[發明專利]一種可穿戴式信號處理及設備通訊單元模塊

在審

• 申請號: 201711262326.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107831706A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 周密;吳斌
• 申請（專利權）人: 成都思悟革科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H04B1/3827;A41D1/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 王記明

技術領域

本發明涉及一種動作提取類可穿戴式設備，具體涉及一種可穿戴式信號處理及設備通訊單元模塊。

背景技術

可穿戴設備即直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備。可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備，更是通過軟件支持以及數據交互、云端交互來實現強大的功能，可穿戴設備將會對我們的生活、感知帶來很大的轉變。

電磁式運動捕捉系統是比較常用的運動捕捉設備。一般由發射源、接收傳感器和數據處理單元組成。發射源在空間產生按一定時空規律分布的電磁場；接收傳感器安置在表演者身體的關鍵位置，隨著表演者的動作在電磁場中運動,通過電纜或無線方式與數據處理單元相連。表演者在電磁場內動作時，接收傳感器將接收到的信號通過電纜傳送給處理單元，根據這些信號可以解算出每個傳感器的空間位置和方向。Polhemus公司和Ascension公司均以生產電磁式運動捕捉設備而著稱。對于一些高速運動，如拳擊、籃球比賽等，該采樣速度還不能滿足要求。電磁式運動捕捉的優點首先在于它記錄的是六維信息，即不僅能得到空間位置，還能得到方向信息，這一點對某些特殊的應用場合很有價值。其次是速度快，實時性好，表演者表演時，動畫系統中的角色模型可以同時反應，便于排演、調整和修改。

電磁場分析方式分為兩類，第一類是采用直流磁場與交變電場結合產生章動場的方式，此方式由于使用了直流靜態場，很容易受到測量區域內金屬的干擾；第二類采用復雜的3向正交3頻天線組收發系統，通過發射的3向正交天線組各自發射一個頻率的信號，接收端也采用3向正交天線獨立接收，分別求解三個坐標軸上的位置，算出接收天線整體上與發射天線的距離和夾角。該系統抗干擾能力較強，但結構復雜，計算參數提取復雜，價格非常昂貴，一般需要十萬或者數十萬，不能用于普通娛樂用途。這兩類方式都具有一個共同點，發射天線獨立于被追蹤人放置于某個位置，接收天線作為信標放置在被追蹤人身體各處。所以使用者比須出于發射天線放置位置一定范圍內，不能隨便移動。實際產品如波爾西莫斯公司的產品系列。

現有的動作提取類可穿戴式設備一般采用電纜連接的方式與其他傳感器相連，其缺點在于體積龐大，不能與服裝的接口連接，只能與自身配套的捆綁式結構連接不能單獨拆除，對應的整套傳感器與服裝獨立，不能洗滌，不能與服裝直接固定，穿戴非常麻煩。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有的動作提取類可穿戴式設備一般采用電纜連接的方式與其他傳感器相連，其缺點在于體積龐大，不能與服裝的接口連接，只能與自身配套的捆綁式結構連接不能單獨拆除，目的在于提供一種可穿戴式信號處理及設備通訊單元模塊，解決現有的動作提取類可穿戴式設備一般采用電纜連接的方式與其他傳感器相連，其缺點在于體積龐大，不能與服裝的接口連接，只能與自身配套的捆綁式結構連接不能單獨拆除的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種可穿戴式信號處理及設備通訊單元模塊，包括依次連接的處理器、信號放大模塊、多路轉換器、數據采集卡和通信接口，所述通信接口上還連接有鋰電池；

處理器：接收信號放大模塊發送的動作數據進行處理和儲存；

數據采集卡：通過通信接口接收傳感傳感器組連接器組發送的多路動作數據，將多路動作數據發送到多路轉換器；

多路轉換器：接收數據采集卡發送的多路動作數據，對多路動作數據進行處理，輸出動作數據到信號放大模塊；

信號放大模塊：接收多路轉換發送的動作信號，將信號放大后發送到處理器；

通信接口：接收傳感器組發送的多路動作數據，將多路動作發送到數據采集卡；與外界的電源連通，為鋰電池充電；

鋰電池：通過通信接口進行充電，為整個模塊供電。系統工作時，將通信接口與動作捕捉服飾上的傳感器組連接，傳感器組包括分別安裝在人體各個位置的傳感器，傳感器采集人體各個部分的動作后，生成動作數據，多個傳感器的動作數據匯成多路動作數據發送到數據采集卡，數據采集卡將多路動作數據處理后發送到多路轉換器，多路轉換器將多路動作數據與各個傳感器匹配后發送動作數據到信號放大模塊進行信號放大，最后將得到的放大后的動作數據發送到處理器進行處理和儲存，同時，由于系統自帶通過通信接口充電的鋰電池，同時傳感器組通過通信接口與模塊連接，使用時只需用插到動作捕捉服飾專門預留小口袋的防水插口上即可，與服飾完全獨立，不影響服飾的可洗滌性。