姿态识别

5G通感一体化人体姿态感知系统

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项目背景

随着移动通信技术以及人工智能技术的发展,利用无线信号进行人体动作感知也取得显著进展。无线信号具有无接触、高安全以及对光照条件无依赖等特性,使其在室内人体姿势识别领域备受关注,可广泛应用于智能家居与智慧康养、人机交互与沉浸式娱乐、安防与行为分析等场景。

现基于商用 5G 基站与智能终端,构建 5G 通感一体化人体姿态感知系统。系统利用无线信道状态信息 CSI,并结合 RGB 数据建立跨模态监督机制,实现从无线信号到人体 2D 姿态的回归预测。

三种方法对比

视觉方法

视觉方法示例
  • 技术成熟
  • 受制于光照和环境条件
  • 存在潜在隐私风险

传感器方法

传感器方法示例
  • 受环境干扰小
  • 传感器设备寿命有限
  • 用户体验差

无线感知方法

无线感知方法示例
  • 无线资源丰富
  • 不受光照条件影响
  • 非接触式、用户体验好

负责工作

项目成果

关键成果

体感控制游戏

在姿态识别的基础上我们开发出了更上层的应用,利用姿态识别的结果进行游戏的控制。

体感控制游戏

姿态识别效果

我们通过5G信号实现了人体姿态估计,利用17个关键节点进行人体姿态重构,能够实现连续的人体活动感知。

系统框架

该系统框架旨在通过提取无线信道状态信息CSI中的多维物理特征,并结合深度学习模型进行跨域融合,从而实现高精度的无接触式人体姿态识别。系统框架主要由数据采集多特征域提取多特征融合模型架构三个核心模块组成。

系统框架图

跨模态监督学习算法

基于自定义的 MiDiPose 网络结构,整个前向传播过程可以解构为三大核心模块:

模块一:独立通道编码与语义对齐

为幅度、相位、多普勒等异构特征配置专属的轻量级 MLP 网络。

模块二:多模态特征融合

通过多头注意力机制捕获跨域依赖。将 CSI的1D 隐层特征重构为伪图像格式。之后进行深度空间特征提取—引入修改后的ResNet34 作为 Backbone,提取高阶非线性特征。

模块三:姿态坐标回归

降维降采样,直接输出 17 个关键点的 2D 坐标。

跨模态监督学习算法

模型训练结果

对比视觉方案的结果:最终我们的5G-based 姿态估计系统的准确度几乎达到了当今基于视觉方案的性能,撰写并发表了我们的论文。

模型训练结果 论文发表结果

商业级落地:参与Sony Picture Road Show

展厅内部场地

展厅内部场地

游客参观照片

部署至徐州医科大学未来科技园