一种人体姿态角捕捉装置
专利汇可以提供一种人体姿态角捕捉装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种人体 姿态 角 捕捉装置，包括采集点A、采集点B、采集点C、采集点D、采集点E、采集点F、采集点G、采集点H、采集点I、采集点J、采集点K、采集点L、采集点M、ZigbeeN、 单片机 N、稳压降压输出5V模 块 N、网关、WIFI路由器、220V电源模块A、计算机、 虚拟现实 构建系统 软件 ，所述采集点A、采集点B、采集点C、采集点D、采集点E、采集点F、采集点G、采集点H、采集点I、采集点J、采集点K、采集点L、采集点M分别固定在人体的头骨、胸骨、左上臂、左下臂、左手关节、右上臂、右下臂、右手关节、髋骨、左上腿、左下腿、右上腿、右下腿上，采用了ZigBee技术，本实用新型结构新颖，设计科学，基本实现了人体运动监控的功能。，下面是一种人体姿态角捕捉装置专利的具体信息内容。
1.一种人体姿态角捕捉装置，包括采集点A(1)、采集点B(2)、采集点C(3)、采集点D(4)、采集点E(5)、采集点F(6)、采集点G(7)、采集点H(8)、采集点I(9)、采集点J(10)、采集点K(11)、采集点L(12)、采集点M(13)、ZigbeeN(14)、单片机N(15)、稳压降压输出5V模块N(16)、网关(17)、WIFI路由器(18)、220V电源模块A(19)、计算机(20)、虚拟现实构建系统软件(21)，其特征在于，所述采集点A(1)、采集点B(2)、采集点C(3)、采集点D(4)、采集点E(5)、采集点F(6)、采集点G(7)、采集点H(8)、采集点I(9)、采集点J(10)、采集点K(11)、采集点L(12)、采集点M(13)分别固定在人体的头骨、胸骨、左上臂、左下臂、左手关节、右上臂、右下臂、右手关节、髋骨、左上腿、左下腿、右上腿、右下腿上；
所述采集点A(1)包括惯量传感器A(101)、单片机A(102)、ZigbeeA(103)、稳压降压输出
5V模块A(104)，所述惯量传感器A(101)与单片机A(102)通过电性连接，所述单片机A(102)与ZigbeeA(103)通过电性连接，所述稳压降压输出5V模块A(104)分别与单片机A(102)、ZigbeeA(103)通过电源线连接，所述采集点B(2)包括惯量传感器B(201)、单片机B(202)、ZigbeeB(203)、稳压降压输出5V模块B(204)，所述惯量传感器B(201)与单片机B(202)通过电性连接，所述单片机B(202)与ZigbeeB(203)通过电性连接，所述稳压降压输出5V模块B(204)分别与单片机B(202)、ZigbeeB(203)通过电源线连接，所述采集点A(1)与采集点B(2)、采集点C(3)、采集点D(4)、采集点E(5)、采集点F(6)、采集点G(7)、采集点H(8)、采集点I(9)、采集点J(10)、采集点K(11)、采集点L(12)、采集点M(13)的结构相同，所述ZigbeeN(14)分别与ZigbeeA(103)、ZigbeeB(203)、ZigbeeC(303)、ZigbeeD(403)、ZigbeeE(503)、ZigbeeF(603)、ZigbeeG(703)、ZigbeeH(803)、ZigbeeI(903)、ZigbeeJ(1003)、ZigbeeK(1103)、ZigbeeL(1203)、ZigbeeM(1303)通过无线讯号传输，所述ZigbeeN(14)与单片机N(15)通过电性连接，所述稳压降压输出5V模块N(16)分别与ZigbeeN(14)、单片机N(15)通过电源线连接，所述ZigbeeN(14)与网关(17)通过无线网络连接，所述网关(17)与WIFI路由器(18)通过电性连接，所述220V电源模块A(19)分别与网关(17)、WIFI路由器(18)通过电源线连接，所述WIFI路由器(18)与计算机(20)通过无线讯号传输，所述计算机(20)上设置有虚拟现实构建系统软件(21)。
2.根据权利要求1所述的人体姿态角捕捉装置，其特征在于，所述单片机A(102)、单片机B(202)、单片机C(302)、单片机D(402)、单片机E(502)、单片机F(602)、单片机G(702)、单片机H(802)、单片机I(902)、单片机J(1002)、单片机K(1102)、单片机L(1202)、单片机M(1302)、单片机N(15)均采用STC15F2K60S2。
3.根据权利要求1所述的人体姿态角捕捉装置，其特征在于，所述稳压降压输出5V模块A(104)、稳压降压输出5V模块B(204)、稳压降压输出5V模块C(304)、稳压降压输出5V模块D(404)、稳压降压输出5V模块E(504)、稳压降压输出5V模块F(604)、稳压降压输出5V模块G(704)、稳压降压输出5V模块H(804)、稳压降压输出5V模块I(904)、稳压降压输出5V模块J(1004)、稳压降压输出5V模块K(1104)、稳压降压输出5V模块L(1204)、稳压降压输出5V模块M(1304)、稳压降压输出5V模块N(16)均采用B10MC34063集成电路。
4.根据权利要求1所述的人体姿态角捕捉装置，其特征在于，所述虚拟现实构建系统软件(21)是基于MicrosoftStudio2015软件开发平台，使用VC++和OpenGL开发编写了一款动作捕捉系统的数据处理系统。
一种人体姿态角捕捉装置
技术领域
背景技术
的关键部位设置跟踪器，由Motioncapture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到
三维空间坐标的数据。当数据被计算机识别后，可以应用在动画制作，步态分析，生物力学，
人机工程，动作捕捉系统根据不同的工作原理可以分为光学捕捉和惯性捕捉系统。光学式
动作系统采用摄像机拍摄使用者身体上特征点的方式来采集使用者的运动轨迹，其具有对
脸部等精细部位采集精度高的优点，但是其设备较为庞大，造价较为昂贵，同时受到环境因
素干扰大，故难以普及运用。而惯性捕捉系统是通过绑定在使用者身体各个关节部位的加
速度计，陀螺仪以及地磁传感器采集到使用者身体各个部位的姿态角，关节角，以及其的相
对空间位置从而实现对使用者进行动作捕捉的目的。
软件，所述采集点A、采集点B、采集点C、采集点D、采集点E、采集点F、采集点G、采集点H、采集点I、采集点J、采集点K、采集点L、采集点M分别固定在人体的头骨、胸骨、左上臂、左下臂、左手关节、右上臂、右下臂、右手关节、髋骨、左上腿、左下腿、右上腿、右下腿上；
输出5V模块A分别与单片机A、ZigbeeA通过电源线连接，所述采集点B包括惯量传感器B、单
片机B、ZigbeeB、稳压降压输出 5V模块B，所述惯量传感器B与单片机B通过电性连接，所述
单片机B与ZigbeeB 通过电性连接，所述稳压降压输出5V模块B分别与单片机B、ZigbeeB通
过电源线连接，所述采集点A与采集点B、采集点C、采集点D、采集点E、采集点F、采集点G、采集点H、采集点I、采集点J、采集点K、采集点L、采集点M采集点M的结构相同，所述ZigbeeN分
别与ZigbeeA、ZigbeeB、ZigbeeC、ZigbeeD、 ZigbeeE、ZigbeeF、ZigbeeG、ZigbeeH、ZigbeeI、ZigbeeJ、ZigbeeK、ZigbeeL、 ZigbeeM通过无线讯号传输，所述ZigbeeN与单片机通过电性
连接，所述稳压降压输出5V模块N分别与ZigbeeN、单片机通过电源线连接，所述ZigbeeN与
网关通过无线网络连接，所述网关与WIFI路由器通过电性连接，所述V电源模块 A分别与网
关、WIFI路由器通过电源线连接，所述WIFI路由器与计算机通过无线讯号传输，所述计算机
上设置有虚拟现实构建系统软件。
模块F、稳压降压输出5V模块G、稳压降压输出5V 模块H、稳压降压输出5V模块I、稳压降压输
出5V模块J、稳压降压输出5V模块K、稳压降压输出5V模块L、稳压降压输出5V模块M、稳压降
压输出5V模块 N均采用B10MC34063集成电路。
量传感器G、惯量传感器H、惯量传感器I、惯量传感器J、惯量传感器K、惯量传感器L和惯量传
感器M用于实时采集各部位的加速度、角速度和地磁信息，并融合得到姿态角、四元数以及
欧拉角等姿态信息，所述ZigbeeN分别与ZigbeeA、ZigbeeB、ZigbeeC、ZigbeeD、ZigbeeE、
ZigbeeF、 ZigbeeG、ZigbeeH、ZigbeeI、ZigbeeJ、ZigbeeK、ZigbeeL、ZigbeeM通过无线讯号传输，将数据传输至计算机中，采用ZigBee技术，实现短距离、低功耗的无线通信技术，无需
人工干预，所述虚拟现实构建系统软件是基于 MicrosoftStudio2015软件开发平台，使用
VC++和OpenGL开发编写了一款动作捕捉系统的数据处理系统，实现了人体运动的捕获和重
现功能，该数据处理装置基本实现了人体运动监控的功能。
附图说明
块B-204、采集点C-3、惯量传感器C-301、单片机C-302、ZigbeeC-303、稳压降压输出5V模块
C-304、采集点D-4、惯量传感器D-401、单片机D-402、ZigbeeD-403、稳压降压输出5V模块D-
404、采集点E-5、惯量传感器E-501、单片机E-502、ZigbeeE-503、稳压降压输出5V 模块E-
504、采集点F-6、惯量传感器F-601、单片机F-602、ZigbeeF-603、稳压降压输出5V模块F-
604、采集点G-7、惯量传感器G-701、单片机G-702、 ZigbeeG-703、稳压降压输出5V模块G-
704、采集点H-8、惯量传感器H-801、单片机H-802、ZigbeeH-803、稳压降压输出5V模块H-
804、采集点I-9、惯量传感器I-901、单片机I-902、ZigbeeI-903、稳压降压输出5V模块I-
904、采集点J-10、惯量传感器J-1001、单片机J-1002、ZigbeeJ-1003、稳压降压输出 5V模块
J-1004、采集点K-11、惯量传感器K-1101、单片机K-1102、ZigbeeK-1103、稳压降压输出5V模
块K-1104、采集点L-12、惯量传感器L-1201、单片机L-1202、 ZigbeeL-1203、稳压降压输出
5V模块L-1204、采集点M-13、惯量传感器M-1301、单片机M-1302、ZigbeeM-1303、稳压降压输
出5V模块M-1304、ZigbeeN-14、单片机N-15、稳压降压输出5V模块N-16、网关-17、WIFI路由
器-18、220V电源模块A-19、计算机-20、虚拟现实构建系统软件-21。
具体实施方式
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另
有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上
述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
点A1、采集点B2、采集点C3、采集点D4、采集点E5、采集点F6、采集点G7、采集点H8、采集点I9、采集点J10、采集点K11、采集点L12、采集点M13分别固定在人体的头骨、胸骨、左上臂、左下
臂、左手关节、右上臂、右下臂、右手关节、髋骨、左上腿、左下腿、右上腿、右下腿上；
ZigbeeA103通过电性连接，所述稳压降压输出5V模块A104 分别与单片机A102、ZigbeeA103
通过电源线连接，所述采集点B2包括惯量传感器B201、单片机B202、ZigbeeB203、稳压降压
输出5V模块B204，所述惯量传感器A101、惯量传感器B201、惯量传感器C301、惯量传感器
D401、惯量传感器E501、惯量传感器F601、惯量传感器G701、惯量传感器H801、惯量传感器
I901、惯量传感器J1001、惯量传感器K1101、惯量传感器L1201、惯量传感器M1301用于实时
采集各部位的加速度、角速度和地磁信息，并融合得到姿态角、四元数以及欧拉角等姿态信
息，所述惯量传感器B201与单片机B202通过电性连接，所述单片机B202与ZigbeeB203通过
电性连接，所述稳压降压输出 5V模块B204分别与单片机B202、ZigbeeB203通过电源线连
接，所述采集点A1 与采集点B2、采集点C3、采集点D4、采集点E5、采集点F6、采集点G7、采集点H8、采集点I9、采集点J10、采集点K11、采集点L12、采集点M13的结构相同，所述ZigbeeN14分别与ZigbeeA103、ZigbeeB203、ZigbeeC303、ZigbeeD403、 ZigbeeE503、ZigbeeF603、
ZigbeeG703、ZigbeeH803、ZigbeeI903、ZigbeeJ1003、 ZigbeeK1103、ZigbeeL1203、
ZigbeeM1303通过无线讯号传输，所述ZigbeeN14 与单片机N15通过电性连接，所述稳压降
压输出5V模块N16分别与ZigbeeN14、单片机N15通过电源线连接，所述ZigbeeN14与网关17
通过无线网络连接，所述网关17与WIFI路由器18通过电性连接，所述220V电源模块A19分别
与网关17、WIFI路由器18通过电源线连接，所述WIFI路由器18与计算机20通过无线讯号传
输，所述计算机20上设置有虚拟现实构建系统软件21，所述计算机 20融合各惯性传感单元
姿态信息数据完成人体动作重构，并提取位置、速度、角度、加速度、角加速度等运动参数用
于人体动作生物力学分析和运动学分析。
压降压输出5V模块G704、稳压降压输出5V模块 H804、稳压降压输出5V模块I904、稳压降压
输出5V模块J1004、稳压降压输出5V模块K1104、稳压降压输出5V模块L1204、稳压降压输出
5V模块M1304、稳压降压输出5V模块N16均采用B10MC34063集成电路。
现功能，该数据处理装置基本实现了人体运动监控的功能。
J10、采集点K11、采集点L12、采集点M13分别固定在人体的头骨、胸骨、左上臂、左下臂、左手关节、右上臂、右下臂、右手关节、髋骨、左上腿、左下腿、右上腿、右下腿上，所述采集点A1包括惯量传感器A101、单片机A102、ZigbeeA103、稳压降压输出5V模块A104，所述惯量传感器
A101、惯量传感器B201、惯量传感器C301、惯量传感器D401、惯量传感器E501、惯量传感器
F601、惯量传感器G701、惯量传感器H801、惯量传感器I901、惯量传感器J1001、惯量传感器
K1101、惯量传感器L1201、惯量传感器M1301用于实时采集各部位的加速度、角速度和地磁
信息，并融合得到姿态角、四元数以及欧拉角等姿态信息，所述ZigbeeN14分别与
ZigbeeA103、 ZigbeeB203、ZigbeeC303、ZigbeeD403、ZigbeeE503、ZigbeeF603、
ZigbeeG703、 ZigbeeH803、ZigbeeI903、ZigbeeJ1003、ZigbeeK1103、ZigbeeL1203、
ZigbeeM1303通过无线讯号传输，将数据传输至计算机20中，采用ZigBee技术，实现短距离、
低功耗的无线通信技术，无需人工干预，所述虚拟现实构建系统软件21是基于
MicrosoftStudio2015软件开发平台，使用VC++和OpenGL开发编写了一款动作捕捉系统的
数据处理系统，实现了人体运动的捕获和重现功能，该数据处理装置基本实现了人体运动
监控的功能。
型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新
型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含
义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制
所涉及的权利要求。
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。
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