一种用于动作捕捉的智能服装系统及智能服装技术方案

本申请实施例提供一种用于动作捕捉的智能服装系统及智能服装，其中智能服装系统包括动作分析单元以及内置于服装中的离子型传感器；所述离子型传感器用于检测力的变形方向和大小，并输出对应的电信号至所述动作分析单元；所述动作分析单元用于对所述电信号进行分析得到被检测人的动作及动作幅度。本实用新型专利技术通过利用无源力学传感器即离子型传感器进行动作捕捉，相比现有技术，无需外部电源，且数据少，计算简单，提高了检测的准确性。

Intelligent clothing system for motion capture and intelligent clothing

The embodiment of the present invention provides a motion capture system for smart clothing and smart clothing, ion type sensor system includes the intelligent clothing movement analysis unit and embedded in clothing; deformation direction and size of the ion type sensor is used for detecting the force, and the output signal corresponding to the motion analysis unit; the motion analysis unit is used for the electrical signal analysis is detected and its action range of people. Compared with the prior art, the utility model has the advantages of no external power supply, less data and simple calculation, and improves the accuracy of detection.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于动作捕捉领域，具体涉及一种基于离子型传感器的，用于动作捕捉的智能服装及智能服装系统。
技术介绍
动作捕捉技术最早出现在20世纪70年代，一些大型企业试图将其用于改进动画制作效果。最开始的动作捕捉装置都是光学捕捉装置，通常使用多个相机捕捉人体的肢体动作并获得影像后对影像进行分析得到。但这种方式需要分析大量图像，且实现复杂，准确性难以保障。之后又发展出了通过惯性传感器进行动作捕捉的技术，但这一技术需要进行复杂的数据计算，而且有比较大的误差，且误差随着时间的延长不断累计。因此，目前迫切需要一种新的捕捉技术以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于动作捕捉的智能服装系统及智能服装，以解决现有技术中通过光学系统以及单纯的惯性传感器进行动作捕捉所带来的复杂且准确性低的问题。本技术一方面提供一种用于动作捕捉的智能服装系统，所述智能服装系统包括动作分析单元以及内置于服装中的离子型传感器；所述离子型传感器用于检测力的变形方向和大小，并输出对应的电信号至所述动作分析单元；所述动作分析单元用于对所述电信号进行分析得到被检测人的动作及动作幅度。优选的，所述动作分析单元用于通过ADC采样得到被检测人的动作及动作幅度。优选的，所述智能服装系统还包括惯性传感器，用于获取被检测人的惯性数据并发送至所述动作分析单元；所述动作分析单元用于对所述惯性数据进行分析得到所述被检测人的姿态并结合所述被检测人的动作及动作幅度得到所述被检测人的姿态动作。优选的，所述惯性传感器为重力传感器和/或陀螺仪和/或加速度计。优选的，所述智能服装系统包括多个离子型传感器，用于检测所述被检测人的所有关节处的力的变形方向和大小。优选的，所述智能服装系统还包括内嵌在所述服装中的定位单元，用于获取所述被检测人的运动轨迹。优选的，所述定位单元为GPS和/或北斗定位单元。优选地，所述关节具有弯曲和伸直两种状态，所述离子型传感器紧贴所述关节的非弯曲面设置。优选地，所述关节至少具有弯曲、伸直和旋转三种状态，所述离子型传感器围绕所述关节等间距条形分布。本技术另一方面还提供了一种智能服装，所述智能服装包括上述所述的智能服装系统和位于所述服装中的离子型传感器。本技术提供的离子型传感器与电阻式以及电容式传感器相比，无需外部电源，并且可以对力学变形的方向进行识别并输出电压信号用于分析，相比现有方式，数据少，计算简单。且离子型传感器的输出电压较大，可以提高检测的准确性，另外离子型传感器封装后可在空气中保持长时间稳定性，进一步提高了检测结果的准确性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例一系统结构图；图2是本技术实施例二系统结构图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。为使本技术更加清楚，首先对离子型传感器的工作原理进行描述：离子型传感器是由离子聚合物和导电电极构筑而成的三明治结构，其中以贵金属材料或者石墨烯材料作为电极材料，以离子液体作为电解质。在受到力学形变作用下，其内部可移动离子会发生定向移动，由于离子液体中阴阳离子的移动速度不同，导致两侧电极上离子的非平衡分布，从而产生电压输出。与传统的压电特性相类比，这种通过离子运动将机械能转化为电能的特性被称之为离子压电效应。与电阻式以及电容式传感器相比，该离子型传感器无需外部电源，并且可以对力学变形的方向进行识别。以贵金属作为电极时，传感器在1.8％的弯曲应变下能产生1.3mV的电压输出，而当采用大比表面积的石墨烯复合材料作为电极后，传感器的输出电压得到了大幅度的提高。通过Parylene真空气相沉积技术进行封装后，能有效实现传感器在空气中的长时间稳定性。基于上述原理，本技术实施例一提供了一种用于动作捕捉的智能服装系统。如图1所示，所述智能服装系统包括动作分析单元11以及内置于服装中的离子型传感器12。其中，离子型传感器12为无源力学传感器，用于检测力的变形方向和大小，并输出对应的电信号至动作分析单元11；动作分析单元11用于对所述电信号进行分析得到被检测人的动作及动作幅度。服装里内嵌若干离子型传感器，当人穿戴该服装后，服装紧贴皮肤，人的每一个动作都会被离子型传感器检测，并输出电平信号，再经过ADC采样分析出动作方向和动作幅度大小。以下介绍离子型传感器与关节的具体配合方式：人体的关节(或部位)根据活动情况可以分为两大类，第一类关节只能曲和伸两种状态，这类关节比如有指间关节、肘关节、膝盖；第二类关节(或身体部位)除了能曲和伸外，还可以左右摇摆并能旋转。这类关节和身体部位比如有手腕、腰部、颈椎关节、掌指关节、肩关节、髋关节和踝关节等。根据上述两类关节和部位的活动情况，离子型传感器和相关关节部位有不同的配合。首先描述第一类关节和离子型传感器的配合。离子型传感器嵌入到服装面料内部。每一个关节处都有紧贴于该关节非弯曲面的的离子型传感器。该离子型传感器的覆盖面积是根据该处关节的大小而定。该类关节的弯曲面不设置离子型传感器。该类关节活动情况通过离子型传感器输出电压大小来量化。具体是：关节弯曲，同时带动离子型传感器同样弯曲，离子型传感器弯曲的同时向外输出同向电压(同向电压可以是同向正电压，也可以是同向负电压)。关节弯曲程度大小和离子型传感器输出同向电压值(绝对值)大小成正相关。ADC采集该电压值，输入到处理器，处理器根据电压值的大小来判断该处关节的弯曲程度大小。下面描述第二类关节或身体部位和离子型传感器的配合。离子型传感器嵌入到服装面料内部。该类关节和部位活动情况比较复杂，必须在该处关节和部位周围设置多个离子型传感器，设置的多个离子型传感器围绕该关节和部位处等间距条形分布。该关节和部位的每一个活动状态(包括弯曲旋转)，带动周围的离子型传感器相应的变化，同时这些离子型传感器输出不同的电压值。ADC对该关节和部位所有离子型传感器的电压值进行采集，输入到处理器，处理器根据各个离子型传感器预定位于该关节和部位的相对位置的情况下，结合ADC采集的电压值，判断该处关节和部位的活动情况。再具体比如：一个弯曲动作，位于不同位置的离子型传感器输出的电压值是不同的，不同表现在电压值的大小不同，正负不同。比如规定离子型传感器输出为负，就表示弯向该离子型传感器一侧，相反离子型传感器输出为正就表示关节背向弯曲到另一侧。关节和部位弯曲程度的大小同样是根据多个离子型传感器电压绝对值大小成正相关。本技术优选实施例中，智能服装系统还包括惯性传感器13，用于获取被检测人的惯性数据并发送至所述动作分析单元11；所述动作分析单元11用于对所述惯性数据进行分析得到所述被检测人的姿态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于动作捕捉的智能服装系统，其特征在于，所述智能服装系统包括动作分析单元以及内置于服装中的离子型传感器；所述离子型传感器用于检测力的变形方向和大小，并输出对应的电信号至所述动作分析单元；所述动作分析单元用于对所述电信号进行分析得到被检测人的动作及动作幅度。

【技术特征摘要】
1.一种用于动作捕捉的智能服装系统，其特征在于，所述智能服装系统包括动作分析单元以及内置于服装中的离子型传感器；所述离子型传感器用于检测力的变形方向和大小，并输出对应的电信号至所述动作分析单元；所述动作分析单元用于对所述电信号进行分析得到被检测人的动作及动作幅度。2.如权利要求1所述的用于动作捕捉的智能服装系统，其特征在于，所述动作分析单元用于通过ADC采样得到被检测人的动作及动作幅度。3.如权利要求1所述的用于动作捕捉的智能服装系统，其特征在于，所述智能服装系统还包括惯性传感器，用于获取被检测人的惯性数据并发送至所述动作分析单元；所述动作分析单元用于对所述惯性数据进行分析得到所述被检测人的姿态并结合所述被检测人的动作及动作幅度得到所述被检测人的姿态动作。4.如权利要求3所述的用于动作捕捉的智能服装系统，其特征在于，所述惯性传感器为重力传感器和/或陀螺仪和/或加速度计。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杨，
申请(专利权)人：高杨，
类型：新型
国别省市：上海;31