[發(fā)明專利]運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610464132.9
• 申請(qǐng)日: 2016-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107543542A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚承博;王宏玉;曲道奎;楊奇峰;孫秉斌;唐沖;高與聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司;中國(guó)科學(xué)院控股有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16;G01C21/08
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉領(lǐng)域，具體涉及一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊主要用于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，即通過(guò)傳感器采集物體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析進(jìn)而對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行導(dǎo)航。現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)采集技術(shù)中，主要利用獨(dú)立的產(chǎn)品，即加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)采集物體的加速度、角速度和方位，并對(duì)采集的上述信息進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，以獲得物體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

目前，為了不影響運(yùn)動(dòng)物體的自由度，運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉設(shè)備為可移動(dòng)穿戴設(shè)備，可移動(dòng)穿戴設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)以無(wú)線通信方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理設(shè)備中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。所以，完整的可移動(dòng)穿戴設(shè)備包括三個(gè)獨(dú)立的慣性傳感器，以及包括無(wú)線通信裝置和充電電池，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路連接整合上述包裝獨(dú)立的5個(gè)器件到一個(gè)包裝空間內(nèi)進(jìn)行工作。一方面，由于集成的器件很多，導(dǎo)致可移動(dòng)穿戴設(shè)備的尺寸通常大于50mm*50mm*30mm,一般穿戴于大的載體上。另一方面，可移動(dòng)穿戴設(shè)備還需要設(shè)置無(wú)線通信方式，傳輸數(shù)據(jù)到處理設(shè)備中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)采集功能獨(dú)立分開(kāi)，導(dǎo)致操作步驟比較繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉技術(shù)采用傳統(tǒng)、簡(jiǎn)單組裝技術(shù)集成多個(gè)器件于一體導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉設(shè)備體積大，以及數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)采集功能獨(dú)立分開(kāi)，導(dǎo)致操作步驟繁瑣等問(wèn)題，提供了一種工作效率高，數(shù)字化集成度更高，體積小，輕便攜帶的一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊和系統(tǒng)。

一方面，本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊，包括:

用于采集運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器芯片；

與所述傳感器芯片連接的，用于傳輸所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸芯片；

與所述傳感器芯片和所述無(wú)線傳輸芯片分別連接的電池，以供電給所述傳感器芯片和所述無(wú)線傳輸芯片進(jìn)行工作。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述傳感器芯片包括加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀，所述傳感器芯片還包括與所述加速度計(jì)、磁力計(jì)和所述陀螺儀連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述傳感器芯片還包括與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接的數(shù)據(jù)寄存器，與所述數(shù)據(jù)寄存器連接的數(shù)據(jù)處理器，和與所述數(shù)據(jù)處理器連接的數(shù)據(jù)輸出接口，所述數(shù)據(jù)輸出接口連接所述無(wú)線傳輸芯片，用于所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)到所述無(wú)線傳輸芯片。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)輸出接口為I²C總線數(shù)據(jù)接口。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述無(wú)線傳輸芯片為適用zigbee通信協(xié)議的無(wú)線傳輸芯片。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述電池為紐扣電池。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述電池為紐扣充電電池。

作為一種可選的實(shí)施方式，該模塊還包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊連接所述無(wú)線傳輸芯片，用于獲取及處理所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊的尺寸范圍是19mm*19mm*19mm～48mm*48mm*48mm。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述傳感器芯片的尺寸為3mm*3mm*3mm。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述無(wú)線傳輸芯片的尺寸范圍為8mm*8mm*8mm。

作為一種可選的實(shí)施方式，所述電池的尺寸為9.5mm*9.5mm*1mm。

另一方面，本發(fā)明還提供一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉設(shè)備，包括運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉模塊包括:

用于采集運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器芯片；

與所述傳感器芯片連接的，用于傳輸所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸芯片；

與所述傳感器芯片和所述無(wú)線傳輸芯片分別連接的電池，以供電給所述傳感器芯片和所述無(wú)線傳輸芯片進(jìn)行工作，所述傳感器芯片包括加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀，所述傳感器芯片還包括與所述加速度計(jì)、磁力計(jì)和所述陀螺儀連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述傳感器芯片還包括與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接的數(shù)據(jù)寄存器，與所述數(shù)據(jù)寄存器連接的數(shù)據(jù)處理器，和與所述數(shù)據(jù)處理器連接的數(shù)據(jù)輸出接口，所述數(shù)據(jù)輸出接口連接所述無(wú)線傳輸芯片，用于所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)到所述無(wú)線傳輸芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊連接所述無(wú)線傳輸芯片，用于獲取及處理所述運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)。