[发明专利]人体惯性运动捕捉采集装置及方法

说明书

本发明提供了一种人体惯性运动捕捉采集装置及方法，其中，人体惯性运动捕捉采集装置包括：信息采集模块、集线器、无线接收模块、虚拟串口、数据处理模块、运动重构模块以及可视化显示模块；信息采集模块包括多个节点传感器，信息采集模块与集线器电连接，集线器用于在对原始运动信息进行整理后，基于无线传输模式传送至无线接收模块，无线接收模块基于虚拟串口将处理后的数据传送至数据处理模块，数据处理模块电连接至运动重构模块，数据处理模块将处理后的数据传送至所述运动重构模块，运动重构模块对数据处理模块进行变换和重构，并将经变换和重构后的数据传送至可视化显示模块，基于可视化显示模块展示捕捉到的人体运动。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体而言，涉及一种人体惯性运动捕捉采集装置和一种人体惯性运动捕捉采集方法。

背景技术

随着人机交互技术的不断发展，人与计算机的自然的、多模态的交互技术已经进入白热化的阶段，而动作捕捉技术作为人机交互的一个重要分支，近几年，发展迅速。动作捕捉系统就是通过对人体或其他物体运动姿态和位置的检测和记录，将这些信息转换成数字化的抽象模型，表达不同时刻目标所处的姿态。人体运动捕捉技术广泛应用在动作分析、医学、生物工程、电影特效、体育科研训练等相关领域。人体各部分所及的范围及运动角度不同，使得人体运动信息表现为形形色色，错综复杂，且人体运动信息采集过程中会有大量的数据处理及传输，存在传输不便以及丢包的现象，从而降低采集的信息的准确性，对此，目前还没有有效的解决方案。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的人体惯性运动捕捉采集方案，实现大数据传输，有效降低丢包现象发生的概率，提高捕捉采集到的信息的准确性。

有鉴于此，本发明提出了一种新的人体惯性运动捕捉采集装置，包括：信息采集模块、集线器、无线接收模块、虚拟串口、数据处理模块、运动重构模块以及可视化显示模块；其中，所述信息采集模块包括多个分别固定在采集对象各个部位的节点传感器，多个所述节点传感器用于采集所述采集对象的原始运动信息，所述信息采集模块与所述集线器电连接，所述集线器用于接收所述信息采集模块采集到的原始运动信息，在所述原始运动信息进行整理后，基于无线传输模式传送至所述无线接收模块，所述无线接收模块对集线器传送的数据进行处理，并基于所述虚拟串口将处理后的数据传送至所述数据处理模块，所述数据处理模块电连接至所述运动重构模块，所述数据处理模块对无线接收模块传送的数据进行处理，并将处理后的数据传送至所述运动重构模块，所述运动重构模块对数据处理模块进行变换和重构，并将经变换和重构后的数据传送至所述可视化显示模块，基于所述可视化显示模块展示捕捉到的人体运动。

在该技术方案中，信息采集模块中的节点传感器的数量可根据具体采集对象的个数及需求进行调整，各个节点传感器采集原始运动信息，并上传至集线器，由集线器对采集到的数据进行统一处理，支持大规模的数据采集与处理，然后将处理后的数据通过无线传输方式传输至无线接收模块，无线接收模块再进一步对数据进行处理，并经虚拟接口传输至数据处理模块，由数据处理器进行数据恢复后传送至数据重构模块，数据重构模块将数据进行变换和重构后，通过可视化显示模块再现捕捉到的人体运动，数据传输过程中采用无线传输和虚拟串口等多数据链路，确定了数据传输效率，有效降低丢包现象发生的概率，提高捕捉采集到的信息的准确性。

在上述技术方案中，优选地，所述节点传感器包括微传感器MEMS，所述节点传感器内部包括3轴的加速度计、3轴的陀螺仪以及3轴的磁力计，采集到的原始运动信息包括重力加速度、旋转速率以及磁力数据。

在该技术方案中，采用微传感器MEMS作为节点传感器，可以克服光线明暗影响，整个装置成本低，精度较高，有利于实时测量。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述虚拟串口包括USB虚拟串口。