[发明专利]一种多路数据采集系统

说明书

本发明公开了一种多路数据采集系统，包括脚部压力传感器、脚部姿态数据采集模块、小腿部姿态数据采集模块、小腿与大腿之间关节角度数据采集模块、大腿部姿态数据采集模块、髋关节角度数据采集模块、腰部姿态数据采集模块和中控数据处理电路，脚部压力传感数据采集模块与中控数据处理电路连接，脚部姿态数据采集模块与中控数据处理电路之间通过SPI协议经由SPI网络连接。本发明不仅采集了小腿姿态、大腿姿态、腰部姿态，还采集了脚部关键点的压力、小腿与大腿间关节角度、髋关节角度；通过增加脚部压力传感器，可以实时检测出人体前后脚掌落地与抬起的时间和力度，可以更精准的对人体进行姿态评估。

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种多路数据采集系统。

背景技术

一个惯性测量单元(IMU)包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。

陀螺仪输出角速度，是瞬时量，角速度在姿态平衡上是不能直接使用，需要角速度与时间积分计算角度，得到的角度变化量与初始角度相加，就得到目标角度，其中积分时间Dt越小，输出角度越精确,但陀螺仪的原理决定了它的测量基准是自身，并没有系统外的绝对参照物，加上Dt是不可能无限小,所以积分的累积误差会随着时间流逝迅速增加，最终导致输出角度与实际不符，所以陀螺仪只能工作在相对较短的时间尺度内，

目前对于身体姿态的检测，大多使用IMU进行检测，因为IMU中陀螺仪的输出误差会随着时间流逝迅速增加，所以只能进行短时间的测量，无法对用户进行全面的体态评估。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明实施例提供一种多路数据采集系统，能够实时校准IMU参数，使得到的姿态数据更精准更加的全面。

本发明实施例提供一种多路数据采集系统，包括脚部压力传感器、脚部姿态数据采集模块、小腿部姿态数据采集模块、小腿与大腿之间关节角度数据采集模块、大腿部姿态数据采集模块、髋关节角度数据采集模块、腰部姿态数据采集模块和中控数据处理电路，脚部压力传感数据采集模块与中控数据处理电路连接，脚部姿态数据采集模块与中控数据处理电路之间通过SPI协议经由SPI网络连接，小腿部姿态数据采集模块与中控数据处理电路之间通过SPI协议经由SPI网络连接，小腿与大腿之间关节角度数据采集模块与中控数据处理电路之间通过SSI协议经由SSI网络连接，大腿部姿态数据采集模块与中控数据处理电路之间通过SPI协议经由SPI网络连接，腰部姿态数据采集模块与中控数据处理电路之间通过SPI协议经由SPI网络连接，髋关节角度数据采集模块与中控数据处理电路之间通过SSI协议经由SSI网络连接，中控数据处理电路通过USB协议经由USB网络与U盘连接。

所述脚部压力传感器分为第一脚部压力传感器和第二脚部压力传感器，脚部姿态数据采集模块分为第一脚部姿态数据采集模块和第二脚部姿态数据采集模块，小腿部姿态数据采集模块分为第一小腿部姿态数据采集模块和第二小腿部姿态数据采集模块，小腿与大腿之间关节角度数据采集模块分为第一小腿与大腿之间关节角度数据采集模块和第二小腿与大腿之间关节角度数据采集模块，大腿部姿态数据采集模块分为第一大腿部姿态数据采集模块和第二大腿部姿态数据采集模块，髋关节角度数据采集模块分为第一髋关节角度数据采集模块和第二髋关节角度数据采集模块。

进一步地，脚部压力传感器包括数量为五个的多点分布式柔性压力传感器和信号调理电路，五个多点分布式柔性压力传感器的一端分别与信号调理电路连接。

进一步地，脚部姿态数据采集模块包括脚部姿态UART接口、脚部姿态IMU和脚部姿态电压转换器，脚部姿态IMU的一端与脚部姿态UART接口连接，脚部姿态电压转换器的一端与脚部姿态IMU连接，脚部姿态IMU通过SPI协议经由SPI网络与中控数据处理电路连接。