一種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及的是一種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置，這種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置包括終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、主機(jī)，終端節(jié)點(diǎn)有多個(gè)，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)均由運(yùn)動(dòng)傳感器連接CC2530芯片構(gòu)成，CC2530芯片連接第一Zigbee通信模塊；路由節(jié)點(diǎn)由設(shè)置在腰部的運(yùn)動(dòng)傳感器、ARM微控制器構(gòu)成，終端節(jié)點(diǎn)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器與路由節(jié)點(diǎn)通過第一Zigbee通信模塊和第二Zigbee通信模塊無線連接；路由節(jié)點(diǎn)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(jī)連接；運(yùn)動(dòng)傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構(gòu)成一組傳感器。本實(shí)用新型采集速度快、采集結(jié)果精確，同時(shí)成本低、能耗低。
【專利說明】
一種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及的是運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，具體涉及的是一種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉
目.ο
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]通常，在運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)中，在運(yùn)動(dòng)對(duì)象上設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，通過這些測(cè)量點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)捕捉對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。目前，大都采用光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和高速拍照攝像機(jī)陣列組成的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)。光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉需對(duì)光進(jìn)行反射標(biāo)記，借助多個(gè)不同位置確定標(biāo)記對(duì)應(yīng)的空間位置，這種方法成本高昂，需要多臺(tái)攝像機(jī)于不同位置拍攝視頻。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置，這種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置用于解決目前采用光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和高速拍照攝像機(jī)陣列組成的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)成本高昂的問題。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置包括終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、主機(jī)，終端節(jié)點(diǎn)有多個(gè)，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)均由運(yùn)動(dòng)傳感器連接CC2530芯片構(gòu)成，CC2530芯片連接第一 Zigbee通信模塊;路由節(jié)點(diǎn)由設(shè)置在腰部的運(yùn)動(dòng)傳感器、ARM微控制器構(gòu)成，終端節(jié)點(diǎn)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器與路由節(jié)點(diǎn)通過第一 Zigbee通信模塊和第二 Zigbee通信模塊無線連接;路由節(jié)點(diǎn)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(jī)連接;運(yùn)動(dòng)傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構(gòu)成一組傳感器。
[0008]上述方案中每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)傳感器均連接各自的鋰電池，各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)均獨(dú)自供電。
[0009]上述方案中ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6兩個(gè)異步收發(fā)器中，一個(gè)用于連接電腦，輸出調(diào)試信息；另一個(gè)用于連接Zigbee通信模塊，使動(dòng)作捕捉子系統(tǒng)和無線通信子系統(tǒng)能夠協(xié)同工作。
[0010]上述方案中加速度傳感器采用加速度計(jì)，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(cè)量數(shù)據(jù)的誤差，為進(jìn)一步精確運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果。
[0011]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012]本實(shí)用新型具有運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集速度快、采集結(jié)果精確的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)具有，成本低、能耗低、體積小、重量輕、精度高、可微型化，提高運(yùn)動(dòng)捕獲性能，為運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的提供了便利的采集方式，推動(dòng)了運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫以及其他領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型使用狀態(tài)示意圖；
[0015]圖3是本實(shí)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(jié)點(diǎn)；2路由節(jié)點(diǎn)；3主機(jī);4第二Zigbee通信模塊;5人體。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明:
[0018]結(jié)合圖1、圖2所示，這種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置包括終端節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、Zigbee通信模塊、主機(jī)3，終端節(jié)點(diǎn)I有多個(gè)，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)I均由運(yùn)動(dòng)傳感器、CC2530芯片構(gòu)成，CC2530芯片連接第一 Zigbee通信模塊;路由節(jié)點(diǎn)2由設(shè)置在腰部的運(yùn)動(dòng)傳感器、ARM微控制器構(gòu)成，終端節(jié)點(diǎn)I的各個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器與路由節(jié)點(diǎn)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(jié)點(diǎn)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(jī)3連接，主機(jī)3可以是PC機(jī)，主機(jī)3完成數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)與檢索。運(yùn)動(dòng)傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構(gòu)成一組傳感器，加速度傳感器采用加速度計(jì)，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(yùn)動(dòng)傳感器安置在人體5的關(guān)鍵位置(通常是影響運(yùn)動(dòng)特征的主要關(guān)節(jié)處，至少11個(gè)，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(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0019]由于終端節(jié)點(diǎn)I需要被安裝在捕捉對(duì)象身體的各個(gè)關(guān)鍵部位上，為了不影響捕捉對(duì)象的正常運(yùn)動(dòng)，每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)I的運(yùn)動(dòng)傳感器均連接各自的鋰電池，路由節(jié)點(diǎn)2運(yùn)動(dòng)傳感器及ARM微控制器分別與相應(yīng)的鋰電池連接，各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)I及路由節(jié)點(diǎn)2均獨(dú)自供電。本實(shí)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(gè)異步收發(fā)器中，一個(gè)用于連接電腦，輸出調(diào)試信息；另一個(gè)用于連接第二Zigbee通信模塊4，使動(dòng)作捕捉子系統(tǒng)和無線通信子系統(tǒng)能夠協(xié)同工作。為了盡量縮小傳感節(jié)點(diǎn)的體積，STM32F103C8T6的外圍電路可以簡(jiǎn)化。在本實(shí)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(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)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(jié)點(diǎn)2連接，路由節(jié)點(diǎn)2的運(yùn)動(dòng)傳感器通過第二 Zigbee通信模塊4與主機(jī)3連接，完成數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)發(fā)。
[0022]本實(shí)用新型工作時(shí)，路由節(jié)點(diǎn)2接受其他10個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)采集相應(yīng)關(guān)節(jié)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，路由節(jié)點(diǎn)2通過第二 Zigbee通信模塊4與主機(jī)3相連，運(yùn)動(dòng)者的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息通過終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送至路由節(jié)點(diǎn)2后，路由節(jié)點(diǎn)2再轉(zhuǎn)發(fā)至主機(jī)3，在主機(jī)3的控制下，從而完成人體5運(yùn)動(dòng)參數(shù)的獲取、存儲(chǔ)與捕獲。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置，其特征在于:這種便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置包括終端節(jié)點(diǎn)(I)、路由節(jié)點(diǎn)(2)、主機(jī)(3)，終端節(jié)點(diǎn)(I)有多個(gè)，分別分布于大臂、小臂、大腿、小腿、頭、胸部，每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)(I)均由運(yùn)動(dòng)傳感器連接CC2530芯片構(gòu)成，CC2530芯片連接第一Zigbee通信模塊；路由節(jié)點(diǎn)(2)由設(shè)置在腰部的運(yùn)動(dòng)傳感器、ARM微控制器構(gòu)成，終端節(jié)點(diǎn)(I)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器與路由節(jié)點(diǎn)(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(jié)點(diǎn)(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(jī)(3)連接;運(yùn)動(dòng)傳感器是由角速度傳感器、加速度傳感器、磁阻傳感器構(gòu)成一組傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置，其特征在于:所述的每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)(I)的運(yùn)動(dòng)傳感器均連接各自的鋰電池。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置，其特征在于:所述的ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6兩個(gè)異步收發(fā)器中，一個(gè)異步收發(fā)器連接電腦；另一個(gè)異步收發(fā)器連接第二 Zigbee通信模塊(4) ο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕捉裝置，其特征在于:所述的加速度傳感器采用加速度計(jì)，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(hào)】A63B71/06GK205598601SQ201620424579
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】聶永丹, 張巖, 劉賢梅, 胡慶, 程亮
【申請(qǐng)人】東北石油大學(xué)