基于MEMS傳感器的人體姿態的運動采集及復現

深圳大學信息工程學院 李禎林

華南理工大學計算機科學與工程學院 鄭藍翔

深圳大學信息工程學院 楊奕津 黃明煥 楊延釗 朱倩儀 陳全威 潘志銘

基于MEMS傳感器的人體姿態的運動采集及復現

深圳大學信息工程學院 李禎林

華南理工大學計算機科學與工程學院 鄭藍翔

深圳大學信息工程學院 楊奕津 黃明煥 楊延釗 朱倩儀 陳全威 潘志銘

該文設計了一種基于MEMS傳感器的人體姿態的運動采集及復現系統，采用慣性導航式動作捕捉技術，它能實現人體運動數據的精確采集，并以3D動畫運動的方式對運動過程進行直觀的復現。

MEMS傳感器；無線網絡；姿態采集；姿態結算；運動復現

1 引言

國內的類似系統絕大多數都是光學式的，得不到準確的三維運動參數。慣性傳感器測量人體姿態在成本、便攜性上有較大優勢，但測量精度及誤差累積一直是限制其發展的重要因素。

自20世紀70年代以來，微機電系統（MEMS）技術蓬勃發展，慣性傳感技術向著高可靠性、小型化等方向發展，使得使MEMS傳感器在很多電子產品中得到了廣泛的應用。

本文將介紹利用自行設計制作的MEMS傳感器無線模塊，以慣性導航運動捕捉為原理進行人體姿態采集，利用多種算法解算人體的姿態并用3D動畫方式進行復現。

2 系統的模型

文章通過將人體簡化建模為人體多連桿模型，并通過在連桿中央放置自制的硬件模塊實現運動數據的采集。硬件模塊使用nRF51822作為主處理器和無線發送芯片，并使用MPU9250作為傳感器采集數據。……