能力,然后进行了维修操作训练仿真实验。研究结果表明了该方法在求导和微分、常微分方程求解、优化控制和插值拟合等方面具有较强的描述功能。 展开更多
关键词 虚拟维修技术 关节模型 运动参数化 空间描述 双四元数
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三种基于四元数模型的声矢量阵MUSIC算法
12
作者 何光进 高峰 《船电技术》 2019年第10期28-32,共5页
传统的基于长矢量模型的MUSIC算法没有充分利用矢量水听器各分量之间的正交特性,存在多目标分辨能力不足的缺点。针对这一情况,文中引入了四元数的概念,利用四元数能更好地描述矢量水听器各分量的正交结构这一优点,提出了三种基于四元... 传统的基于长矢量模型的MUSIC算法没有充分利用矢量水听器各分量之间的正交特性,存在多目标分辨能力不足的缺点。针对这一情况,文中引入了四元数的概念,利用四元数能更好地描述矢量水听器各分量的正交结构这一优点,提出了三种基于四元数模型的二维声矢量阵方位估计算法:Q-VV算法、Q-PV算法和Q-PVV算法。与基于长矢量模型的MUSIC算法相比,新算法降低了协方差矩阵的维数,占用更少的内存空间。同时,由于利用了四元数强正交性约束的特点,新算法有好的单目标估计精度和多目标分辨能力。其中:Q-PV算法和Q-PVV算法利用了声压与振速的相干性,抗各向同性干扰的能力优于Q-VV算法。仿真实验证明了算法的有效性。 展开更多
关键词 声矢量阵 MUSIC算法 四元数 方位估计 联合方位估计
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