一、研究目標 人體定位和3D姿態估計 (Human Pose Estimation, HPE) 在擴增及虛擬實境 (AR/VR)、人機介面、醫療照護及體育等方面都是核心技術之一 (圖一)。在醫院或長照場域中,人體定位可於跌倒事件發生時即時提供意外發生位置的資訊,3D姿態估計則可達到如離床警示或跌倒預測等,以減少意外傷害的發生。 |
||
|
||
圖1、HPE於各領域中之應用 |
---|
二、研究內容 傳統方法多使用基於RGB相機的動作捕捉系統,但其通常存在如:對光線敏感和侵犯隱私等問題。將較於傳統RGB相機,毫米波雷達 (mmWave) 則具有:能穿牆識別、對光線等環境條件有較高穩定性及無隱私侵犯疑慮等優勢,使其適合用於醫療照護等環境複雜且對保護隱私有較高要求的應用。 |
||
|
||
圖2、本實驗室的HPE數據收集系統 |
||
---|---|---|
本實驗室與美國華盛頓大學Information Processing Lab合作提出一基於mmWave的人體定位和3D姿態估計系統 (圖二),該系統以mmWave作為主感測器。此外,透過雙RGB相機及光達 (LiDAR) 同步收集的資料,經由ZeDo模型產生之高精度人體骨架作為HPE模型訓練的Ground Truth (圖三)。提出之HPE模型以HRNet作為模型骨幹,並於特徵空間分出兩個輸出:表示人體中心定位的分佈圖,以及各關節關鍵點的位置偏移量 (圖四)。 |
||
|
||
圖3、生成HPE模型訓練Ground Truth之流程圖 |
||
|
||
圖4、提出之HPE模型架構圖 |
||
模型辨識成果如圖五所示,本實驗室所提出之HPE模型具有精確的定位表現,其平均定位誤差約為9.91 cm,證明本系統能更有效的對人員進行定位及人體姿態估計。 |
||
|
||
圖5、本實驗室提出之基於mmWave的HPE辨識成果 |