[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

说明书

本发明公开了一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统及其控制方法，属于动作捕捉技术领域，包括待观察的鸟、头部传感器、第一肱骨传感器、第二肱骨传感器、第一尺骨桡骨传感器、第二尺骨桡骨传感器、第一掌骨传感器、第二掌骨传感器、尾骨传感器、通讯设备及地面基站的数据接收软件，通过在实鸟身上穿戴头部传感器、第一肱骨传感器、第二肱骨传感器、第一尺骨桡骨传感器、第二尺骨桡骨传感器、第一掌骨传感器、第二掌骨传感器、尾骨传感器及主开发板，接通电源后，将通讯设备与地面基站的设备进行配对；再将各个骨头位置上的传感器进行初始化以及SPI、I2C、无线通信的检查，便将鸟类放飞，最后通过地面基站耦合的参数，便可以观察鸟类的飞行姿态。

技术领域

本发明属于动作捕捉技术领域，具体涉及一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统及其控制方法。

背景技术

当前市面上的动作捕捉装置，由于一般只用于人类的姿态捕捉所使用，如图1所示，因此经常使用穿戴式多单点多轴传感器耦合的动作姿态捕捉系统，由于其使用的惯性传感器个头较大，佩戴起来对于人类而言不累赘，但是对于鸟类而言，已经十分沉重；若将其使用到鸟类身上，非常容易导致鸟类穿戴以后已经无法飞行。

目前市面上使用的穿戴式传感器，由于全身需要佩戴超过15个传感器以上，非常容易出现传感器的丢失，一旦传感器其中有一个丢失，将导致动作捕捉系统的失效，再者目前使用的人类动作捕捉装置，有许多额外的附加功能，导致其单个传感器体积更大，质量也更加沉重，穿戴与鸟类身上更加不合适。

现在并未有针对于鸟类使用的动作捕捉系统的设计开发现状，设计出一套新的使用与鸟类的捕捉系统。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统及其控制方法，基于ICM-20948进行简化开发，全身由8个惯性传感器组成，相对于使用于人类的动作姿态捕捉系统，功能更加简洁，更加小巧，更加轻盈。

本发明提出了一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统，包括待观察的鸟、头部传感器、第一肱骨传感器、第二肱骨传感器、第一尺骨桡骨传感器、第二尺骨桡骨传感器、第一掌骨传感器、第二掌骨传感器、尾骨传感器、通讯设备及地面基站，所述头部传感器、第一肱骨传感器、第二肱骨传感器、第一尺骨桡骨传感器、第二尺骨桡骨传感器、第一掌骨传感器、第二掌骨传感器、尾骨传感器分别固定于待观察的鸟的头部、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，所述通讯设备固定于待观察的鸟的背上，且通讯设备与头部传感器、第一肱骨传感器、第二肱骨传感器及尾骨传感器均通过细线连接，所述第一肱骨传感器与第一尺骨桡骨传感器和第一掌骨传感器通过细线固定连接，所述第二肱骨传感器与第二尺骨桡骨传感器和第二掌骨传感器通过细线连接，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通过SPI通讯，所述通讯设备与地面基站通过无线通讯。

进一步地，包括电源，所述电源安装于通讯设备上，且其与通讯设备电性连接。

进一步地，每个传感器采用ICM-20948传感器。

进一步地，所述通讯设备为主开发板，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通过无线通讯。

本发明还提出了一种基于实鸟飞行的动作捕捉系统的控制方法，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、第一肱骨传感器、第二肱骨传感器、第一尺骨桡骨传感器、第二尺骨桡骨传感器、第一掌骨传感器、第二掌骨传感器及尾骨传感器分别固定到待观察的鸟的相应部位，传感器之间通过细线连接，最后将通讯设备固定于待观察的鸟的背部，将通讯设备与头部传感器、第一肱骨传感器、第二肱骨传感器及尾骨传感器均通过细线连接，将通讯设备接入电源；

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SPI通讯；