运动捕捉服装与用牛仔和其他服装捕捉运动的系统和方法技术方案

一种实时运动捕捉系统(80)和服装(2)包括可穿戴活动监视器，其可以是一条牛仔裤。该可穿戴活动监视器包括多个传感器(30)，诸如设置在该服装(2)的缝合线(4)内的加速计、陀螺仪、磁力计。微处理器(40)和无线发射机(58)将运动数据传达给外部设备(64)。该微处理器(40)和无线发射机(58)可以包括在一个缝合线(4)内。弹性伸缩带(32)或柔性带(32)(诸如聚酰亚胺(kapton)带或织物制成的带)电耦合该传感器(30)和微处理器(40)并也设置在缝合线(4)内，并且缝合线内的组件用防水涂层(34)来涂敷。该外部设备(64)能够存储数据，或实时显示和分析数据，并且可以将该数据传达到进一步的电子设备(68)。

Sports capture clothing and systems and methods to capture sports with cowboys and other garments

A real time motion capture system (80) and clothing (2) include a wearable activity monitor, which can be a pair of jeans. The wearable activity monitor comprises a plurality of sensors (30), such as setting the garment (2) suture (4) the gyroscope, accelerometer, magnetometer. A microprocessor (40) and a wireless transmitter (58) convey the motion data to an external device (64). The microprocessor (40) and the wireless transmitter (58) can be included in a suture line (4). The elastic expansion belt (32) or the flexible belt (32), such as the belt made of polyimide (Kapton) belt or fabric, is electrically coupled to the sensor (30) and the microprocessor (40), and is also arranged in the suture line (4), and the components inside the suture line are coated with waterproof coating (34). The external device (64) can store data, or display and analyze data in real time, and can transmit the data to a further electronic device (68).

【技术实现步骤摘要】
运动捕捉服装与用牛仔和其他服装捕捉运动的系统和方法
本专利技术涉及运动捕捉(短时运动捕捉)领域，即记录物体或人的移动的过程。本专利技术可以被用于军事、娱乐、体育、医疗以及各种其他应用。
技术介绍
运动捕捉通常用于体育研究、电影制作和视频游戏研发中，以供借助于一个或多个相机来记录人类行动者的动作，这些相机配置成检测附连到行动者的身体的确定点处的多个标记的位置。这些标记可以用逆向反光材料来涂敷，从而反射在相机镜头附近产生的光。替换地，这些标记可以被提供有光源，例如，LED。相机的阈值可以被调节，所以仅有标记的光将会被采样到，而忽视行动者的皮肤和织物。所记录的移动可以由此被用来在3D环境中动画化数字角色模型。进一步的技术提供了用以运动捕捉的无标记(marker-less)办法。这些系统不要求用户穿戴用于追踪的标记。借助于特殊的计算机算法，有可能来分析多流光学输入并标识人形，将它们分解成用于追踪的组成部分。在上述提及的系统中，要求有一个或多个相机以供检测并记录用户的运动。结果，运动捕捉仅能够在录影棚中或在(诸)相机的视野范围内的有限空间中来实施。机械追踪器，包括用户穿戴的刚性或柔性角度计也是公知的。这些角度测量设备向处理器提供了关节角度数据，其中运动学算法被用来确定用户的身体的位置。常规机械追踪系统受到不良精准度的不利影响，特别是当存在一个以上自由度时。已知惯性测量设备被用于检测标记的位置而不需要相机，但是其一般与可以仅被用作运动捕捉系统的系统联用，并且一般是明显可见的、相对较重、笨重且通常是针对短期使用而设计的不舒适的装置。需要改进的运动捕捉系统和便于使用的运动捕捉系统。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服以上所列现有技术办法的缺陷并提供运动捕捉服装以及能够使用穿着舒适且具有时尚外观的服装来可靠地检测穿戴者的移动的运动捕捉系统。本专利技术的进一步的目的在于提供简便地组装到服装上并能够用可靠的方式洗涤的运动捕捉系统。这些和其他目的由本专利技术借助于如权利要求1所述的服装，通过如权利要求12所述的运动捕捉系统，通过如权利要求13所述的用于监视和分析运动的方法，以及通过如权利要求18所述的运动捕捉电路来达成。在诸从属权利要求将指示本专利技术的各优选方面。具体而言，根据本专利技术，该服装包括织物并包括包含在该服装的缝合线内的多个惯性测量单元(IMU)。IMU被有益地配置成检测所有三轴上的360度的运动。该方面有益地通过使用物理上舒适和/或具有时尚外观的日常服装来使得穿戴者的运动在用户的日常活动期间被检测到。优选地，该服装进一步包括设置在该服装上或该服装中并电耦合到该多个IMU的至少一个微控制器。根据本专利技术的一方面，该至少一个微控制器被包含在至少一个缝合线内。一些实施例提供了，该服装进一步包括设置在至少一个缝合线内的LED和振动部件中的至少一者。这些实施例允许向用户提供视觉上和/或触觉上的有用信息。优选地，该服装由牛仔布制成，以及在一些实施例中，该织物可以由弹性牛仔布制成。根据本公开的一方面，该多个IMU包括多个加速计。优选地，该多个IMU进一步包括多个陀螺仪和多个磁力计。该多个IMU与至少一个外部数据接收和处理设备(诸如，智能电话、计算机、或提供有处理器的其他电子设备)处于电通信。优选地，该服装进一步包括设置在该服装中或该服装上并适配成将来自该IMU的数据传送到外部数据接收和处理设备的无线发射机。该多个IMU可以沿该缝合线，由设置在该缝合线内的柔性材料带彼此耦合。该柔性材料可以是塑料、或织物或导电纱。该带可包括多个电连接(诸如导电迹线、导线、电缆以及类似)以形成通信总线。一些实施例提供了，该带是弹性伸缩达至少10％，且该电连接沿该带以弯曲路径(即，连续非线性路径)(诸如波浪状或锯齿状路径)布置。换言之，通过在该带的两端施加确定的力，该带可以被拉伸(即，通过增加其长度进行变形)达至少10％。当该力被移除时，该带弹性地返回到其原始大小。该电连接的波浪状或锯齿状或弯曲图案防止该连接在该带被拉伸时损坏。这些实施例有益地增强了穿着舒适度，从而穿戴者在穿戴该服装时不会注意到嵌入在改服装中的电子元件的存在。根据本公开的一方面，该服装进一步包括在带和IMU上以及在缝合线内的防水涂层。这方面有益地提供了该服装的电子组件与汗水、水以及任何其他液体或其他流体(诸如在洗涤期间将会经历的)隔离。一些实施例可以提供，该服装是一条裤子。在一些此类裤子的实施例中，该缝合线包括，对于该条裤子的每条裤腿而言，沿穿戴者的腿纵向延伸的外侧缝合线和/或沿穿戴者的腿纵向延伸的内侧缝合线。每个外侧缝合线和/或每个内侧缝合线包括沿穿戴者的胫骨部分设置的至少一个IMU和沿穿戴者的腿的下方部分设置的至少一个IMU。在一些此类裤子的实施例中，该缝合线包括沿穿戴者的腰部延伸的腰部缝合线。该腰部缝合线包括当穿戴时沿穿戴者的下背部设置的至少一个IMU。在其他实施例中，该服装可以是上半身服装，诸如各种类型和版型的衬衫。本专利技术的一个进一步的目的在于一种运动捕捉系统，其包括服装，设置在该服装中或该服装上并适配成至少传送来自惯性测量单元(IMU)的数据的无线发射机或收发机，以及外部设备，该服装包括织物且包括包含在该服装的缝合线内的多个IMU，该外部设备包括适配成接收并分析所传送的数据的处理器以及显示该数据的显示器。优选地，该外部设备基于该数据控制至少一个另外的电子设备。本专利技术的系统的一些实施例提供了，该多个IMU包括沿该缝合线由其上具有涂层的柔性材料带彼此耦合的至少一个加速计、至少一个陀螺仪和至少一个磁力计。经涂敷的聚酰亚胺(kapton)带进一步设置在该缝合线内，并且进一步包括在该缝合线中的耦合到该柔性带的LED和振动部件中的至少一者。在一些实施例中，IMU可以是由弹性伸缩总线彼此连接的电子元件岛，该弹性伸缩总线例如以波浪状或锯齿状路径布置的提供有电缆的织物总线。IMU可以形成在普通PCB上并可以涂敷有涂层，诸如树脂或模制塑料。优选地，该系统进一步包括设置在该缝合线内的至少一个微控制器，该多个IMU由其上具有涂层的柔性材料带彼此耦合以及耦合道该微控制器，该经涂敷的带进一步设置在该缝合线内。本专利技术的另一目的是提供用于实时监视和分析运动的方法，该方法包括：-从设置在服装的缝合线内的多个惯性测量单元(IMU)获取运动数据，该服装置于非静止实体上；-以及显示和分析该数据中的至少一者。根据本专利技术的一方面，该方法进一步包括设置在一个缝合线内的至少一个微控制器，该至少一个微控制器无线地向一设备传送该数据，该设备包括处理器和显示器中的至少一者，其中该显示和分析中的至少一者包括分析关于人类穿戴者的股骨、胫骨和腓骨的每一者的角度、偏转、平移、位置和加速度的运动数据。一些实施例可以提供，该方法进一步包括借助于至少一个IMU(优选地是布置在沿穿戴者的腰设置的服装的缝合线内的IMU)来检测重力矢量的步骤。在这些实施例中，获取运动数据的步骤是使用作为参考的重力矢量来执行的。优选地，获取运动数据的方法步骤包括从加速计、陀螺仪和磁力计获得运动数据。该方法可包括使用应用线性二次估计方法的算法来分析数据。一些实施例可以提供，该方法进一步包括使用该数据控制至少一个电子设备。优选地，该显示和分析数据中的至少一者包括在视觉显示器上视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种服装(2)，其包括织物并包括包含在所述服装(2)的缝合线(4)内的多个惯性测量单元(IMU)(30)。

【技术特征摘要】
2016.07.21 EP 16180659.11.一种服装(2)，其包括织物并包括包含在所述服装(2)的缝合线(4)内的多个惯性测量单元(IMU)(30)。2.如权利要求1所述的服装(2)，其特征在于，进一步包括设置在所述服装(2)上或者设置在所述服装(2)的至少一个所述缝合线(4)内、且电耦合到所述多个IMU(30)的至少一个微控制器(40)。3.如前述任一项权利要求所述的服装(2)，其特征在于，进一步包括设置在所述服装(2)中或所述服装(2)上并适配成将来自所述IMU(30)的数据(60)无线地传送到至少一个外部数据接收和处理设备(64)的无线发射机。4.如前述任一项权利要求所述的服装(2)，其特征在于，所述多个IMU(30)沿所述缝合线(4)由进一步设置在所述缝合线(4)内的柔性材料带(32)彼此电耦合，并且所述带(32)包括形成通信总线的多个电连接(38)。5.如权利要求4所述的服装(2)，其特征在于，所述带(32)可弹性伸缩达至少10％，所述电连接(38)沿所述带(32)以弯曲路径布置。6.如权利要求4或5所述的服装(2)，其特征在于，所述柔性材料包括塑料、织物或导电纱，所述服装(2)进一步包括至少在所述缝合线(4)内的IMU(30)上的防水涂层。7.如前述任一项权利要求所述的服装(2)，其特征在于，所述服装(2)是一条裤子，优选地由牛仔布制成。8.如权利要求7所述的服装(2)，其特征在于，所述缝合线(4)包括，对于所述裤子的每条裤腿(10)，沿穿戴者的腿纵向延伸的外侧缝合线(4)和/或沿所述穿戴者的腿纵向延伸的内侧缝合线(4)，每个所述外侧缝合线(4)和/或每个所述内侧缝合线(4)包括沿穿戴者的股骨设置的所述多个IMU(30)中的至少一者，以及沿所述穿戴者的腿的下方部分(16)设置的所述多个IMU(30)中的至少一者。9.如权利要求8所述的服装(2)，其特征在于，所述缝合线(4)包括沿所述穿戴者的腰部延伸的腰部缝合线(4)，所述腰部缝合线(4)包括其中设置的所述多个IMU(30)中的至少一者。10.如前述任一项权利要求所述的服装(2)，其特征在于，所述多个IMU(30)包括多个加速计、陀螺仪和磁力计。11.如前述任一项权利要求所述的服装(2)，其特征在于，进一步包括在至少一个所述缝合线(4)内设置的LED(39)和一个或多个振动部件(39)中的至少一者。12.一种运动捕捉系统(80)，包括：如前述权利要求3-11中任一者所述的服装(2)，以及外部设备(64)，其包括适配成接收和分析所传送的数据(60)的处理器，以及显示所述数据的显示器(66)，优选地，所述外部设备(64)基于所述数据控制至少一个进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·科巴诺鲁，J·厄利尔玛兹，S·梅特，F·恰拉尔，
申请(专利权)人：尚科纺织企业工业及贸易公司，
类型：发明
国别省市：土耳其,TR