成躺足迹步幅特征的研究 唐权瑞

成趟足迹步幅特征的研究

摘要

本文主要研究了问题，与同类研究相比，本文旨在突出研讨...问题的重要性。我们的主要研究目的包括. .. ，

本文是关于...问题的综述性研究。全文共由. ..节组成。第一节是关于...问题研究的概述。第二节主要涉及. ..问题的讨论。我们在第三节里集中介绍了.. .。第. ..节是全篇的结尾之作，介绍了本项研究所得结论。结论部分的内容又可以进一步概况为：1）... ；2）.. .；3）. ..。

数据分析结果表明，问题的研究是一项相当艰巨而复杂的工作，无法取得统一见解。据此，我们仅能做出以下初步结论：1）... ；2）.. .；3）...。

不言而喻，本文关于问题的讨论，还远谈不上完整全面。对此问题的深入研究，有待于在以下几个方面得以改善：1）；2）；3）。

关键词:

1 问题重述

作案人的足迹是案发现场中发现和提取率较高的痕迹之一。发现这些足迹的相关特征，并以此寻找和甄别犯罪嫌疑人，是刑事科学重要的研究方向。他们开始借助成趟足迹获取犯嫌疑人个人信息及现场活动轨迹,进而与样本数据库中样本进行相似度对比,可协助办案人员缩小嫌疑人范围,明确案件侦察方向。

成趟足迹是指完成一个行走运动周期所形成的足迹步幅特征是指在连续或者成趟足迹中，反映迈步动作及其左右脚之间的搭配关系的痕迹特征，表示为步长，步宽，步角。

本文是研究成趟足迹步幅特征，主要解决以下三个问题：

1.根据给出的图片分析出脚印的规律，并采取相关数据并刻画出犯罪嫌疑

人的步幅特征。

2.根据上述问题的结论来甄别嫌疑人。

3.设计一个刻画杂乱无章脚印嫌疑人的步幅特征的方法，用来甄别脚印杂

乱无章的嫌疑人。

2 问题分析

本题要求根据一幅成趟足迹的图片，并从自己在实践，实验中收集、整理、分析数据，关于成趟足迹步幅特征进行分析。因此本题的关键就在于必须通过收集一定量的数据，并对数据进行恰当的处理。

问题（1）要求对我们根据图片中的脚印来发现其中的规律，我们打算从步幅特征来切入，分别测量出左右步长，左右步宽，左右步角。分别对步长，步宽，步角利用MATLAB进行拟合描点，分别计算出步长，步宽，步角的曲线，从而得到现场罪犯留下的足迹的步幅特征。

问题（2）是要在问题（1）的基础上，根据问题一所得到的现场遗留下来的

足迹步幅的相关特征，在

问题（3）是要

3 符号说明及模型假设

3.1 符号说明

符号说明单位

注：其余符号见每个问题当中具体注释

3.2基本假设

1.我们所测得的数据准确无误，真实可信。

2.不考虑步速，不同的鞋，步态对步幅特征的影响。

3.不考虑年龄，身高，性别，体重对步幅特征的影响。

4.对于同一个人，在一定的时间阶段内，若干次行走结果应具有相对稳定性。

5对于不同的人其各自行走结果应具有一定的差异性。

6.同一个人在多次行走中所选特征要能够重复出现。

4 模型的建立与求解

4..1问题一

4.1.1问题一的分析

我们根据图片中的脚印来发现其中的规律，我们打算从步幅特征来切入，分别测量出左右步长，左右步宽，左右步角。分别对步长，步宽，步角利用MATLAB 进行拟合描点，分别计算出步长，步宽，步角的曲线，从而得到现场罪犯留下的足迹的步幅特征。

4.1.2问题一的解答

上图中脚印的规律分别从三个方面来看:步幅特征分为步长，步宽，步角。

根据图片我们可以看出该罪犯从步长角度看为短步，从步宽的角度看为分跟步，从步角的角度看为外展步。

然后我们规定步长，步宽，步角的测量方法。步幅特征检验指标的选取一般地，选取步幅特征指标应遵循的原则有三点：一是对于同一个人，在一定的时间阶段内，若干次行走结果应具有相对稳定性；二是对于不同的人其各自行走结果应具有一定的差异性；三是同一个人在多次行走中所选特征要能够重复出现。

步幅长、宽、角

步幅特征可用它的长度、宽度和角度加以描述，即前面所谈到的步幅特征。实践和研究结果认为，左步长、右步长、左步宽、右步宽、左步角、右步角等六项指标效果最好。它既可显示一个人在步幅特征方面的稳定性，又可反映出不同人步幅方面的差异性，而且多次行

走可以重复出现，易于测量，且适用于所有的步幅类型。为此，我们选定步幅特征的长、宽、角六项指标用来揭示人的行走运动规律，分别记为：

Х1 (左步长) Х2 (右步长)

Х3 （左步宽) Х4 （右步宽）

Х5 （左步角）Х6 （右步角）

二、步幅特征检验指标的标定与测量

根据足迹中心线和步行线来标定步幅特征六项指标。足迹中心线是通过足迹前掌中心点与后跟中心点的纵向连线。如图2—8—5中的AB直线，A点是后跟中心点，B点是前掌中心点。单个足迹中，确定前掌与后跟的中心点一般选取二者的最宽处，然后取其最长线段的中间点位即可。这里的足迹步行线采用成趟足迹中同侧两相邻足迹后跟中心点的连线，左侧足迹后跟中心点的连线叫左步行线，右侧足迹后跟中心点的连线叫右步行线，如图中所标示。人的步行线在地面上不是两条平行线，而是两两相连的多条无等距离关系的折线，它说明人行走所留轨迹是一条近似曲线。

我们又利用图片来得到关于步长，步宽，步角的相关数据如下表所示。

名称

左步长右步长左步宽右步宽左步角右步角序号

1 56 57.5 3.5 4 10 10

2 57 57.5

3 3.5 8.5 13

3 58 57.5 4.5

4 13 12.5

4 59.

5 58.5 4 2.5 13 13.5

5 58.5 58 3 4 11 12

表1

再利用MA TLAB中的曲线拟合工具箱来进行分别描点连线，拟合成函数图像。

步长的拟合曲线图

得到的解析式为y=57.32sin（1.566x+0.070）