一種便攜式運動數據捕捉裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及的是一種便攜式運動數據捕捉裝置，這種便攜式運動數據捕捉裝置包括終端節點、路由節點、主機，終端節點有多個，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個終端節點均由運動傳感器連接CC2530芯片構成，CC2530芯片連接第一Zigbee通信模塊；路由節點由設置在腰部的運動傳感器、ARM微控制器構成，終端節點的各個運動傳感器與路由節點通過第一Zigbee通信模塊和第二Zigbee通信模塊無線連接；路由節點的ARM微控制器一方面與第二Zigbee通信模塊連接，另一方面與主機連接；運動傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構成一組傳感器。本實用新型采集速度快、采集結果精確，同時成本低、能耗低。
【專利說明】
一種便攜式運動數據捕捉裝置
[0001 ] 技術領域:
[0002]本實用新型涉及的是運動數據采集設備，具體涉及的是一種便攜式運動數據捕捉
目.ο
[0003]【背景技術】:
[0004]通常，在運動捕捉系統中，在運動對象上設置一個或者多個測量點，通過這些測量點的空間三維坐標數據捕捉對象的運動狀態。目前，大都采用光學式運動捕捉系統和高速拍照攝像機陣列組成的運動捕捉系統。光學式運動捕捉需對光進行反射標記，借助多個不同位置確定標記對應的空間位置，這種方法成本高昂，需要多臺攝像機于不同位置拍攝視頻。
[0005]
【發明內容】
:
[0006]本實用新型的目的是提供一種便攜式運動數據捕捉裝置，這種便攜式運動數據捕捉裝置用于解決目前采用光學式運動捕捉系統和高速拍照攝像機陣列組成的運動捕捉系統成本高昂的問題。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:這種便攜式運動數據捕捉裝置包括終端節點、路由節點、主機，終端節點有多個，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個終端節點均由運動傳感器連接CC2530芯片構成，CC2530芯片連接第一 Zigbee通信模塊;路由節點由設置在腰部的運動傳感器、ARM微控制器構成，終端節點的各個運動傳感器與路由節點通過第一 Zigbee通信模塊和第二 Zigbee通信模塊無線連接;路由節點的ARM微控制器一方面與第二 Zigbee通信模塊連接，另一方面與主機連接;運動傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構成一組傳感器。
[0008]上述方案中每個終端節點的運動傳感器均連接各自的鋰電池，各個終端節點均獨自供電。
[0009]上述方案中ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6兩個異步收發器中，一個用于連接電腦，輸出調試信息；另一個用于連接Zigbee通信模塊，使動作捕捉子系統和無線通信子系統能夠協同工作。
[0010]上述方案中加速度傳感器采用加速度計，角速度傳感器采用陀螺儀，磁阻傳感器采用三軸電子羅盤，可以減小測量數據的誤差，為進一步精確運動數據的測量結果。
[0011]本實用新型具有以下有益效果:
[0012]本實用新型具有運動數據采集速度快、采集結果精確的優點；同時具有，成本低、能耗低、體積小、重量輕、精度高、可微型化，提高運動捕獲性能，為運動捕獲數據的提供了便利的采集方式，推動了運動捕獲數據在計算機動畫以及其他領域的廣泛應用。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0014]圖2是本實用新型使用狀態示意圖；
[0015]圖3是本實用新型中STM32F103C8T6與第二Zigbee通信模塊之間的管腳連接方式。
[0016]I終端節點；2路由節點；3主機;4第二Zigbee通信模塊;5人體。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0018]結合圖1、圖2所示，這種便攜式運動數據捕捉裝置包括終端節點1、路由節點2、Zigbee通信模塊、主機3，終端節點I有多個，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個終端節點I均由運動傳感器、CC2530芯片構成，CC2530芯片連接第一 Zigbee通信模塊;路由節點2由設置在腰部的運動傳感器、ARM微控制器構成，終端節點I的各個運動傳感器與路由節點2通過第一 Zigbee通信模塊和第二 Zigbee通信模塊4無線連接;路由節點2的ARM微控制器一方面與第二 Zigbee通信模塊4連接，另一方面與主機3連接，主機3可以是PC機，主機3完成數據的輸入、存儲與檢索。運動傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構成一組傳感器，加速度傳感器采用加速度計，角速度傳感器采用陀螺儀，磁阻傳感器采用三軸電子羅盤。運動傳感器安置在人體5的關鍵位置(通常是影響運動特征的主要關節處，至少11個，左大臂、左小臂、右大臂、右小臂、左大腿、左小腿、右大腿、右小腿、頭、胸和腰)，實時采集運動對象的運動數據。
[0019]由于終端節點I需要被安裝在捕捉對象身體的各個關鍵部位上，為了不影響捕捉對象的正常運動，每個終端節點I的運動傳感器均連接各自的鋰電池，路由節點2運動傳感器及ARM微控制器分別與相應的鋰電池連接，各個終端節點I及路由節點2均獨自供電。本實用新型還配備有充電管理電路。
[0020]如圖3所示，ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6兩個異步收發器中，一個用于連接電腦，輸出調試信息；另一個用于連接第二Zigbee通信模塊4，使動作捕捉子系統和無線通信子系統能夠協同工作。為了盡量縮小傳感節點的體積，STM32F103C8T6的外圍電路可以簡化。在本實用新型中，STM32F103C8T6的外圍電路僅有晶振、去耦電容和JTAG。[0021 ] Zigbee通信模塊:身體各個關節的運動采集終端傳感器通過第一 Zigbee通信模塊和第二 Zigbee通信模塊4與路由節點2連接，路由節點2的運動傳感器通過第二 Zigbee通信模塊4與主機3連接，完成數據的采集與轉發。
[0022]本實用新型工作時，路由節點2接受其他10個終端節點的運動數據，負責采集相應關節的運行數據，路由節點2通過第二 Zigbee通信模塊4與主機3相連，運動者的關節運動信息通過終端節點發送至路由節點2后，路由節點2再轉發至主機3，在主機3的控制下，從而完成人體5運動參數的獲取、存儲與捕獲。
【主權項】
1.一種便攜式運動數據捕捉裝置，其特征在于:這種便攜式運動數據捕捉裝置包括終端節點(I)、路由節點(2)、主機(3)，終端節點(I)有多個，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個終端節點(I)均由運動傳感器連接CC2530芯片構成，CC2530芯片連接第一Zigbee通信模塊；路由節點(2)由設置在腰部的運動傳感器、ARM微控制器構成，終端節點(I)的各個運動傳感器與路由節點(2)通過第一 Zigbee通信模塊和第二 Zigbee通信模塊(4)無線連接;路由節點(2)的ARM微控制器一方面與第二 Zigbee通信模塊(4)連接，另一方面與主機(3)連接;運動傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構成一組傳感器。2.根據權利要求1所述的便攜式運動數據捕捉裝置，其特征在于:所述的每個終端節點(I)的運動傳感器均連接各自的鋰電池。3.根據權利要求1所述的便攜式運動數據捕捉裝置，其特征在于:所述的ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6兩個異步收發器中，一個異步收發器連接電腦；另一個異步收發器連接第二 Zigbee通信模塊(4) ο4.根據權利要求1所述的便攜式運動數據捕捉裝置，其特征在于:所述的加速度傳感器采用加速度計，角速度傳感器采用陀螺儀，磁阻傳感器采用三軸電子羅盤。
【文檔編號】A63B71/06GK205598601SQ201620424579
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月11日
【發明人】聶永丹, 張巖, 劉賢梅, 胡慶, 程亮
【申請人】東北石油大學