基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置制造方法
【專利摘要】基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置。每個(gè)子模塊包括如下六個(gè)部分，（1）與（2）分別是是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，（3）是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RMG144，這兩個(gè)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器（4），中央處理器(4)將這幾個(gè)傳感器傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，使信號(hào)能夠有效的抗干擾。然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行封包、加糾正碼等操作。以便讓傳輸過(guò)程的誤碼錯(cuò)誤降到最低。將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到無(wú)線發(fā)射模塊(6)。電源模塊(5)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。接收模塊(7)負(fù)責(zé)接收和解碼，能夠?qū)⒍嗦返臒o(wú)線數(shù)據(jù)接收整合，發(fā)送給USBHOST模塊(8)，將數(shù)據(jù)處理成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(9)能識(shí)別的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)(9)將接收到的各個(gè)子模塊數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和建模，完成建立描繪人體運(yùn)動(dòng)起來(lái)后空間軌跡系統(tǒng)的任務(wù)。
【專利說(shuō)明】基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明本發(fā)明涉及一種人體運(yùn)動(dòng)仿真模塊，具體地說(shuō)是涉及一種基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]人體運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)在高科技領(lǐng)域使用的很多，但是在民用領(lǐng)域，尤其是家常生活中還是由于高成本、低精度而影響了它的推廣和使用。本發(fā)明一種便攜式空間無(wú)線定位系統(tǒng)，通過(guò)將慣性捷聯(lián)陀螺儀以及空間磁場(chǎng)感應(yīng)裝置，集成在一個(gè)很小的模塊上。通過(guò)集成手段，可以在計(jì)算機(jī)中遠(yuǎn)距離無(wú)線測(cè)量所屬模塊的空間運(yùn)動(dòng)軌跡。然后通過(guò)將這些模塊分布到運(yùn)動(dòng)所需要測(cè)試的人體各個(gè)部位。當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)后，就可以在空間描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡，能夠非常精確的再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)過(guò)程?？梢赃\(yùn)用在仿生控制，影視、娛樂(lè)等等方面。通過(guò)集成高性能低價(jià)格的MEMS器件，以及多種校正算法，實(shí)現(xiàn)了便攜和低成本的無(wú)線定位系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置，能夠高效的處理實(shí)時(shí)的人體運(yùn)動(dòng)仿真，根據(jù)各個(gè)子模塊無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，應(yīng)用在大量場(chǎng)合。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)線定位設(shè)備，通過(guò)磁場(chǎng)、陀螺儀和加速度傳感器，能夠高效的處理實(shí)時(shí)的人體運(yùn)動(dòng)仿真，根據(jù)人體的不同狀態(tài)完成對(duì)周邊各種設(shè)備的控制。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括如下幾個(gè)部分:每個(gè)子模塊包括如下六個(gè)部分，I與2分別是是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，3是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RM G144，這兩個(gè)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器4，中央處理器4將這幾個(gè)傳感器傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，使信號(hào)能夠有效的抗干擾。然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行封包、加糾正碼等操作。以便讓傳輸過(guò)程的誤碼錯(cuò)誤降到最低。將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到無(wú)線發(fā)射模塊6。電源模塊5負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。
[0005]接收模塊7負(fù)責(zé)接收和解碼，能夠?qū)⒍嗦返臒o(wú)線數(shù)據(jù)接收整合，發(fā)送給USB HOST模塊8，將數(shù)據(jù)處理成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)9能識(shí)別的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)9將接收到的各個(gè)子模塊數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和建模，完成建立描繪人體運(yùn)動(dòng)起來(lái)后空間軌跡系統(tǒng)的任務(wù)。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明一種便攜式空間無(wú)線定位系統(tǒng)，通過(guò)將慣性捷聯(lián)陀螺儀以及空間磁場(chǎng)感應(yīng)裝置，集成在一個(gè)很小的模塊上。通過(guò)集成手段，可以在計(jì)算機(jī)中遠(yuǎn)距離無(wú)線測(cè)量所屬模塊的空間運(yùn)動(dòng)軌跡。然后通過(guò)將這些模塊分布到運(yùn)動(dòng)所需要測(cè)試的人體各個(gè)部位。當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)后，就可以在空間描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡，能夠非常精確的再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)過(guò)程?？梢赃\(yùn)用在仿生控制，影視、娛樂(lè)等等方面。通過(guò)集成高性能低價(jià)格的MEMS器件，以及多種校正算法，實(shí)現(xiàn)了便攜和低成本的無(wú)線定位系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明一種基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置的流程示意圖
圖3是本發(fā)明一種基于藍(lán)牙的人體運(yùn)動(dòng)仿真裝置分布的原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
如圖1所示，I與2分別是是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，3是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RM G144，這兩個(gè)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器4。
[0009]中央處理器4將這幾個(gè)傳感器傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，使信號(hào)能夠有效的抗干擾。
[0010]然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行封包、加糾正碼等操作。以便讓傳輸過(guò)程的誤碼錯(cuò)誤降到最低。然后將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到無(wú)線發(fā)射模塊6。
[0011]電源模塊5負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。接收模塊7負(fù)責(zé)接收和解碼，將每個(gè)子模塊所發(fā)出的信息整合和處理之后，發(fā)送給USB HOST設(shè)備8，USB HOST模塊8將數(shù)據(jù)處理成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)9能識(shí)別的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，發(fā)射和接收模塊6、7均采用藍(lán)牙設(shè)備。
[0012]如圖2所示，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)9進(jìn)行空間計(jì)算所需要的步驟。首先確定絕對(duì)的空間坐標(biāo)系。首先開(kāi)機(jī)后9確定初始狀態(tài)下角速度為O的時(shí)候，各個(gè)軸的加速度值，確定這三個(gè)軸的加速度合力值及其方向。確定此時(shí)的三個(gè)軸的磁場(chǎng)強(qiáng)度值，解算出他們的合磁場(chǎng)大小方向。
[0013]如圖3所示，以重力方向?yàn)閆軸的負(fù)方向，以磁力方向?yàn)閅軸正方向，取正交與這兩個(gè)方向的唯一方向?yàn)閄軸，并且以右手定理確定X軸的正方向。此時(shí)便可以擺脫芯片所處的位置，實(shí)時(shí)的確定空間所處的位置，描繪出在絕對(duì)空間中，定位芯片所移動(dòng)過(guò)的位置。
[0014]完成初始化之后，計(jì)算機(jī)9根據(jù)實(shí)時(shí)的獲取加速度傳感器I和陀螺儀傳感器2的各軸的加速度信息及加速度信息。利用如上文所描述建立的絕對(duì)坐標(biāo)系，根據(jù)每個(gè)軸的加速度積分算出當(dāng)前速度值，再積分算出每個(gè)軸的位移值。根據(jù)角速度值，積分算出當(dāng)前的角度。然后將這些數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)之中。
[0015]獲得當(dāng)前的各個(gè)軸加速度后，根據(jù)角度的變化量，實(shí)時(shí)的計(jì)算出當(dāng)前的重力所應(yīng)該處于的角度，再由上文初始化過(guò)程中重力的大小，分別計(jì)算重力在三個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)系上的分量，并剔除掉。
[0016]然后根據(jù)三軸磁力傳感器3實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，與獲得的角度、速度信息比對(duì)，做兩個(gè)數(shù)據(jù)的加權(quán)糾正。以確保加速度值的非線性變化及陀螺儀的零漂等誤差不會(huì)再最終的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生累積的誤差，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0017]完成以上的計(jì)算后，就可以實(shí)時(shí)的在空間坐標(biāo)系中標(biāo)定當(dāng)前空間軌跡定位系統(tǒng)所處的三軸坐標(biāo)點(diǎn)，也可以實(shí)時(shí)的獲取它的當(dāng)前速度、角度、加速度。將這些數(shù)據(jù)全部記錄到中央處理器緩存中的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備判別的程序?qū)崟r(shí)調(diào)用。
[0018]之后完成姿態(tài)的演算和動(dòng)作信號(hào)的判別。可以由上文的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)判斷是否完成了一系列運(yùn)動(dòng)，以及當(dāng)前所處的狀態(tài)。
[0019]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)9將實(shí)時(shí)收集到的各個(gè)子模塊的位置信息存儲(chǔ)起來(lái)，通過(guò)集成手段，可以在計(jì)算機(jī)9中遠(yuǎn)距離無(wú)線測(cè)量所屬模塊的空間運(yùn)動(dòng)軌跡。然后通過(guò)將這些模塊分布到運(yùn)動(dòng)所需要測(cè)試的人體各個(gè)部位。當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)后，就可以在空間描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡，能夠非常精確的再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)過(guò)程?？梢赃\(yùn)用在仿生控制，影視、娛樂(lè)等等方面。
[0020]如圖3所示就是人體分布的各個(gè)子模塊的位置為1，在背后有負(fù)責(zé)接收的模塊7，它負(fù)責(zé)接收和解碼，能夠?qū)⒍嗦返臒o(wú)線數(shù)據(jù)接收整合，發(fā)送給USB HOST模塊8。
[0021]本發(fā)明中涉及的未說(shuō)明部份與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式空間無(wú)線定位系統(tǒng)由:每個(gè)子模塊包括如下六個(gè)部分，(I)與(2)分別是是一個(gè)三軸加速度傳感器與一個(gè)三軸的陀螺儀組成的感應(yīng)芯片MPU6050，(3)是一個(gè)三軸磁場(chǎng)計(jì)RM G144，這兩個(gè)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式空間無(wú)線定位系統(tǒng)，其特征是:(1)(2)(3)傳感芯片通過(guò)I2C總線，將感應(yīng)到的各個(gè)軸的加速度、加速度及磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送給主處理器(4)，接收模塊(7)負(fù)責(zé)接收和解碼，能夠?qū)⒍嗦返臒o(wú)線數(shù)據(jù)接收整合，發(fā)送給USB HOST模塊(8)，將數(shù)據(jù)處理成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(9)能識(shí)別的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)(9)將接收到的各個(gè)子模塊數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理和建模，通過(guò)將這些模塊分布到運(yùn)動(dòng)所需要測(cè)試的人體各個(gè)部位，當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)后，就可以在空間描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡，能夠非常精確的再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)過(guò)程，完成建立描繪人體運(yùn)動(dòng)起來(lái)后空間軌跡系統(tǒng)的任務(wù)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104515532SQ201310452049
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】婁保東 申請(qǐng)人:南京專創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司