一种人体运动捕获装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种人体运动捕获装置及相应的方法，所述装置包括运动测量单元、运动参数估计单元、初始化单元、步态检测单元、位移融合单元，运动测量单元测量人体肢体运动数据和环境数据；运动参数估计单元对人体肢体运动数据和环境数据进行融合，推导出肢体的运动参数和环境参数；初始化单元将人体肢体之间的相互限制条件和运动边界条件融合进来，推导出人体运动捕获装置的初始运行参数；步态检测单元检测当前时刻人体下肢的触地状态，得到步态检测信息；位移融合单元推导出并输出人体相对于大地的整体运动的姿态和位置信息。本发明专利技术具有便携性和实用性的特点，非常适合做成穿戴式的运动捕获和分析装置，在诸多领域具有广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种人体运动捕获装置和方法
本申请涉及人体运动感知
，具体涉及一种基于传感器的人体运动捕获装置及相关的人体运动捕获方法。
技术介绍
现在，通过感知和获取准确的人体姿态和位置运动信息，能够根据运动员各肢体的运动轨迹分析存在的问题并改进训练，能够根据人体步态的变化推断可能存在的疾病，能够根据人体运动信息的跟踪建立高水平的3D游戏，能够根据人体运动姿态的跟踪为数字电影、虚拟世界构建栩栩如生的角色。但是，人体运动的随意性和复杂性，人体周围所在环境的多样性，都给实时准确的人体运动感知和获取带来了巨大的挑战。因此，目前急需一种不受时空限制并能克服外界环境干扰的人体运动感知和获取技术，实现人体姿态和位置运动信息的获取和重现，为健康监测、康复训练、舞蹈训练、体育运动分析、电影数字特技、虚拟现实、游戏和人机交互等领域的应用提供关键技术。目前，常用的运动捕获技术大致可以分为两类。一类主要使用高精度摄像机阵列。这类系统利用多个高精度高采样率的摄像头捕捉运动者关节上的反射标志，如市场上的产品Vicon。这方面的专利技术有：申请号为20080192116的美国专利Real-timeobjectstrac本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体运动捕获装置，包括运动测量单元、运动参数估计单元、初始化单元、步态检测单元、位移融合单元，其中，运动测量单元用于测量人体肢体运动数据和环境数据；运动参数估计单元，用于对所述人体肢体运动数据和环境数据进行融合，推导出肢体的运动参数和环境参数；初始化单元，用于将人体肢体之间的相互限制条件和运动边界条件融合进来，推导出人体运动捕获装置的初始运行参数；步态检测单元，用于检测当前时刻人体下肢的触地状态，得到步态检测信息；位移融合单元，用于接收并对人体各肢体的运动参数、人体运动捕获装置的初始运行参数、各肢体的长度、各肢体之间的相互限制条件和步态检测信息进行融合，推导出并输出人体相对于大地的整体...

【技术特征摘要】
1.一种人体运动捕获装置，包括运动测量单元、运动参数估计单元、初始化单元、步态检测单元、位移融合单元，其中，运动测量单元用于测量人体肢体运动数据和环境数据；运动参数估计单元，用于对所述人体肢体运动数据和环境数据进行融合，推导出肢体的运动参数和环境参数；初始化单元，用于将人体肢体之间的相互限制条件和运动边界条件融合进来，推导出人体运动捕获装置的初始运行参数；步态检测单元，用于检测当前时刻人体下肢的触地状态，得到步态检测信息；位移融合单元，用于接收并对人体各肢体的运动参数、人体运动捕获装置的初始运行参数、各肢体的长度、各肢体之间的相互限制条件和步态检测信息进行融合，推导出并输出人体相对于大地的整体运动的姿态和位置信息。2.如权利要求1所述的人体运动捕获装置，其特征在于，所述运动测量单元包括多个微型传感器节点和至少一个控制单元，其中，所述微型传感器节点用于采样及测量各肢体运动数据和环境数据；所述控制单元获取每个微型传感器节点的数据，并发送给所述运动参数估计单元。3.如权利要求1所述的人体运动捕获装置，其特征在于，所述运动参数估计单元采用互补卡尔曼滤波系统对各肢体运动数据和环境数据进行融合，推导出各肢体运动参数中的三维角度估值。4.如权利要求3所述的人体运动捕获装置，其特征在于，所述步态检测单元还用于更新互补卡尔曼滤波系统状态以消除人体离地后产生的累计误差。5.如权利要求3所述的人体运动捕获装置，其特征在于，所述步态检测单元包含支撑相检测模块，该模块基于原始IMU传感数据及当前预测的传感器坐标系相对于全局坐标系的方位角，并基于传感器信号特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健康，吴燃，
申请(专利权)人：中科数字健康科学研究院南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32