[发明专利]一种用于虚拟现实的身体数据采集反馈设备和方法

权利要求书

1.一种用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈设备，包括：身体姿态数据采集模块和力反馈数据输出模块，其中，身体姿态数据采集模块包括惯性传感器、UWB超宽带测距子模块和无线网络子模块，用于实时采集身体姿态数据信息和采集点相对位置信息，通过无线方式传输给中枢控制器；其中，力反馈数据输出模块包括电脉冲反馈装置，用于无线接收中枢控制器发送的力反馈信号，通过接收识别核心传输来的反馈数据作用于相应的身体部位。

2.根据权利要求1所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈设备，其中，该身体数据的采集和反馈的设备用于采集体验者人体姿态，将体验者肢体及全身反馈信号与中枢处理器有效融合，以达到控制虚拟环境下虚拟身体和让现实环境下人体感受到触摸、拍打、撞击感觉。

3.根据权利要求1所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈设备，其中，身体姿态数据采集模块包括布置在全身肢体关键节点部位的传感器，其中，传感器包括9自由度传感器，该9自由度传感器包括3轴陀螺仪、3轴罗盘和3轴加速度计。

4.根据权利要求3所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈设备，其中，关键节点部位包括手足肢端节点、踝腕关节节点、膝肘关节节点、肩跨关节节点、及头、颈、躯干节点的必要节点及其他可临时配置的扩展节点。

5.根据权利要求1所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈设备，其中，各个独立传感器的无线通讯网络包含特征地址信息及自组网系统，网络系统内包括一个协调器和若干节点，每个节点上电后由协调器配置组网，形成以协调器为中心的星型网络。

6.根据权利要求1所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈设备，其中，各节点传感器互不干扰的将数据传送至姿态信息整合单元，该姿态信息整合单元是一个包含协调器的控制中心。

7.根据权利要求6所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈设备，其中，姿态信息整合单元用于将节点传感器上传的包括加速度、方向角、角加速度数据进行融合，辅以肢体骨络算法融合技术，计算出人体肢体位置及运动轨迹和速度等数据后，传输给中枢控制器平台。

8.一种用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈的方法，该方法包括：

步骤1，在全身肢体关键节点部位布置传感器，组成无线通信网络；

步骤2，各节点传感器互不干扰的将数据传送至姿态信息整合单元，姿态信息整合单元将节点传感器上传的数据融合，计算出人体肢体位置及运动轨迹和速度数据后，传输给中枢控制器；

步骤3，通过力反馈数据输出模块接收来自中枢控制器平台的反馈触发信号，控制佩戴在体验者身上的节点产生电流脉冲或震动作。

9.根据权利要求8所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈的方法，其中，步骤1中，全身肢体关键节点部位的传感器包括9自由度传感器，9自由度传感器包括3轴陀螺仪、3轴罗盘、3轴加速度计；其中，全身肢体关键阶段部位包括手足肢端节点、踝腕关节节点、膝肘关节节点、肩跨关节节点、及头、颈、躯干节点等必要节点及其他可临时配置的扩展节点。

10.根据权利要求8所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈的方法，其中，步骤2中，各个独立传感器的无线通讯网络包含特征地址信息及自组网系统，该网络系统内包括一个协调器和若干节点，每个节点上电后由协调器配置组网，形成以协调器为中心的星型网络。

11.根据权利要求8所述的用于虚拟现实环境下的身体数据的采集和反馈的方法，其中，步骤2中，该各节点传感器互不干扰的将数据传送至姿态信息整合单元，该姿态信息整合单元是一个包含协调器的控制中心；

进一步其中，步骤2中，姿态信息整合单元将节点传感器上传的包括加速度、方向角、角加速度数据进行融合，辅以肢体骨络算法融合技术，计算出人体肢体位置及运动轨迹和速度等数据后，传送给中枢控制器平台。