[实用新型]人体运动捕获三维再现系统

权利要求书

1、人体运动捕获三维再现系统，其特征在于，包括：人体运动捕获子系统(100)和人体运动再现子系统(200)，所述人体运动捕获子系统(100)由微型传感器运动测量模块(110)和运动参数估计模块(120)组成；

所述的微型传感器运动测量模块(110)，其由多个附着在人体各肢体的微型传感器单元，分别测量相应肢体运动数据；

所述的运动参数估计模块(120)，其将每一微型传感器单元的不同种类的微型传感器数据融合起来，估计出相应肢体的运动参数，然后整合人体各肢体运动，推导出人体的整体运动，包括人体的整体位移和各肢体的方位；

所述人体运动再现子系统(200)用于接收人体运动捕获子系统(100)所推导出的人体整体运动参数，驱动人体三维运动形象，以动画的形式在虚拟世界再现相应真人运动。

2、根据权利要求1所述的人体运动捕获三维再现系统，其特征在于：所述微型传感器单元穿戴和附着于人体的每个被测肢体上。

3、根据权利要求1所述的人体运动捕获三维再现系统，其特征在于，所述人体运动捕获子系统(100)中的微型传感器运动测量模块(110)有两种结构：

结构一为有线连接结构，微型传感器运动测量模块(110)包括多个传感器单元，以及一个或几个控制单元，模块为每一传感器单元分配一唯一地址，由一数据总线将所有传感器单元和模块中的控制单元连接到一起，控制单元通过地址总线选择不同的传感器，向各传感器单元发布控制命令，获取每个微型传感器单元的各路测量数据，此后控制单元通过无线或有线方式与便携式微计算机连接，将所获取数据统一发往微型传感器运动测量模块；

结构二为无线连接结构，所有传感器单元中，除各种微型传感器外，均包含无线通信芯片和控制器，它们都可以独立进行传感器数据获取，与便携式微计算机交互，接受命令，发送数据，便携式微计算机可以选择分时或竞争的方式与多个传感器单元通信。

4、根据权利要求3所述的人体运动捕获三维再现系统，其特征在于：所述无线连接结构的微型传感器运动测量模块(110)中的微型传感器单元包括：

微型三维加速度计、微型陀螺仪、微型磁力计、微型超声测距仪、微型电容测距仪；

前置放大器和模数转换器，用以接收微型传感器所采集的信号，把它放大到模数转换器所要求的信号幅度动态范围，进而转换为数字信号；

控制器，控制对各微型传感器的数据采样，将所采数据打包送往通信芯片，与微计算机交换；

无线通信芯片。

5、根据权利要求1所述的人体运动捕获三维再现系统，其特征在于，所述人体运动再现子系统(200)中的人体运动模型采用基于表面模型的建模方式，分为骨架层和表面皮肤层；

第一层，即骨架层是人体运动控制的基础，其参数由树状层次结构的骨骼、关节链接参数、关节角度约束以及物理属性组成；

第二层为表面皮肤层，皮肤的变形由底层的关节体结构驱动。