基于藍牙的人體運動仿真裝置制造方法
【專利摘要】基于藍牙的人體運動仿真裝置。每個子模塊包括如下六個部分，（1）與（2）分別是是一個三軸加速度傳感器與一個三軸的陀螺儀組成的感應芯片MPU6050，（3）是一個三軸磁場計RMG144，這兩個傳感芯片通過I2C總線，將感應到的各個軸的加速度、加速度及磁場強度發送給主處理器（4），中央處理器(4)將這幾個傳感器傳過來的數據進行數字濾波，使信號能夠有效的抗干擾。然后將這些數據進行封包、加糾正碼等操作。以便讓傳輸過程的誤碼錯誤降到最低。將這些數據發送到無線發射模塊(6)。電源模塊(5)負責整個系統的供電。接收模塊(7)負責接收和解碼，能夠將多路的無線數據接收整合，發送給USBHOST模塊(8)，將數據處理成計算機系統(9)能識別的計算機數據。計算機(9)將接收到的各個子模塊數據，進行處理和建模，完成建立描繪人體運動起來后空間軌跡系統的任務。
【專利說明】基于藍牙的人體運動仿真裝置
【技術領域】
[0001]本發明本發明涉及一種人體運動仿真模塊，具體地說是涉及一種基于藍牙的人體運動仿真裝置。
【背景技術】
[0002]人體運動仿真技術在高科技領域使用的很多，但是在民用領域，尤其是家常生活中還是由于高成本、低精度而影響了它的推廣和使用。本發明一種便攜式空間無線定位系統，通過將慣性捷聯陀螺儀以及空間磁場感應裝置，集成在一個很小的模塊上。通過集成手段，可以在計算機中遠距離無線測量所屬模塊的空間運動軌跡。然后通過將這些模塊分布到運動所需要測試的人體各個部位。當人體運動后，就可以在空間描繪出運動軌跡，能夠非常精確的再現運動的每一個過程。可以運用在仿生控制，影視、娛樂等等方面。通過集成高性能低價格的MEMS器件，以及多種校正算法，實現了便攜和低成本的無線定位系統。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服了現有技術中的不足，提供了一種基于藍牙的人體運動仿真裝置，能夠高效的處理實時的人體運動仿真，根據各個子模塊無線傳輸的數據，應用在大量場合。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現:
本發明要解決的技術問題是提供一種無線定位設備，通過磁場、陀螺儀和加速度傳感器，能夠高效的處理實時的人體運動仿真，根據人體的不同狀態完成對周邊各種設備的控制。為解決上述技術問題，本發明包括如下幾個部分:每個子模塊包括如下六個部分，I與2分別是是一個三軸加速度傳感器與一個三軸的陀螺儀組成的感應芯片MPU6050，3是一個三軸磁場計RM G144，這兩個傳感芯片通過I2C總線，將感應到的各個軸的加速度、加速度及磁場強度發送給主處理器4，中央處理器4將這幾個傳感器傳過來的數據進行數字濾波，使信號能夠有效的抗干擾。然后將這些數據進行封包、加糾正碼等操作。以便讓傳輸過程的誤碼錯誤降到最低。將這些數據發送到無線發射模塊6。電源模塊5負責整個系統的供電。
[0005]接收模塊7負責接收和解碼，能夠將多路的無線數據接收整合，發送給USB HOST模塊8，將數據處理成計算機系統9能識別的計算機數據。計算機9將接收到的各個子模塊數據，進行處理和建模，完成建立描繪人體運動起來后空間軌跡系統的任務。
[0006]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
本發明一種便攜式空間無線定位系統，通過將慣性捷聯陀螺儀以及空間磁場感應裝置，集成在一個很小的模塊上。通過集成手段，可以在計算機中遠距離無線測量所屬模塊的空間運動軌跡。然后通過將這些模塊分布到運動所需要測試的人體各個部位。當人體運動后，就可以在空間描繪出運動軌跡，能夠非常精確的再現運動的每一個過程。可以運用在仿生控制，影視、娛樂等等方面。通過集成高性能低價格的MEMS器件，以及多種校正算法，實現了便攜和低成本的無線定位系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明一種基于藍牙的人體運動仿真裝置的結構示意圖圖2是本發明一種基于藍牙的人體運動仿真裝置的流程示意圖
圖3是本發明一種基于藍牙的人體運動仿真裝置分布的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述:
如圖1所示，I與2分別是是一個三軸加速度傳感器與一個三軸的陀螺儀組成的感應芯片MPU6050，3是一個三軸磁場計RM G144，這兩個傳感芯片通過I2C總線，將感應到的各個軸的加速度、加速度及磁場強度發送給主處理器4。
[0009]中央處理器4將這幾個傳感器傳過來的數據進行數字濾波，使信號能夠有效的抗干擾。
[0010]然后將這些數據進行封包、加糾正碼等操作。以便讓傳輸過程的誤碼錯誤降到最低。然后將這些數據發送到無線發射模塊6。
[0011]電源模塊5負責整個系統的供電。接收模塊7負責接收和解碼，將每個子模塊所發出的信息整合和處理之后，發送給USB HOST設備8，USB HOST模塊8將數據處理成計算機系統9能識別的計算機數據，發射和接收模塊6、7均采用藍牙設備。
[0012]如圖2所示，是計算機系統9進行空間計算所需要的步驟。首先確定絕對的空間坐標系。首先開機后9確定初始狀態下角速度為O的時候，各個軸的加速度值，確定這三個軸的加速度合力值及其方向。確定此時的三個軸的磁場強度值，解算出他們的合磁場大小方向。
[0013]如圖3所示，以重力方向為Z軸的負方向，以磁力方向為Y軸正方向，取正交與這兩個方向的唯一方向為X軸，并且以右手定理確定X軸的正方向。此時便可以擺脫芯片所處的位置，實時的確定空間所處的位置，描繪出在絕對空間中，定位芯片所移動過的位置。
[0014]完成初始化之后，計算機9根據實時的獲取加速度傳感器I和陀螺儀傳感器2的各軸的加速度信息及加速度信息。利用如上文所描述建立的絕對坐標系，根據每個軸的加速度積分算出當前速度值，再積分算出每個軸的位移值。根據角速度值，積分算出當前的角度。然后將這些數據記錄到數據庫之中。
[0015]獲得當前的各個軸加速度后，根據角度的變化量，實時的計算出當前的重力所應該處于的角度，再由上文初始化過程中重力的大小，分別計算重力在三個絕對坐標系上的分量，并剔除掉。
[0016]然后根據三軸磁力傳感器3實時的數據，與獲得的角度、速度信息比對，做兩個數據的加權糾正。以確保加速度值的非線性變化及陀螺儀的零漂等誤差不會再最終的數據中產生累積的誤差，保證系統運行的穩定性。
[0017]完成以上的計算后，就可以實時的在空間坐標系中標定當前空間軌跡定位系統所處的三軸坐標點，也可以實時的獲取它的當前速度、角度、加速度。將這些數據全部記錄到中央處理器緩存中的數據庫中，以備判別的程序實時調用。
[0018]之后完成姿態的演算和動作信號的判別。可以由上文的數據庫中的數據判斷是否完成了一系列運動，以及當前所處的狀態。
[0019]計算機系統9將實時收集到的各個子模塊的位置信息存儲起來，通過集成手段，可以在計算機9中遠距離無線測量所屬模塊的空間運動軌跡。然后通過將這些模塊分布到運動所需要測試的人體各個部位。當人體運動后，就可以在空間描繪出運動軌跡，能夠非常精確的再現運動的每一個過程。可以運用在仿生控制，影視、娛樂等等方面。
[0020]如圖3所示就是人體分布的各個子模塊的位置為1，在背后有負責接收的模塊7，它負責接收和解碼，能夠將多路的無線數據接收整合，發送給USB HOST模塊8。
[0021]本發明中涉及的未說明部份與現有技術相同或采用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種便攜式空間無線定位系統由:每個子模塊包括如下六個部分，(I)與(2)分別是是一個三軸加速度傳感器與一個三軸的陀螺儀組成的感應芯片MPU6050，(3)是一個三軸磁場計RM G144，這兩個傳感芯片通過I2C總線，將感應到的各個軸的加速度、加速度及磁場強度發送給主處理器(4)。
2.根據權利要求1所述的一種便攜式空間無線定位系統，其特征是:(1)(2)(3)傳感芯片通過I2C總線，將感應到的各個軸的加速度、加速度及磁場強度發送給主處理器(4)，接收模塊(7)負責接收和解碼，能夠將多路的無線數據接收整合，發送給USB HOST模塊(8)，將數據處理成計算機系統(9)能識別的計算機數據，計算機(9)將接收到的各個子模塊數據，進行處理和建模，通過將這些模塊分布到運動所需要測試的人體各個部位，當人體運動后，就可以在空間描繪出運動軌跡，能夠非常精確的再現運動的每一個過程，完成建立描繪人體運動起來后空間軌跡系統的任務。
【文檔編號】G06F17/50GK104515532SQ201310452049
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月28日 優先權日:2013年9月28日
【發明者】婁保東 申請人:南京專創知識產權服務有限公司