[发明专利]动作捕捉装置

说明书

本发明实施例提供一种动作捕捉装置，包括：流场矢量传感器，用于采集被测物因运动导致的表面流场信息；加速度传感器，用于采集被测物的合加速度信息；处理器，用于根据所述被测物的表面流场信息，与被测物的合加速度信息进行数据融合，解算出被测物的运动速度、运动加速度和重力加速度分量，并根据重力加速度分量解算被测物姿态角。本发明实施例具有鲁棒性好、长期无漂移的优势，适用于不同类型和不同剧烈程度的被测物运动捕捉。

技术领域

本发明涉及电子检测技术领域，更具体地，涉及动作捕捉装置。

背景技术

运动捕捉技术是一种重要的人机交互方式，在运动训练、影视制作、健康医疗、安全监护等领域发挥着不可替代的作用。运动捕捉技术手段包括机械式、光学式、电磁式和惯性式等。其中惯性式运动捕获方法使用惯性传感器，包括多轴陀螺仪、多轴加速度计和多轴磁强计，对人体的各部位运动状态进行测量分析。得益于微机电系统技术的发展，惯性式动作捕获技术传感器体积小、功耗低，使用场景不受限制，基于该技术的可穿戴运动捕捉设备逐渐成为研究的热点。

但是，惯性传感器极易受运动加速度干扰，导致姿态解算不准，且只能靠积分解算运动速度，存在无法避免的积分漂移，这些问题一直困扰着众多研究者。人体运动会导致肢体表面流场变化，可以通过肢体表面流场监测间接反映人体的运动特性，包括运动速度、运动加速度信息，该测量方法具有无积分漂移和不受运动干扰等特点。

由此可见，将表面流场测量方法与常规惯性方法相结合，提供体积小、重量轻、集成度高的可穿戴动作捕捉模块，可以弥补常规惯性式运动捕捉技术的不足，提高动作捕捉的抗干扰性和长期稳定性，为相关领域提供更加稳定可靠的运动检测技术手段。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的动作捕捉装置。

第一个方面，本发明实施例提供一种动作捕捉装置，包括采集部和处理部，所述采集部包括：流场矢量传感器，用于采集被测物因运动导致的表面流场信息；加速度传感器，用于采集被测物的合加速度信息；

所述处理部包括处理器，所述处理器用于根据所述被测物的表面流场信息，与被测物的合加速度信息进行数据融合，解算出被测物的运动速度、运动加速度和重力加速度分量，并根据重力加速度分量解算被测物姿态角。

第二个方面，本发明实施例提供另一种动作捕捉装置，包括采集部和处理部，所述采集部包括流场矢量传感器，用于采集被测物因运动导致的表面流场信息；加速度传感器，用于采集被测物的合加速度信息；角速度传感器，用于采集被测物的角速度信息；

所述处理部包括处理器，所述处理器用于对被测物运动导致的表面流场信息、合加速度信息、角速度信息进行数据融合，解算出被测物的运动速度、运动加速度、重力加速度分量和姿态角。

本发明实施例提供的动作捕捉装置，根据流场矢量传感器测得的表面流场信息解算被测物运动速度，同时结合加速度传感器测得的合加速度信息解算出被测物的运动加速度和重力加速度分量信息，并进一步解算姿态角，克服了现有技术通过惯性传感器解算姿态角存在的累积误差导致的漂移问题和易受动态运动干扰的问题，具有鲁棒性好、长期无漂移的优势，适用于不同类型和不同剧烈程度的被测物运动捕捉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例提供的动作捕捉装置的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例提供的可穿戴的运动捕捉装置的结构示意图；

图3为根据本发明另一个实施例提供的可穿戴的运动捕捉装置的结构示意图；