[发明专利]人体惯性运动捕捉采集装置及方法

权利要求书

1.一种人体惯性运动捕捉采集装置，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的人体惯性运动捕捉采集装置，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的人体惯性运动捕捉采集装置，其特征在于，所述虚拟串口包括USB虚拟串口。

4.一种人体惯性运动捕捉采集方法，基于权利要求1至3中任一项所述的人体惯性运动捕捉采集装置的运动捕捉采集方法，其特征在于，包括：

信息采集模块中的各个节点传感器将采集到的原始运动信息传送至集线器；

所述集线器对每个节点传感器上传的原始运动信息进行时间同步，并通过无线传输方法将时间同步后的原始运动信息传送至无线接收模块；

所述无线接收模块对接收到的数据进行组帧和编码，以得到处理后的帧结构数据，并通过虚拟串口将其传送至数据处理模块；

所述数据处理模块将接收到的帧结构数据进行解码以及校准，并将校准后的数据传输至运动重构模块；

所述运动重构模块基于旋转矩阵构造方法将校准后的数据构造成变换矩阵，以及依此更新每个节点传感器世界坐标系下的变换矩阵，并将经变换和重构后的数据传输至可视化显示模块，以基于所述可视化显示模块展示捕捉到的人体运动。