一种便携式运动数据捕捉装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及的是一种便携式运动数据捕捉装置，这种便携式运动数据捕捉装置包括终端节点、路由节点、主机，终端节点有多个，分别分布于大臂、小臂、大腿、小腿、头、胸部，每个终端节点均由运动传感器连接CC2530芯片构成，CC2530芯片连接第一Zigbee通信模块；路由节点由设置在腰部的运动传感器、ARM微控制器构成，终端节点的各个运动传感器与路由节点通过第一Zigbee通信模块和第二Zigbee通信模块无线连接；路由节点的ARM微控制器一方面与第二Zigbee通信模块连接，另一方面与主机连接；运动传感器是由角速度传感器、加速度传感器、磁阻传感器构成一组传感器。本实用新型采集速度快、采集结果精确，同时成本低、能耗低。
【专利说明】
一种便携式运动数据捕捉装置
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型涉及的是运动数据采集设备，具体涉及的是一种便携式运动数据捕捉
目.ο
[0003]【背景技术】:
[0004]通常，在运动捕捉系统中，在运动对象上设置一个或者多个测量点，通过这些测量点的空间三维坐标数据捕捉对象的运动状态。目前，大都采用光学式运动捕捉系统和高速拍照摄像机阵列组成的运动捕捉系统。光学式运动捕捉需对光进行反射标记，借助多个不同位置确定标记对应的空间位置，这种方法成本高昂，需要多台摄像机于不同位置拍摄视频。
[0005]
【发明内容】
:
[0006]本实用新型的目的是提供一种便携式运动数据捕捉装置，这种便携式运动数据捕捉装置用于解决目前采用光学式运动捕捉系统和高速拍照摄像机阵列组成的运动捕捉系统成本高昂的问题。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:这种便携式运动数据捕捉装置包括终端节点、路由节点、主机，终端节点有多个，分别分布于大臂、小臂、大腿、小腿、头、胸部，每个终端节点均由运动传感器连接CC2530芯片构成，CC2530芯片连接第一 Zigbee通信模块;路由节点由设置在腰部的运动传感器、ARM微控制器构成，终端节点的各个运动传感器与路由节点通过第一 Zigbee通信模块和第二 Zigbee通信模块无线连接;路由节点的ARM微控制器一方面与第二 Zigbee通信模块连接，另一方面与主机连接;运动传感器是由角速度传感器、加速度传感器、磁阻传感器构成一组传感器。
[0008]上述方案中每个终端节点的运动传感器均连接各自的锂电池，各个终端节点均独自供电。
[0009]上述方案中ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6两个异步收发器中，一个用于连接电脑，输出调试信息；另一个用于连接Zigbee通信模块，使动作捕捉子系统和无线通信子系统能够协同工作。
[0010]上述方案中加速度传感器采用加速度计，角速度传感器采用陀螺仪，磁阻传感器采用三轴电子罗盘，可以减小测量数据的误差，为进一步精确运动数据的测量结果。
[0011]本实用新型具有以下有益效果:
[0012]本实用新型具有运动数据采集速度快、采集结果精确的优点；同时具有，成本低、能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化，提高运动捕获性能，为运动捕获数据的提供了便利的采集方式，推动了运动捕获数据在计算机动画以及其他领域的广泛应用。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构不意图；
[0014]图2是本实用新型使用状态示意图；
[0015]图3是本实用新型中STM32F103C8T6与第二Zigbee通信模块之间的管脚连接方式。
[0016]I终端节点；2路由节点；3主机;4第二Zigbee通信模块;5人体。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明:
[0018]结合图1、图2所示，这种便携式运动数据捕捉装置包括终端节点1、路由节点2、Zigbee通信模块、主机3，终端节点I有多个，分别分布于大臂、小臂、大腿、小腿、头、胸部，每个终端节点I均由运动传感器、CC2530芯片构成，CC2530芯片连接第一 Zigbee通信模块;路由节点2由设置在腰部的运动传感器、ARM微控制器构成，终端节点I的各个运动传感器与路由节点2通过第一 Zigbee通信模块和第二 Zigbee通信模块4无线连接;路由节点2的ARM微控制器一方面与第二 Zigbee通信模块4连接，另一方面与主机3连接，主机3可以是PC机，主机3完成数据的输入、存储与检索。运动传感器是由角速度传感器、加速度传感器、磁阻传感器构成一组传感器，加速度传感器采用加速度计，角速度传感器采用陀螺仪，磁阻传感器采用三轴电子罗盘。运动传感器安置在人体5的关键位置(通常是影响运动特征的主要关节处，至少11个，左大臂、左小臂、右大臂、右小臂、左大腿、左小腿、右大腿、右小腿、头、胸和腰)，实时采集运动对象的运动数据。
[0019]由于终端节点I需要被安装在捕捉对象身体的各个关键部位上，为了不影响捕捉对象的正常运动，每个终端节点I的运动传感器均连接各自的锂电池，路由节点2运动传感器及ARM微控制器分别与相应的锂电池连接，各个终端节点I及路由节点2均独自供电。本实用新型还配备有充电管理电路。
[0020]如图3所示，ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6两个异步收发器中，一个用于连接电脑，输出调试信息；另一个用于连接第二Zigbee通信模块4，使动作捕捉子系统和无线通信子系统能够协同工作。为了尽量缩小传感节点的体积，STM32F103C8T6的外围电路可以简化。在本实用新型中，STM32F103C8T6的外围电路仅有晶振、去耦电容和JTAG。[0021 ] Zigbee通信模块:身体各个关节的运动采集终端传感器通过第一 Zigbee通信模块和第二 Zigbee通信模块4与路由节点2连接，路由节点2的运动传感器通过第二 Zigbee通信模块4与主机3连接，完成数据的采集与转发。
[0022]本实用新型工作时，路由节点2接受其他10个终端节点的运动数据，负责采集相应关节的运行数据，路由节点2通过第二 Zigbee通信模块4与主机3相连，运动者的关节运动信息通过终端节点发送至路由节点2后，路由节点2再转发至主机3，在主机3的控制下，从而完成人体5运动参数的获取、存储与捕获。
【主权项】
1.一种便携式运动数据捕捉装置，其特征在于:这种便携式运动数据捕捉装置包括终端节点(I)、路由节点(2)、主机(3)，终端节点(I)有多个，分别分布于大臂、小臂、大腿、小腿、头、胸部，每个终端节点(I)均由运动传感器连接CC2530芯片构成，CC2530芯片连接第一Zigbee通信模块；路由节点(2)由设置在腰部的运动传感器、ARM微控制器构成，终端节点(I)的各个运动传感器与路由节点(2)通过第一 Zigbee通信模块和第二 Zigbee通信模块(4)无线连接;路由节点(2)的ARM微控制器一方面与第二 Zigbee通信模块(4)连接，另一方面与主机(3)连接;运动传感器是由角速度传感器、加速度传感器、磁阻传感器构成一组传感器。2.根据权利要求1所述的便携式运动数据捕捉装置，其特征在于:所述的每个终端节点(I)的运动传感器均连接各自的锂电池。3.根据权利要求1所述的便携式运动数据捕捉装置，其特征在于:所述的ARM微控制器采用STM32F103C8T6，STM32F103C8T6两个异步收发器中，一个异步收发器连接电脑；另一个异步收发器连接第二 Zigbee通信模块(4) ο4.根据权利要求1所述的便携式运动数据捕捉装置，其特征在于:所述的加速度传感器采用加速度计，角速度传感器采用陀螺仪，磁阻传感器采用三轴电子罗盘。
【文档编号】A63B71/06GK205598601SQ201620424579
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】聂永丹, 张岩, 刘贤梅, 胡庆, 程亮
【申请人】东北石油大学