[發明專利]一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統及其捕捉方法

在審

• 申請號: 202210506145.3
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114740982A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王齊;石夢怡;苗夢迪;邵志鋒;劉彬;陳楊;胡嘉龍;李雯軒;李潔
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;H04W4/38
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

1.一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：包括D型柔性光纖、縱向彈性綁帶、動作采集模塊、一體化穿戴緊身服、動作捕捉軟件；

所述D型柔性光纖通過所述縱向彈性綁帶連接所述動作采集模塊的輸入端和輸出端形成數據傳輸端口，所述動作采集模塊通過所述縱向彈性綁帶固定于所述一體化穿戴緊身服上并配置在人體多個關節處，無線傳輸設備連接所述動作采集模塊和所述動作捕捉軟件。

2.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述D型柔性光纖由3D打印設備打印而成，所述D型柔性光纖外徑Φ1為1.3mm，纖芯直徑Φ2為1mm，光纖長度為9-13cm。

3.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述縱向彈性綁帶長度12-15cm，厚度1-1.25mm。

4.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述縱向彈性綁帶與所述D型柔性光纖連接方式為依次穿過均勻分布定位孔首末端。

5.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述動作采集模塊能夠獲取所述D型柔性光纖形變量數據并轉化為電壓信號，所述動作采集模塊包括集成放大電路模塊、電源管理模塊、串口通訊模塊和光纖傳感模塊。

6.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述動作采集模塊設置于人體關節兩側，所述人體關節包括肘關節、肩關節、髖關節和膝關節。

7.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述一體化穿戴緊身服緊密貼合人體皮膚，采用彈性材質較小束縛人體運動，內層具有綁帶設計，在各關節處采用閉環反饋控制，使得動作采集模塊可復制于人體不同關節處、肩胛區。

8.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述一體化穿戴緊身服與PC端進行無線通訊，接入游戲平臺，能夠將人體運動姿態在虛擬游戲場景中呈現，進行沉浸式交互體驗。

9.根據權利要求1所述的一種基于柔性光纖檢測動作捕捉系統，其特征在于：所述動作捕捉軟件用于呈現穿戴者的身體運動姿態，所述動作捕捉軟件包括VR體感游戲平臺、醫療康復診斷場所、體育訓練測試平臺、影視虛擬動畫展現。

10.一種如權利要求1-9所述的基于柔性光纖檢測動作捕捉系統的捕捉方法，其特征在于：D型柔性光纖依次穿過縱向彈性綁帶的四個孔位，其兩端連接動作采集模塊的輸入端和輸出端，形成可復制性動作采集模塊，12個動作采集模塊通過縱向彈性綁帶固定于一體化緊身衣內側，使其位置固定于關節兩側，具體位置為左肘關節兩側、左肩關節兩側、左肩與左上胸連接處兩側、左側髖關節兩側、左正髖關節兩側、左膝關節兩側、右肘關節兩側、右肩關節兩側、右肩與右上胸連接處兩側、右側髖關節兩側、右正髖關節兩側、右膝關節兩側；光纖恰好平展時位于初始位置，人體運時會引起關節發生不同程度彎曲帶動D型柔性光纖產生彎曲形變，運動采集模塊檢測此變化并將采集到的數據通過無線傳輸設備傳送到上位機進行處理，終端設備運用Blender軟件分析數據，在搭建的動作捕捉軟件中實現人體運動姿態的復現。