[發明專利]一種低功耗穿戴式運動捕捉設備及其控制方法

在審

• 申請號: 201710181907.6
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106961717A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 羅生金;張劍鋒;黃榮;羅元林;張堰
• 申請（專利權）人: 杭州菲特牛科技有限公司
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04B1/3827;H04W4/00
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司50219
• 代理人: 高姜

技術領域

本發明屬于測量車輛、人員、動物或其他運動的固態物體在地面行駛的距離，例如，應用里程計或應用計步器的技術領域，具體是涉及一種低功耗穿戴式運動捕捉設備及其控制方法。

背景技術

運動捕捉技術已經在眾多領域得到廣泛應用，如影視制作、體感游戲、體育等；運動捕捉技術主要包括光學運動捕捉和穿戴式運動捕捉，光學運動捕捉通常基于光學圖像，識別特征點，并根據動力學或逆向動力學構建整體的運動情況，但光學運動捕捉易受環境因素如光照、顏色對比度等影響，要求用戶必須在攝像頭可探測范圍內，且不能存在遮擋，這一定程度上限制了光學運動捕捉的應用范圍。

相對于光學捕捉，穿戴式運動捕捉不受場景、環境、遮擋等限制，具有較大的優勢，但現有的穿戴式運動捕捉也具有明顯劣勢。通常，肢體運動捕捉需要在多個運動關節位置穿戴運動捕捉設備。可以通過有線的方式連接多個設備節點，由穿戴在腰部的主節點統一供電和收集數據并上傳到上位機系統，但這種方式穿戴過于復雜，同時用戶必須沿著肢體固定連接線，用戶體驗不佳。亦有方案是制作緊身衣，將運動捕捉設備嵌入到緊身衣中，這樣雖然簡化了穿戴過程，但增加了穿戴誤差校正的過程，仍難以提升用戶體驗。

另一種則是采用無線方式在多個運動節點組成運動捕捉節點網絡，可以提升穿戴體驗，但對單個節點的電池容量要求較高，在提高電池容量的同時，又會增加單個節點的成本、重量和體積，影響用戶體驗。因此，單個節點的低功耗設計對于提升產品的指標和用戶體驗都非常重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種低功耗穿戴式運動捕捉設備及其控制方法，該一種低功耗穿戴式運動捕捉設備及其控制方法通過設置有兩級處理機制，利用控制器電平輸出口分別連接無線通信模塊、數據處理單模塊和傳感器，通過輸出不同電平自動使無線通信模塊、數據處理單模塊和傳感器喚醒或休眠，改善單個運動捕捉節點的低功耗問題，延長了運動捕捉設備的使用時間。

為了達到上述目的，本發明一種低功耗穿戴式運動捕捉設備，包括不少于1個運動捕捉節點和智能終端，所述運動捕捉節點包括傳感器、電源、電路板以及設置在電路板上的控制器、數據處理模塊和無線通信模塊，所述電源與傳感器、控制器、數據處理模塊和無線通信模塊連接，所述傳感器通過串行外設接口與控制器連接，所述控制器通過串行外設接口與數據處理模塊連接，所述數據處理模塊通過串口與無線通信模塊連接，所述無線通信模塊通過藍牙與智能終端連接，所述控制器的電平輸出口I連接到無線通信模塊的使能引腳I上，所述控制器的電平輸出口II連接到傳感器的使能引腳II上，所述控制器的電平輸出口III連接到數據處理單元的外部中斷引腳上。

進一步，所述傳感器的數據準備引腳連接到控制器的外部中斷引腳上。

進一步，所述無線通信模塊的連接狀態輸出口連接到數據處理單元的外部中斷引腳上。

進一步，所述電源的電壓信號連接到數據處理單元的AD輸入引腳上。

進一步，所述控制器的芯片型號設置為：STM8L101F1。

本發明還公開了一種低功耗穿戴式運動捕捉設備的控制方法，其步驟在于：

1)在待機狀態下，控制器控制無線通信模塊喚醒并等待被智能終端連接；智能終端連接上無線通信模塊，無線通信模塊的連接狀態輸出口連接到數據處理單元的外部中斷引腳上，數據處理單元自動捕獲連接狀態輸出口上的連接狀態變化用于喚醒數據處理單元，數據處理單元根據接收到的控制命令通過SPI通知控制器對傳感器的采樣頻率和采樣的數據類型；

2)控制器以F1赫茲頻率使能傳感器，傳感器中的ADC數據轉換完成后，傳感器的數據準備引腳連接到控制器的外部中斷引腳上，傳感器1的ADC一次采樣完成后，數據準備引腳上產生數據準備信號，控制器的引腳自動捕獲信號，并以中斷方式通知控制器2；

3)控制器以SPI1讀取傳感器的數據并且在讀取完成后，控制器的電平輸出口O21連接到傳感器的使能引腳上，電平輸出口O21輸出高電平或低電平，傳感器根據其使能引腳的不同電平休眠；控制器采集到數據后，控制器的電平輸出口O23連接到數據處理單元的外部中斷引腳上，數據處理單元根據自動捕獲電平輸出口023的電平變化通知數據處理單元3喚醒，再通過SPI2發送到數據處理單元3；

4)數據處理單元接收數據后，運行運動捕捉算法，并將結果通過串口發送到無線通信模塊中，由無線通信模塊自動轉發到智能終端；