[发明专利]一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统，其特征在于包括待观察的鸟（1）、头部传感器（2）、第一肱骨传感器（3）、第二肱骨传感器（4）、第一尺骨桡骨传感器（5）、第二尺骨桡骨传感器（6）、第一掌骨传感器（7）、第二掌骨传感器（8）、尾骨传感器（9）、通讯设备（10）及地面基站（11），所述头部传感器（2）、第一肱骨传感器（3）、第二肱骨传感器（4）、第一尺骨桡骨传感器（5）、第二尺骨桡骨传感器（6）、第一掌骨传感器（7）、第二掌骨传感器（8）、尾骨传感器（9）分别固定于待观察的鸟（1）的头部、第一肱骨、第二肱骨、第一尺骨桡骨、第二尺骨桡骨、第一掌骨、第二掌骨及尾骨，所述通讯设备（10）固定于待观察的鸟（1）的背上，且通讯设备（10）与头部传感器（2）、第一肱骨传感器（3）、第二肱骨传感器（4）及尾骨传感器（9）均通过细线连接，所述第一肱骨传感器（3）与第一尺骨桡骨传感器（5）和第一掌骨传感器（7）通过细线固定连接，所述第二肱骨传感器（4）与第二尺骨桡骨传感器（6）和第二掌骨传感器（8）通过细线连接，每个传感器与其对应的分开发板采用I2C通讯，每个分开发板与通讯设备（10）通过SPI通讯，所述通讯设备（10）与地面基站（11）通过无线通讯。

2.根据权利要求1所述的一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统，其特征在于包括电源（12），所述电源（12）安装于通讯设备（10）上，且其与通讯设备（10）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统，其特征在于每个传感器采用ICM-20948传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统，其特征在于所述通讯设备（10）为主开发板，其中各个传感器的分开发板与主开发板通过SPI通讯，所述主开发板与地面基站（11）通过无线通讯。

5.一种如权利要求1所述的基于实鸟飞行的动作捕捉系统的控制方法，其特征在于包括如下具体步骤：

1）基于实鸟飞行的动作捕捉系统的安装

首先将头部传感器（2）、第一肱骨传感器（3）、第二肱骨传感器（4）、第一尺骨桡骨传感器（5）、第二尺骨桡骨传感器（6）、第一掌骨传感器（7）、第二掌骨传感器（8）及尾骨传感器（9）分别固定到待观察的鸟（1）的相应部位，传感器之间通过细线连接，最后将通讯设备（10）固定于待观察的鸟（1）的背部，将通讯设备（10）与头部传感器（2）、第一肱骨传感器（3）、第二肱骨传感器（4）及尾骨传感器（9）均通过细线连接，将通讯设备（10）接入电源（12）；

2）传感器与主开发板的连接

将每个传感器与其对应的分开发板电性连接，接着将各个分开发板与通讯设备（10）SPI通讯；

3）整个系统的初始化和校准调试

接通电源（12）后，将通讯设备（10）与地面基站（11）的数据结构软件通讯，保证其能正确通讯后，再将各个传感器进行复位与初始化，使之输出的参数为初始值，然后将待观察的鸟（1）放飞；

4）参数的接收和处理

各个传感器将参数通过SPI通讯传送至通讯设备（10），然后通讯设备（10）通过无线通讯将数据发送至地面基站（11），接着通过地面基站（11）的神经网络算法进行训练，最终将收集到的参数等模拟为最优稳定的鸟类姿态示意图。

6.根据权利要求5所述的一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统的控制方法，其特征在于1）步骤中的每个传感器为简化程序及功能缩减后的ICM-20948惯性传感器。

7.根据权利要求5所述的一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统的控制方法，其特征在于4）步骤中各参数为欧拉角等。