毫米波雷达凭借其出色的环境适应性、高分辨率和隐私保护等优势,在智能家居、智慧养老和安防监控等领域具有广泛的应用前景。毫米波雷达三维点云是一种重要的空间数据表达形式,对于人体行为姿态识别具有极大的价值。然而,由于毫米波雷达点云具有强稀疏性,给精准快速识别人体动作带来了巨大的挑战。针对这一问题,该文公开了一个毫米波雷达人体动作三维点云数据集mmWave-3DPCHM-1.0,并提出了相应的数据处理方法和人体动作识别模型。该数据集由TI公司的IWR1443-ISK和Vayyar公司的vBlu射频成像模组分别采集,包括常见的12种人体动作,如走路、挥手、站立和跌倒等。在网络模型方面,该文将边缘卷积(EdgeConv)与Transformer相结合,提出了一种处理长时序三维点云的网络模型,即Point EdgeConv and Transformer(PETer)网络。该网络通过边缘卷积对三维点云逐帧创建局部有向邻域图,以提取单帧点云的空间几何特征,并通过堆叠多个编码器的Transformer模块,提取多帧点云之间的时序关系。实验结果表明,所提出的PETer网络在所构建的TI数据集和Vayyar数据集上的平均识别准确率分别达到98.77%和99.51%,比传统最优的基线网络模型提高了大约5%,且网络规模仅为1.09 M,适于在存储受限的边缘设备上部署。
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