CN107543542A - 运动姿态捕捉模块和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种运动姿态捕捉模块及设备，包括用于采集运动姿态数据的传感器芯片；还包括与传感器芯片连接的，用于传输运动姿态数据的无线传输芯片；以及包括与传感器芯片和无线传输芯片分别连接的电池，以供电给传感器芯片和无线传输芯片进行工作。传感器芯片是通过数字化芯片高度集成技术实现运动姿态数据的多项采集功能，大大减少运动姿态捕捉模块及设备的体积，方便携带；另外作为一种可选的实施方式，该模块还包括数据处理模块，所述数据处理模块连接所述无线传输芯片，用于获取及处理所述运动姿态数据，将数据处理和数据采集功能集成一起，该模块和设备在数据采集完后直接进行数据处理，使操作人员的操作步骤更加简单，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及运动姿态捕捉领域，具体涉及一种运动姿态捕捉模块和系统。
背景技术
运动姿态捕捉模块主要用于惯性导航领域，即通过传感器采集物体的运动姿态，并对采集的数据进行分析进而对物体的运动轨迹进行导航。现有的运动姿态采集技术中，主要利用独立的产品，即加速度计、陀螺仪和磁力计采集物体的加速度、角速度和方位，并对采集的上述信息进行复杂的数学运算，以获得物体的运动姿态。
目前，为了不影响运动物体的自由度，运动姿态捕捉设备为可移动穿戴设备，可移动穿戴设备将采集的数据以无线通信方式传输到数据处理设备中进行数据处理。所以，完整的可移动穿戴设备包括三个独立的惯性传感器，以及包括无线通信装置和充电电池，通过简单的电路连接整合上述包装独立的5个器件到一个包装空间内进行工作。一方面，由于集成的器件很多，导致可移动穿戴设备的尺寸通常大于50mm*50mm*30mm,一般穿戴于大的载体上。另一方面，可移动穿戴设备还需要设置无线通信方式，传输数据到处理设备中进行数据处理，数据处理和数据采集功能独立分开，导致操作步骤比较繁琐。
发明内容
本发明针对现有运动姿态捕捉技术采用传统、简单组装技术集成多个器件于一体导致运动姿态捕捉设备体积大，以及数据处理和数据采集功能独立分开，导致操作步骤繁琐等问题，提供了一种工作效率高，数字化集成度更高，体积小，轻便携带的一种运动姿态捕捉模块和系统。
一方面，本发明提供一种运动姿态捕捉模块，包括:
用于采集运动姿态数据的传感器芯片；
与所述传感器芯片连接的，用于传输所述运动姿态数据的无线传输芯片；
与所述传感器芯片和所述无线传输芯片分别连接的电池，以供电给所述传感器芯片和所述无线传输芯片进行工作。
作为一种可选的实施方式，所述传感器芯片包括加速度计、磁力计和陀螺仪，所述传感器芯片还包括与所述加速度计、磁力计和所述陀螺仪连接的模数转换电路，所述传感器芯片还包括与所述模数转换电路连接的数据寄存器，与所述数据寄存器连接的数据处理器，和与所述数据处理器连接的数据输出接口，所述数据输出接口连接所述无线传输芯片，用于所述运动姿态数据到所述无线传输芯片。
作为一种可选的实施方式，所述数据输出接口为I2C总线数据接口。
作为一种可选的实施方式，所述无线传输芯片为适用zigbee通信协议的无线传输芯片。
作为一种可选的实施方式，所述电池为纽扣电池。
作为一种可选的实施方式，所述电池为纽扣充电电池。
作为一种可选的实施方式，该模块还包括数据处理模块，所述数据处理模块连接所述无线传输芯片，用于获取及处理所述运动姿态数据。
作为一种可选的实施方式，所述运动姿态捕捉模块的尺寸范围是19mm*19mm*19mm～48mm*48mm*48mm。
作为一种可选的实施方式，所述传感器芯片的尺寸为3mm*3mm*3mm。
作为一种可选的实施方式，所述无线传输芯片的尺寸范围为8mm*8mm*8mm。
作为一种可选的实施方式，所述电池的尺寸为9.5mm*9.5mm*1mm。
另一方面，本发明还提供一种运动姿态捕捉设备，包括运动姿态捕捉模块和数据处理模块，所述运动姿态捕捉模块包括:
用于采集运动姿态数据的传感器芯片；
与所述传感器芯片连接的，用于传输所述运动姿态数据的无线传输芯片；
与所述传感器芯片和所述无线传输芯片分别连接的电池，以供电给所述传感器芯片和所述无线传输芯片进行工作，所述传感器芯片包括加速度计、磁力计和陀螺仪，所述传感器芯片还包括与所述加速度计、磁力计和所述陀螺仪连接的模数转换电路，所述传感器芯片还包括与所述模数转换电路连接的数据寄存器，与所述数据寄存器连接的数据处理器，和与所述数据处理器连接的数据输出接口，所述数据输出接口连接所述无线传输芯片，用于所述运动姿态数据到所述无线传输芯片，所述数据处理模块连接所述无线传输芯片，用于获取及处理所述运动姿态数据。
本发明提供一种运动姿态捕捉模块及设备，包括用于采集运动姿态数据的传感器芯片；还包括与所述传感器芯片连接的，用于传输所述运动姿态数据的无线传输芯片；以及包括与所述传感器芯片和所述无线传输芯片分别连接的电池，以供电给所述传感器芯片和所述无线传输芯片进行工作。传感器芯片通过数字化芯片高度集成技术实现运动姿态数据的多项采集功能，大大减少了运动姿态捕捉模块及设备的体积，方便携带；另外作为一种可选的实施方式，该模块还包括数据处理模块，所述数据处理模块连接所述无线传输芯片，用于获取及处理所述运动姿态数据，将数据处理和数据采集功能集成一起，该模块和设备在数据采集完后直接进行数据处理，使操作人员的操作步骤更加简单，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种运动姿态捕捉模块的结构图；
图2为本发明实施例提供的另一种运动姿态捕捉模块的结构图；
图3为本发明实施例提供的另一种运动姿态捕捉模块的结构图；
图4为本发明实施例提供的一种运动姿态捕捉设备的结构图。
具体实施方式
下面阐述的实施例代表允许本领域技术人员实践本发明的必要信息，并且示出实践本发明的最佳方式。一旦根据附图阅读了以下的描述，本领域技术人员就将理解本发明的构思并且将认识到此处未特别阐明的这些构思的应用。应当理解，这些构思和应用落入本公开和所附权利要求书的范围。下面结合实施例对本发明进一步说明。
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种运动姿态捕捉模块的结构图。如图1所示，本实施例提供的一种运动姿态捕捉模块100，包括用于采集运动姿态数据的传感器芯片110；还包括与传感器芯片110连接的，用于传输运动姿态数据的无线传输芯片120；以及包括与传感器芯片110和无线传输芯片120分别连接的电池130，以供电给传感器芯片110和无线传输芯片120进行工作。
在本实施方式中，运动姿态捕捉模块100包括用于采集运动姿态数据的传感器芯片110；还包括与传感器芯片110连接的，用于传输运动姿态数据的无线传输芯片120；以及包括与传感器芯片110和无线传输芯片120分别连接的电池130，以供电给传感器芯片110和无线传输芯片120进行工作。传感器芯片110通过数字化芯片高度集成技术实现运动姿态数据的多项采集功能，大大减少了运动姿态捕捉模块100及设备的体积，方便携带。
作为一种可选的实施方式，请参见图2，图2为本发明实施例提供的另一种运动姿态捕捉模块的结构图，如图2所示，基于图1所示的运动姿态捕捉模块100，本实施方式提供的运动姿态捕捉模块100中，传感器芯片110包括加速度计111、磁力计112和陀螺仪113，传感器芯片110还包括与加速度计111、磁力计112和陀螺仪113连接的模数转换电路114，传感器芯片110还包括与模数转换电路114连接的数据寄存器115，与数据寄存器115连接的数据处理器116，和与数据处理器116连接的数据输出接口117，数据输出接口117连接无线传输芯片120，用于运动姿态数据到无线传输芯片120。
作为一种可选的实施方式，数据输出接口117为I2C总线数据接口。
作为一种可选的实施方式，无线传输芯片120为适用zigbee通信协议的无线传输芯片120。
作为一种可选的实施方式，电池130为纽扣电池130。
作为一种可选的实施方式，电池130为纽扣充电电池130。
作为一种可选的实施方式，请参见图3，图3为本发明实施例提供的另一种运动姿态捕捉模块的结构图，如图3所示，本实施例提供的运动姿态捕捉模块100中，还包括数据处理模块140，数据处理模块140连接无线传输芯片120，用于获取及处理运动姿态数据。在本实施方式中，该模块包括的数据处理模块140连接无线传输芯片120，用于获取及处理运动姿态数据，将数据处理和数据采集功能集成一起，该模块和设备在数据采集完后直接进行数据处理，使操作人员的操作步骤更加简单，提高了工作效率。
作为一种可选的实施方式，运动姿态捕捉模块100的尺寸范围是19mm*19mm*19mm～48mm*48mm*48mm。
作为一种可选的实施方式，传感器芯片110的尺寸为3mm*3mm*3mm。
作为一种可选的实施方式，无线传输芯片120的尺寸范围为8mm*8mm*8mm。
作为一种可选的实施方式，电池130的尺寸为9.5mm*9.5mm*1mm。
综上描述，本发明实施例提供的一种运动姿态捕捉模块100，包括用于采集运动姿态数据的传感器芯片110；还包括与传感器芯片110连接的，用于传输运动姿态数据的无线传输芯片120；以及包括与传感器芯片110和无线传输芯片120分别连接的电池130，以供电给传感器芯片110和无线传输芯片120进行工作。传感器芯片110通过数字化芯片高度集成技术实现运动姿态数据的多项采集功能，大大减少了运动姿态捕捉模块100及设备的体积，方便携带；另外作为一种可选的实施方式，该模块还包括数据处理模块140，数据处理模块140连接无线传输芯片120，用于获取及处理运动姿态数据，将数据处理和数据采集功能集成一起，该模块在数据采集完后直接进行数据处理，使操作人员的操作步骤更加简单，提高了工作效率。
另一方面，请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种运动姿态捕捉设备的结构图，如图4所示，本实施例提供的运动姿态捕捉设备400，包括图2所示的运动姿态捕捉模块100和数据处理模块410，运动姿态捕捉模块100包括:
用于采集运动姿态数据的传感器芯片110；
与传感器芯片110连接的，用于传输运动姿态数据的无线传输芯片120；
与传感器芯片110和无线传输芯片120分别连接的电池130，以供电给传感器芯片110和无线传输芯片120进行工作，传感器芯片110包括加速度计111、磁力计112和陀螺仪113，传感器芯片110还包括与加速度计111、磁力计112和陀螺仪113连接的模数转换电路114，传感器芯片110还包括与模数转换电路114连接的数据寄存器115，与数据寄存器115连接的数据处理器116，和与数据处理器116连接的数据输出接口117，数据输出接口117连接无线传输芯片120，用于运动姿态数据到无线传输芯片120，数据处理模块410连接无线传输芯片120，用于获取及处理运动姿态数据。
综上描述，本发明实施例提供的一种运动姿态捕捉设备400，包括用于采集运动姿态数据的传感器芯片110；还包括与传感器芯片110连接的，用于传输运动姿态数据的无线传输芯片120；以及包括与传感器芯片110和无线传输芯片120分别连接的电池130，以供电给传感器芯片110和无线传输芯片120进行工作。传感器芯片110通过数字化芯片高度集成技术实现运动姿态数据的多项采集功能，大大减少了运动姿态捕捉模块100及运动姿态捕捉设备400的体积，方便携带；另外作为一种可选的实施方式，该运动姿态捕捉设备400还包括数据处理模块410，数据处理模块410连接无线传输芯片120，用于获取及处理运动姿态数据，将数据处理和数据采集功能集成一起，该运动姿态捕捉设备400在数据采集完后直接进行数据处理，使操作人员的操作步骤更加简单，提高了工作效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种运动姿态捕捉模块，其特征在于，包括:
用于采集运动姿态数据的传感器芯片；
与所述传感器芯片连接的，用于传输所述运动姿态数据的无线传输芯片；
与所述传感器芯片和所述无线传输芯片分别连接的电池，以供电给所述传感器芯片和所述无线传输芯片进行工作。
2.如权利要求1所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述传感器芯片包括加速度计、磁力计和陀螺仪，所述传感器芯片还包括与所述加速度计、磁力计和所述陀螺仪连接的模数转换电路，所述传感器芯片还包括与所述模数转换电路连接的数据寄存器，与所述数据寄存器连接的数据处理器，和与所述数据处理器连接的数据输出接口，所述数据输出接口连接所述无线传输芯片，用于所述运动姿态数据到所述无线传输芯片。
3.如权利要求2所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述数据输出接口为I2C总线数据接口。
4.如权利要求2所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述无线传输芯片为适用zigbee通信协议的无线传输芯片。
5.如权利要求1所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述电池为纽扣电池。
6.如权利要求5所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述电池为纽扣充电电池。
7.如权利要求1至6中任一所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，还包括数据处理模块，所述数据处理模块连接所述无线传输芯片，用于获取及处理所述运动姿态数据。
8.如权利要求7所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述运动姿态捕捉模块的尺寸范围是19mm*19mm*19mm～48mm*48mm*48mm。
9.如权利要求7所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述传感器芯片的尺寸为3mm*3mm*3mm。
10.如权利要求7所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述无线传输芯片的尺寸范围为8mm*8mm*8mm。
11.如权利要求7所述的运动姿态捕捉模块，其特征在于，所述电池的尺寸为9.5mm*9.5mm*1mm。
12.一种运动姿态捕捉设备，其特征在于，包括运动姿态捕捉模块和数据处理模块，所述运动姿态捕捉模块包括:
用于采集运动姿态数据的传感器芯片；
与所述传感器芯片连接的，用于传输所述运动姿态数据的无线传输芯片；
与所述传感器芯片和所述无线传输芯片分别连接的电池，以供电给所述传感器芯片和所述无线传输芯片进行工作，所述传感器芯片包括加速度计、磁力计和陀螺仪，所述传感器芯片还包括与所述加速度计、磁力计和所述陀螺仪连接的模数转换电路，所述传感器芯片还包括与所述模数转换电路连接的数据寄存器，与所述数据寄存器连接的数据处理器，和与所述数据处理器连接的数据输出接口，所述数据输出接口连接所述无线传输芯片，用于所述运动姿态数据到所述无线传输芯片，所述数据处理模块连接所述无线传输芯片，用于获取及处理所述运动姿态数据。
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