[发明专利]一种基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统及其使用方法

权利要求书

1.一种基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述人体姿态追踪系统包括数据采集系统、无线数据传输系统和计算机数据处理系统；所述数据采集系统包括至少一个数据采集模块，每个数据采集模块包括至少一个微惯性传感单元、电源管理单元、无线发射装置和主控处理模块，所述微惯性传感单元包括降压稳流模块和九轴惯性传感器；所述降压稳流模块用于对所述九轴惯性传感器滤除杂波和稳定电压，所述九轴惯性传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，分别用于采集加速度值和陀螺仪角速度值；所述微惯性传感单元与所述主控处理模块通过通讯进行数据传输，所述电源管理单元为所述数据采集系统的其它部件供电；所述主控处理模块将所述微惯性传感单元采集到的数据进行融合计算得到姿态数据，并将所述姿态数据通过所述无线发射装置发送给所述计算机数据处理系统。

2.根据权利要求1所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述数据采集系统包括五个数据采集模块，分别对应人体的五个部分：左臂、右臂、左腿、右腿和大脑；每个数据采集模块包括两个相互连接的微惯性传感单元。

3.根据权利要求1所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述无线发射装置与所述主控处理模块通过SPI通讯方式连接，用于实时上传所述姿态数据和接收指令。

4.根据权利要求1或3所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述无线发射装置为NRF无线收发器，所述NRF无线收发器包括频率发生器、功率放大器、模式控制器、晶体振荡器和调制解调器。

5.根据权利要求4所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述无线发射装置分为五个从机模块和一个主机模块，所述五个从机模块位于用于数据采集的五个数据采集模块上，所述从机模块与所述主机模块遵循相同的通信协议、通信频率和通信速率，所述主机模块通过设置不同的接收地址将数据分包发送给所述计算机数据处理系统，从而完成数据交互。

6.根据权利要求1所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述数据采集系统的微惯性传感单元与所述主控处理模块通过I2C串行通讯。

7.根据权利要求1所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述无线数据传输系统包括至少一个NRF无线模组，用于接收所述数据采集模块的数据；所述NRF无线模组包括功率放大器和低噪声放大器；一个NRF无线模组与一个数据采集模块一一对应，用于将每个数据采集模块发送过来的数据按照特定的数据格式发送给所述计算机数据处理系统。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统，其特征在于，所述计算机数据处理系统用于接收、存储和处理来自所述数据采集系统的人体姿态数据，并实时完成对人体3D姿态的重构，在人体姿态重构的基础上进一步提取运动参数进行分析。

9.如权利要求1-8任一项所述的基于微惯性传感器的人体姿态追踪系统对于肢体功能损伤用户的康复效果评估的应用。