[发明专利]一种可穿戴式信号处理及设备通讯单元模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种动作提取类可穿戴式设备，具体涉及一种可穿戴式信号处理及设备通讯单元模块。

背景技术

可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。

电磁式运动捕捉系统是比较常用的运动捕捉设备。一般由发射源、接收传感器和数据处理单元组成。发射源在空间产生按一定时空规律分布的电磁场；接收传感器安置在表演者身体的关键位置，随着表演者的动作在电磁场中运动,通过电缆或无线方式与数据处理单元相连。表演者在电磁场内动作时，接收传感器将接收到的信号通过电缆传送给处理单元，根据这些信号可以解算出每个传感器的空间位置和方向。Polhemus公司和Ascension公司均以生产电磁式运动捕捉设备而著称。对于一些高速运动，如拳击、篮球比赛等，该采样速度还不能满足要求。电磁式运动捕捉的优点首先在于它记录的是六维信息，即不仅能得到空间位置，还能得到方向信息，这一点对某些特殊的应用场合很有价值。其次是速度快，实时性好，表演者表演时，动画系统中的角色模型可以同时反应，便于排演、调整和修改。

电磁场分析方式分为两类，第一类是采用直流磁场与交变电场结合产生章动场的方式，此方式由于使用了直流静态场，很容易受到测量区域内金属的干扰；第二类采用复杂的3向正交3频天线组收发系统，通过发射的3向正交天线组各自发射一个频率的信号，接收端也采用3向正交天线独立接收，分别求解三个坐标轴上的位置，算出接收天线整体上与发射天线的距离和夹角。该系统抗干扰能力较强，但结构复杂，计算参数提取复杂，价格非常昂贵，一般需要十万或者数十万，不能用于普通娱乐用途。这两类方式都具有一个共同点，发射天线独立于被追踪人放置于某个位置，接收天线作为信标放置在被追踪人身体各处。所以使用者比须出于发射天线放置位置一定范围内，不能随便移动。实际产品如波尔西莫斯公司的产品系列。

现有的动作提取类可穿戴式设备一般采用电缆连接的方式与其他传感器相连，其缺点在于体积庞大，不能与服装的接口连接，只能与自身配套的捆绑式结构连接不能单独拆除，对应的整套传感器与服装独立，不能洗涤，不能与服装直接固定，穿戴非常麻烦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的动作提取类可穿戴式设备一般采用电缆连接的方式与其他传感器相连，其缺点在于体积庞大，不能与服装的接口连接，只能与自身配套的捆绑式结构连接不能单独拆除，目的在于提供一种可穿戴式信号处理及设备通讯单元模块，解决现有的动作提取类可穿戴式设备一般采用电缆连接的方式与其他传感器相连，其缺点在于体积庞大，不能与服装的接口连接，只能与自身配套的捆绑式结构连接不能单独拆除的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种可穿戴式信号处理及设备通讯单元模块，包括依次连接的处理器、信号放大模块、多路转换器、数据采集卡和通信接口，所述通信接口上还连接有锂电池；

处理器：接收信号放大模块发送的动作数据进行处理和储存；

数据采集卡：通过通信接口接收传感传感器组连接器组发送的多路动作数据，将多路动作数据发送到多路转换器；

多路转换器：接收数据采集卡发送的多路动作数据，对多路动作数据进行处理，输出动作数据到信号放大模块；

信号放大模块：接收多路转换发送的动作信号，将信号放大后发送到处理器；

通信接口：接收传感器组发送的多路动作数据，将多路动作发送到数据采集卡；与外界的电源连通，为锂电池充电；

锂电池：通过通信接口进行充电，为整个模块供电。系统工作时，将通信接口与动作捕捉服饰上的传感器组连接，传感器组包括分别安装在人体各个位置的传感器，传感器采集人体各个部分的动作后，生成动作数据，多个传感器的动作数据汇成多路动作数据发送到数据采集卡，数据采集卡将多路动作数据处理后发送到多路转换器，多路转换器将多路动作数据与各个传感器匹配后发送动作数据到信号放大模块进行信号放大，最后将得到的放大后的动作数据发送到处理器进行处理和储存，同时，由于系统自带通过通信接口充电的锂电池，同时传感器组通过通信接口与模块连接，使用时只需用插到动作捕捉服饰专门预留小口袋的防水插口上即可，与服饰完全独立，不影响服饰的可洗涤性。