專利名稱：一種用于人體交互的運動追蹤裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及運動訓練輔助設備領域，具體為一種用于人體交互的運動追蹤裝置。
背景技術：
運動追蹤技術的主要目的是實時追蹤和反饋目標的位置和運動變化，得到位置等相應的運動特征數據，即目標的三維空間定位及其運動參數獲取。運動追蹤的方法根據傳感元件的不同分為:慣性追蹤、光學追蹤、力和機械式追蹤、電磁式追蹤、聲學追蹤等等。目前，在人機交互領域比較常用的運動追蹤技術是慣性追蹤技術和光學追蹤技術。慣性追蹤技術，通過在目標上設置慣性測量單元，測量得到加速度、角速度等數據，以此為基礎使用數學工具解算，獲得目標的運動情況。慣性追蹤的特點是實現簡單，抗干擾性強；缺點是不能全面地獲取被追蹤目標的運動特征，只能有限和局部地反映被追蹤目標的運動特點。光學追蹤技術，通過對目標上特定光點的監(jiān)視和跟蹤來完成運動追蹤的任務。理論上，對于空間的任意一個點，只要它能同時被兩臺攝像機所見，則根據同一瞬間兩攝像機所拍攝的圖像和攝像機參數，即可以確定這一時刻該點的空間位置。當攝像機以足夠高的速率連續(xù)拍攝時，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌跡。其中圖像的處理采用的是三維圖象重建技術，即通過攝像機記錄圖像，通過數字化處理形成虛擬物體，然后通過三維空間標定，確定物體的空間位置。光學追蹤技術的特點是能全面地反映物體的運動情況，精度高；缺點是實現較為困難，且追蹤的范圍較小。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種種能實現在人機交互、虛擬現實以及增強現實系統(tǒng)中的應用，并且能夠有效擴大運動追蹤范圍的用于人體交互的運動追蹤裝置。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為:一種用于人體交互的運動追蹤裝置，包括有主機、接入主機的顯示器，其特征在于:還包括置于顯示器上對人體進行圖像采集的圖像采集盒、供人體運動的環(huán)形模擬跑道、佩戴在人體四肢的套環(huán)；所述圖像采集盒內置有彼此雙向通訊連接的FPGA、DSP,圖像采集盒側壁上設置有一對分別對準環(huán)形模擬跑道上人體的攝像頭，兩攝像頭分別通過信號線接入FPGA, DSP分別通過I2C/SPI總線與兩攝像頭連接，DSP還通過USB總線與主機通訊連接；所述環(huán)形模擬跑道包括環(huán)形基臺、鋪設在基臺上的壓敏傳感器陣列、鋪設在壓敏傳感器陣列上的橡膠層，環(huán)形基臺內置有MCU、接入MCU的信號采集電路和無線模塊，壓敏傳感器陣列接入信號采集電路，MCU通過連接的無線模塊與主機通訊連接；所述套環(huán)內置有中心處理單元、接入中心處理單元的慣性測量單元和無線模塊，套環(huán)內的中心處理單元通過連接的無線模塊與主機通訊連接。所述的一種用于人體交互的運動追蹤裝置，其特征在于:所述慣性測量單元包括三維加速度傳感器、三軸陀螺儀、三軸磁傳感器。[0007]本實用新型中，人體在模擬環(huán)形跑道上運動時，由攝像頭采集人體運動圖像，由套環(huán)內慣性測量單元采集人體運動數據，環(huán)形模擬跑道可采集人體移動時的腳部壓力信號，并分別傳送至主機，通過主機內程序根據人體運動圖像結合人體運動數據和腳部壓力信號在顯示器上模擬出相關動作畫面。本實用新型將慣性追蹤與光學追蹤復合使用，具有較高的精度和真實度，其實現簡單方便，追蹤精度高，操作容易。

圖1為本實用新型結構示意圖。圖2為本實用新型套環(huán)的內部結構示意圖。
具體實施方式
如圖1及圖2所示。一種用于人體交互的運動追蹤裝置，包括有主機1、接入主機I的顯示器2、置于顯示器2上對人體進行圖像采集的圖像采集盒3、供人體運動的環(huán)形模擬跑道4、佩戴在人體四肢的套環(huán)5 ;圖像采集盒3內置有彼此雙向通訊連接的FPGA、DSP,圖像采集盒3側壁上設置有一對分別對準環(huán)形模擬跑道4上人體的攝像頭6，兩攝像頭6分別通過信號線接入FPGA，DSP分別通過I2C/SPI總線與兩攝像頭6連接，DSP還通過USB總線與主機I通訊連接；環(huán)形模擬跑道4包括環(huán)形基臺7、鋪設在基臺上的壓敏傳感器陣列8、鋪設在壓敏傳感器陣列8上的橡膠層9，環(huán)形基臺7內置有MCU10、接入MCUlO的信號采集電路11和無線模塊12，壓敏傳感器陣列8接入信號采集電路11，MCU10通過連接的無線模塊12與主機I通訊連接；套環(huán)5內置有中心處理單元13、接入中心處理單元13的慣性測量單元14和無線模塊15，套環(huán)5內的中心處理單元13通過連接的無線模塊15與主機I通訊連接。慣性測量單元14包括三維加速度傳感器、三軸陀螺儀、三軸磁傳感器。
權利要求1.一種用于人體交互的運動追蹤裝置，包括有主機、接入主機的顯示器，其特征在于:還包括置于顯示器上對人體進行圖像采集的圖像采集盒、供人體運動的環(huán)形模擬跑道、佩戴在人體四肢的套環(huán)；所述圖像采集盒內置有彼此雙向通訊連接的FPGA、DSP,圖像采集盒側壁上設置有一對分別對準環(huán)形模擬跑道上人體的攝像頭，兩攝像頭分別通過信號線接入FPGA, DSP分別通過I2C/SPI總線與兩攝像頭連接，DSP還通過USB總線與主機通訊連接；所述環(huán)形模擬跑道包括環(huán)形基臺、鋪設在基臺上的壓敏傳感器陣列、鋪設在壓敏傳感器陣列上的橡膠層，環(huán)形基臺內置有MCU、接入MCU的信號采集電路和無線模塊，壓敏傳感器陣列接入信號采集電路，MCU通過連接的無線模塊與主機通訊連接；所述套環(huán)內置有中心處理單元、接入中心處理單元的慣性測量單元和無線模塊，套環(huán)內的中心處理單元通過連接的無線模塊與主機通訊連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于人體交互的運動追蹤裝置，其特征在于:所述慣性測量單元包括三維加速度傳感器、三軸陀螺儀、三軸磁傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種用于人體交互的運動追蹤裝置，包括有主機、接入主機的顯示器、置于顯示器上對人體進行圖像采集的圖像采集盒、供人體運動的環(huán)形模擬跑道、佩戴在人體四肢的套環(huán)；圖像采集盒內的DSP通過USB總線與主機通訊連接，環(huán)形模擬跑道內的MCU通過連接的無線模塊與主機通訊連接，套環(huán)內的中心處理單元通過連接的無線模塊與主機通訊連接。本實用新型將慣性追蹤與光學追蹤復合使用，具有較高的精度和真實度，其實現簡單方便，追蹤精度高，操作容易。
文檔編號A63B71/06GK203001878SQ20122063163
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權日2012年11月26日
發(fā)明者陳擁權, 王略志, 劉思楊, 胡翀豪 申請人:合肥寰景信息技術有限公司