CN202218347U

CN202218347U - 一种动作姿态捕捉装置及系统

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Publication number: CN202218347U
Application number: CN2011203602955U
Authority: CN
Inventors: 戴若犁; 刘昊扬; 林翰; 伦纳德·斯科特·赫夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2021-09-23

Abstract

本实用新型是关于一种动作姿态捕捉装置及系统，所述的动作姿态捕捉系统包括：上位机和多个传感器采集节点，其中：多个传感器采集节点，用于采集传感数据，根据传感数据生成姿态角数据并输出；所述的传感器采集节点包括：外扩模块，用于采集传感数据并根据所述的传感数据计算姿态角数据；主模块，与所述的外扩模块相连，接收外扩模块输出的姿态角数据，融合并同步所述的外扩模块输出的姿态角数据；电源模块，与所述的主模块相连，用于提供电力；传输模块，与所述的主模块相连，用于将融合并同步后的姿态角数据输出；上位机，用于接收姿态角数据，并根据所述的姿态角数据生成姿态数据。

Description

一种动作姿态捕捉装置及系统

技术领域

本实用新型是关于动作姿态捕捉技术领域，具体来说是关于一种动作姿态捕捉装置及系统。

背景技术

目前在电影制作及游戏制作领域中，经常会用到动作姿态捕捉技术，现有动作姿态捕捉技术通常包括使用视频追踪方式（多点高速摄影辅以标记球及视频识别技术）及多点惯性姿态系统这两种技术解决方案。

基于视频追踪技术（computer vision / tracking）的动作姿态捕捉系统通常在目标体表附着多个参考球/点，采用多台高速摄像机对目标进行拍摄，通过视频识别技术获取目标体表参考球/点的轨迹后，通过3维模型计算恢复出目标的运动姿态及运动轨迹。其优点在于，识别精度高，并且可以对目标平动进行识别，但其也存在如下的问题：

整套系统非常复杂，需要多台的摄影设备及运算平台，器材及相应软件价格昂贵，使用成本高，在需要对高速人体运动时需要采用高速摄像设备，进一步增大了成本。

系统体积大、功耗大，布置复杂，需要场地大，操作不方便。

使用者穿戴设备不方便。

在有摄像机追踪目标身上的参考球/点遇到遮挡时使用受到限制。

人体动作恢复算法复杂，运算量大，实时处理困难，数据交互能力一般。

基于多点惯性姿态测量技术的动作捕捉系统包括多个位于目标身体上的传感器节点，在使用时，需要对多个传感器节点的数据进行集中采集处理并无线传输至上位机系统，由上位机系统进行姿态恢复运算。其优点在于，系统相对简洁，使用时不怕遮挡，但其也存在如下的问题：

多个传感器节点及中央节点之间为有线连接，给使用者穿戴及使用带来不便。

传感器节点所需数目较多（一般不少于15个节点）导致成本较高，由于每个传感器节点体积和重量较大，因此会给使用者带来较重的负担。

集中计算导致系统数据采集及同步速度较低（特别是多个节点同时工作时），无法应对高速动作姿态捕捉要求。

以上两种动作捕捉系统主要应用于电影、动漫、游戏制作、医疗诊断及复健、科学研究等专业领域，由于系统均较为复杂，成本较高且使用不便，因此并不能满足一般领域的需要。

发明内容

为克服现有技术中动作捕捉系统数据采集及同步速度较低、构成复杂、成本高且使用不便的问题，本实用新型提供一种动作姿态捕捉系统。

所述的动作姿态捕捉系统包括用于生成姿态数据的上位机和与其连接的多个传感器采集节点，其中，所述的传感器采集节点包括：

用于采集传感数据并根据所述的传感数据计算姿态角数据的外扩模块；

与所述的外扩模块相连、接收所述外扩模块输出的姿态角数据、融合并同步所述的外扩模块输出的姿态角数据的主模块；

与所述的主模块相连、用于提供电力的电源模块；

与所述的主模块相连、用于将所述融合并同步后的姿态角数据输出的传输模块。

根据实施例，还可采用以下优选的技术方案：

所述的外扩模块包括：外扩模块主芯片和分别与之相连的

用于感测加速度数据的加速度传感器；

用于感测角速度数据的陀螺仪传感器；

用于感测地磁场数据的磁阻式传感器；

用于感测气压数据的气压传感器；以及

用于接收GPS数据的GPS接收器。

所述的动作姿态捕捉系统还包括：

数据融合节点，分别与所述的上位机及所述的多个传感器采集节点的传输模块相连接。

所述的传感器采集节点的数目为1至6个，每个所述的传感器采集节点包含的外扩模块的数目为1至5个。

所述的传输模块为蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、射频模块、WIFI模块、WiMax模块、GPRS模块、CDMA模块、3G模块或LTE模块。

所述的上位机为平板电脑、移动电话、PDA或者电脑。

本实用新型还提供一种动作姿态捕捉装置，所述的动作姿态捕捉装置包括：用于采集传感数据并计算出姿态角数据的外扩模块组、用于融合姿态角数据的主模块、用于提供电力的电源模块和用于将实审姿态角数据输出的传输模块，所述主模块分别与所述外扩模块组、电源模块、传输模块连接。

优选的，所述外扩模块组包括佩戴在使用者小臂上的第一外扩模块、安装在手持设备上的第二外扩模块和佩戴在使用者大臂上的第三外扩模块中的至少两个。

进一步优选的，所述的主模块、第一外扩模块、电源模块和传输模块被封装在了一个外壳中。

再优选的，所述的第一、第二及第三外扩模块均包括一个加速度传感器、一个陀螺仪传感器、一个磁阻式传感器和一个微处理器。

通过在一个传感器节点中设置多个外扩节点，由传感器节点中的外扩节点首先对传感数据进行采集和运算，随后由传感器节点对多个外扩节点的计算出的数据进行融合并同步，提升了传感数据采集同步的速度和效率。并且简化了系统结构，降低了成本且更加方便使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种动作姿态捕捉系统拓扑图。

图2是在本实用新型实施例提供的传感器采集节点102的结构框图。

图3是在本实用新型实施例提供的外扩模块201的结构框图。

图4是本实用新型实施例提供的一种动作姿态捕捉系统拓扑图。

图5所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置500的模块图。

图6所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置500的佩戴示意图。

图7所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置700的模块图。

图8所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置700的佩戴示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型实施例提供一种动作姿态捕捉系统，以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

实施例一

图1是本实用新型实施例提供的一种动作姿态捕捉系统拓扑图，如图1所示，动作姿态捕捉系统包括上位机101和多个传感器采集节点102，其中：

上位机101，用于接收姿态角数据，并根据所述的姿态角数据生成姿态数据。

在本实用新型实施例中，上位机101可以是个人计算机或手持设备，包括但不限于基于Windows，Linux, MacOS的个人计算机（包括膝上型计算机及台式个人计算机）或运行Android，iOS，Rim，WPOS等操作系统的移动电话，平板电脑，PDA等手持设备。上位机101内安装有一上位机软件系统，该软件系统包括人体逆向动力学计算功能，三维建模及动画生成功能，模式识别及信息提取功能，数据库功能，及信息传播交互功能。

在本实用新型实施例中，上位机101可以接收多个传感器采集节点102生成的姿态角数据，姿态角数据由传感器采集节点102根据传感数据计算得出，传感数据包括但不限于加速度数据、角速度数据、地磁场数据、气压数据和/或GPS数据，上位机101通过其上位机软件系统对生成的姿态角数据进行分析计算，可以生成姿态数据，从而完成对人体动作姿态的捕捉。

多个传感器采集节点102，用于采集传感数据，根据传感数据生成姿态角数据并输出。

在本实用新型实施例中，传感器采集节点102设置于被捕捉对象的身上，采集被捕捉对象的各种动作，生成传感数据，并通过无线方式将采集到的传感数据发送至上位机101。

图2是在本实用新型实施例提供的传感器采集节点102的结构框图，如图2所示，传感器采集节点102包括：

外扩模块201，用于采集传感数据并根据所述的传感数据计算姿态角数据。

在本实用新型实施例中，外扩模块201可以包括多个传感器，如三轴陀螺仪传感器，三轴加速度传感器，三轴磁阻传感器，气压传感器等，外扩模块201通过这些传感器对人体动作姿态进行捕捉，生成各种姿态角数据，并将姿态角数据发送至主模块202，外扩模块201与主模块202主芯片通过有线方式相连接，并从主模块202获取电力。

在本实用新型实施例中，图2以传感器采集节点102包括3个外扩模块201为例进行说明，在实际使用中，每个传感器采集节点可以包含任意个外扩模块201所有外扩模块201模块均将生成的姿态角数据汇总传输给主模块202模块进行无线传输，而所用电力亦由与主模块202相连的电源模块203提供。因此，在外扩模块201数量较多时，供电能力与传输能力均遇到瓶颈，造成无线数据刷新率降低，待机时间下降等问题，同时考虑到无线传输协议的限制，通常可以根据实际需要将外扩模块201的数量设置为1个至5个。

在本实用新型实施例中，图3是在本实用新型实施例提供的外扩模块201的结构框图，如图3所示，外扩模块201包括：

外扩模块主芯片301，用于采集并计算传感器302至306感测到的传感数据，得到姿态角数据，并将姿态角数据发送至主模块202。外扩模块主芯片301可以将采集到的传感数据计算成可以直接表征姿态的欧拉角格式或四元素格式，计算前的原始传感数据信息量极大，经外扩模块主芯片301计算后直接向主模块202输出有效数据，减少了数据传输量，提高了同步速度。

加速度传感器302，与外扩模块主芯片301相连，用于感测加速度数据，并将感测到的加速度数据发送至外扩模块主芯片301。

陀螺仪传感器303，与外扩模块主芯片301相连，用于感测角速度数据，并将感测到的角速度数据发送至外扩模块主芯片301。

磁阻式传感器304，与外扩模块主芯片301相连，用于感测地磁场数据，并将感测到的地磁场数据发送至外扩模块主芯片301。

气压传感器305，与外扩模块主芯片301相连，用于感测气压数据，并将感测到的气压数据发送至外扩模块主芯片301。

GPS接收器306，与外扩模块主芯片301相连，用于接收GPS数据，并将接收到的GPS数据发送至外扩模块主芯片301。

在本实用新型实施例中，外扩模块201可以根据实际需要，只包含上述传感器302至306中的一种或几种，而不包含以上全部5种传感器，也可以包含更多其他种类的传感器。

主模块202，与所述的外扩模块201相连，用于接收外扩模块输出的姿态角数据，融合并同步所述的外扩模块输出的姿态角数据。

在本实用新型实施例中，主模块202接收外扩模块201计算到的姿态角数据，并对接收到的多个外扩模块201生成的姿态角数据进行融合并同步。外扩模块201计算到的姿态角数据为短数据帧，主模块202将多个201发来的短数据帧，进行有效信息提取，拼组成长数据帧，再加上祯头祯尾发送，不但可以解决同步问题，也可减小数据传输量，间接提高传输速度刷新率。

电源模块203，与所述的主模块202相连，用于提供电力。

在本实用新型实施例中，电源模块203为主模块202提供电力，并通过主模块202为外扩模块201和传输模块204提供电力，在本实用新型的另一实施例中，电源模块203也可以直接为外扩模块201和传输模块204提供电力，电源模块203可以使用充电电池或干电池。

传输模块204，与所述的主模块202相连，用于将融合并同步后的姿态角数据输出。

在本实用新型实施例中，传输模块204通过有线方式与主模块202相连，接收主模块202生成的融合并同步后的姿态角数据，并将融合并同步后的姿态角数据通过无线方式发送至上位机101。

在本实用新型实施例中，传输模块204可以为蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、射频模块、WIFI模块、WiMax模块、GPRS模块、CDMA模块、3G模块或LTE模块，也可以根据实际需要包括其中两种或两种以上的无线传输模块。

动作姿态捕捉系统可以包括任意个传感器采集节点，此处并无严格限制，可以通过修改协议扩展到更多，但是无线传输带宽不是无限的，因此一般不会多于1024个节点。在本实用新型实施例中，图1以动作姿态捕捉系统包括6个传感器采集节点102为例进行说明，在实际使用中，当传感器采集节点采用无线射频协议进行数据传输时，由于无线射频协议最多支持到6个节点，并且节点增加后，由于每个节点会均分带宽，单个节点的实际可用带宽会变窄。因此可以根据实际需要将传感器采集节点102的数量设置为1个至6个，用以表征不同级别的动作捕捉及姿态恢复。

图4是本实用新型实施例提供的一种动作姿态捕捉系统拓扑图，如图4所示，动作姿态捕捉系统包括：上位机401、多个传感器采集节点402和数据融合节点403，与图1不同之处在于，图4所示动作姿态捕捉系统包括：

数据融合节点403，分别与上位机401及多个传感器采集节点402相连接，用于接收多个传感器采集节点402输出的姿态角数据，将所述的姿态角数据融合并同步后发送至上位机401。

在本实用新型实施例中，数据融合节点403通过无线方式与多个传感器采集节点402相连接，接收传感器采集节点402发送的姿态角数据。无线方式包括但不限于蓝牙方式、Zigbee方式、红外方式、射频方式、WIFI方式、WiMax方式、GPRS方式、CDMA方式、3G方式和LTE方式中的一种或几种。

流行的无线传输方式如蓝牙，鼠标等外设所用2.4G射频等均有节点数限制，蓝牙为7，鼠标等用的2.4G射频为6，因此可以同时工作的传感器采集节点数目受到限制，即便可以通过通讯协议补偿无线传输时的节点数限制问题，过多节点数据的同步也是一个大问题。因此在本实用新型实施例中，数据融合节点403将从多个传感器采集节点402接收到的姿态角数据进行融合及同步处理，将从多个传感器采集节点402接收到的长数据帧，进行有效信息提取，拼组成更长的数据帧，再加上祯头祯尾发送，进一步解决了同步问题，也进一步减小了数据传输量，间接提高传输速度刷新率。最后将融合及同步后的姿态角数据通过有线或无线方式发送至上位机401的数据通信接口（包括但不限于数据线接口，串口或USB接口）。

图4所示动作姿态捕捉系统中上位机401和多个传感器采集节点402与图1中的上位机101、多个传感器采集节点102相似，故在此不再赘述，

在传感器采集节点402数目较少的动作姿态捕捉系统中，因为只需监测并记录人体部分躯干的动作，所以上位机401可以采用手机或平板电脑作为应用端。由于数据量较少，可以省去第二级数据融合节点403，多自由度传感器采集节点402直接与上位机401进行无线通讯。多自由度传感器采集节点402中的外扩模块作为数据采集端；采集到的数据经计算，计算成可以直接表征姿态的欧拉角格式或四元素格式再传输给主模块202。原始数据信息量极大，经计算后直接输出有效数据。后传给主模块；主模块作为下位机节点对计算后的数据进行数据融合及同步后，通过无线数据传输将经融合处理后的数据传给上位机401应用端硬件；应用端软件将传输来的数据进行恢复、三维建模及体动作分析、以及动画展示等处理。外扩模块的电源由主节点提供，主节点可使用充电电池或干电池供电。

在传感器采集节点402数目较多的动作姿态捕捉系统中，因为需要监测并记录大量传感器反馈回的数据，所以上位机401可以采高性能平板电脑或便携式计算机作为应用端。系统的外扩模块作为数据采集端；采集到的数据经数据计算后传给主模块；主模块对计算后的姿态角数据做数据一级同步及融合，然后通过无线数据传输将经一级同步及融合处理后的数据传给数据融合节点403；数据经该数据融合节点403的二级融合处理后，再通过数据线传给上位机401应用端硬件；应用端硬件将传输来的数据进行恢复、三维建模及动画生成等处理。外扩模块的电源由主模块提供，主模块使用充电电池或干电池供电，数据融合节点403可以从外部取电，同时数据融合节点403可以对多个主模块同时进行供电和充电。

本实用新型采用“多个具有本地计算及无线传输功能的惯性测量传感器节点”测量各个节点的角速度，加速度，及地磁分量；进而得出该节点的“姿态角”；并将测量数据通过无线数据传输方式传输到个人计算机或手持设备中，通过计算恢复出目标的整体动作姿态。而算法中的逆向人体动力学建模方法，则可以使得本实用新型所采用的惯性姿态节点数量显著少于传统惯性姿态系统中所需要的节点数目。而整合了手持设备的应用方式，使得该系统的人机交互能力大大优于传统的两种方案。

本实用新型实施例提供的动作姿态捕捉系统，通过其传感器采集节点中的外扩模块采集传感数据并根据所述的传感数据计算姿态角数据，可以减小外扩模块传递给主模块的数据量，减少了带宽占用，提高了刷新率和同步速度。

本实用新型实施例提供的动作姿态捕捉系统，通过其主模块对接收到的姿态角数据进行同步及融合，解决了传感器采集节点中外扩模块数目受到限制的问题，同时减少了数据传输量节省了带宽占用，提高了刷新率和同步速度。

本实用新型实施例提供的动作姿态捕捉系统，通过数据融合节点对各传感器采集节点输出的姿态角数据进行进一步的同步及融合，解决了传感器采集节点数目受到限制的问题，同时减少了数据传输量节省了带宽占用，提高了刷新率和同步速度。

实施例二

本实用新型实施例提供一种监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置，本系统由于只需要对人体手臂的动作进行动作姿态捕捉，因此传感器采集节点数目较少。

图5所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置500的模块图，图6所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置500的佩戴示意图，结合图5和图6所示，动作姿态捕捉装置500包括：用于佩戴在使用者小臂的传感器采集节点501及用于安装在手持设备上的外扩模块502，其中，传感器采集节点501中进一步包括：主模块503、外扩模块504、电源模块505和传输模块506。各模块的结构和功能与实施例一中的同名单元类似，故在此不再赘述。

其中传感器采集节点501中的外扩模块504用于采集小臂的动作并计算出相应的姿态角数据，外扩模块502用于采集手持设备的动作并计算出相应的姿态角数据，电源模块505为主模块503提供电力，外扩模块504和502通过主模块503获得电力，主模块503将从外扩模块504和502接收到的姿态角数据进行融合及同步处理后，通过传输模块506输出至上位机进行运算。

在本实用新型实施例中，主模块503、外扩模块504、电源模块505和传输模块506被封装在了一个外壳中，主模块503与外扩模块502之间由数据线相连接，数据线负责传输数据及向外扩模块502供电。

在本实用新型实施例中，外扩模块502和504均主要由一个加速度传感器、一个陀螺仪传感器、一个磁阻式传感器和一个微处理器（ARM Cortex-M3）组成，当挥动手臂时，外扩模块504和502上的三个传感器就会分别将各自所采集到的空间位置信息(三个空间向量的加速度、角速度、地磁场量)通过数据接口（I2C或者SPI）传输给微处理器，微处理器对数据进行处理计算后输出。

外扩模块502和504输出的数据通过数据传输线传给主模块503，主模块503包括一个功能更强大的微处理器（如ARM Cortex-M3）。微处理器通过串口将外扩模块502和504传输来的数据（欧拉角及四元数数据）进行转存，信息提取及数据融合处理，之后将融合后的数据传输给传输模块506，传输模块506可以是一蓝牙模块，传输模块506通过无线传输将数据传输到手机或平板电脑上。手机上可以安装相应的软件，该软件将传输来的数据经逆向动力学计算、三维建模及动画生成将手臂挥动的姿态恢复出来，并可以通过视频供使用者观看。可用以辅助运动教学，机器人控制或医疗恢复训练等场合。

本实用新型实施例提供的动作姿态捕捉装置，通过其传感器采集节点中的外扩模块采集传感数据并根据所述的传感数据计算姿态角数据，可以减小外扩模块传递给主模块的数据量，减少了带宽占用，提高了刷新率和同步速度。

本实用新型实施例提供的动作姿态捕捉装置，通过其主模块对接收到的姿态角数据进行同步及融合，解决了传感器采集节点中外扩模块数目受到限制的问题，同时减少了数据传输量节省了带宽占用，提高了刷新率和同步速度。

实施例三

图7所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置700的模块图。图8所示是本实施例提供的监测及记录人体手臂动作的动作姿态捕捉装置700的佩戴示意图。参见图7和图8所示，动作姿态捕捉装置700包括：用于佩戴在使用者小臂的传感器采集节点701、用于佩戴在使用者大臂的传感器采集节点707及用于安装在手持设备上的外扩模块702，其中，传感器采集节点701中进一步包括：主模块703、外扩模块704、电源模块705和传输模块706。各模块的结构和功能与实施例一中的同名单元类似，故在此不再赘述。

其中传感器采集节点701中的外扩模块704用于采集小臂的动作并计算出相应的姿态角数据，外扩模块707用于采集大臂的动作并计算出相应的姿态角数据，外扩模块702用于采集手持设备的动作并计算出相应的姿态角数据，电源模块705为主模块703提供电力，外扩模块704、707和702通过主模块703获得电力，主模块703将从外扩模块704、707和702接收到的姿态角数据进行融合及同步处理后，通过传输模块706输出至上位机进行运算。

在本实用新型实施例中，主模块703、外扩模块704、电源模块705和传输模块706被封装在了一个外壳中，主模块703与外扩模块702、707之间由数据线相连接，数据线负责传输数据及向外扩模块702、707供电。

在本实用新型实施例中，外扩模块704、707和702均主要由一个加速度传感器、一个陀螺仪传感器、一个磁阻式传感器和一个微处理器（ARM Cortex-M3）组成，当挥动手臂时，外扩模块704、707和702上的三个传感器就会分别将各自所采集到的空间位置信息(三个空间向量的加速度、角速度、地磁场量)通过数据接口（I2C或者SPI）传输给微处理器，微处理器对数据进行处理计算后输出。

外扩模块704、707和702输出的数据通过数据传输线传给主模块703，主模块703包括一个功能更强大的微处理器（如ARM Cortex-M3）。微处理器通过串口将外扩模块702和704传输来的数据（欧拉角及四元数数据）进行转存，信息提取及数据融合处理，之后将融合后的数据传输给传输模块706，传输模块706可以是一蓝牙模块，传输模块706通过无线传输将数据传输到手机或平板电脑上。手机上可以安装相应的软件，该软件将传输来的数据经逆向动力学计算、三维建模及动画生成将手臂挥动的姿态恢复出来，并可以通过视频供使用者观看。可用以辅助运动教学，机器人控制或医疗恢复训练等场合。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1. 一种动作姿态捕捉系统，其特征在于，所述的动作姿态捕捉系统包括用于生成姿态数据的上位机和与其连接的多个传感器采集节点，其中，所述的传感器采集节点包括：

与所述的主模块相连、用于提供电力的电源模块；

2. 根据权利要求1所述的动作姿态捕捉系统，其特征在于，所述的外扩模块包括：

外扩模块主芯片和分别与之相连的

用于感测加速度数据的加速度传感器；

用于感测角速度数据的陀螺仪传感器；

用于感测地磁场数据的磁阻式传感器；

用于感测气压数据的气压传感器；以及

用于接收GPS数据的GPS接收器。

3. 根据权利要求1所述的动作姿态捕捉系统，其特征在于，所述的动作姿态捕捉系统还包括：

4. 根据权利要求1-3任一所述的动作姿态捕捉系统，其特征在于，所述的传感器采集节点的数目为1至6个，每个所述的传感器采集节点包含的外扩模块的数目为1至5个。

5. 根据权利要求1所述的动作姿态捕捉系统，其特征在于，所述的传输模块为蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、射频模块、WIFI模块、WiMax模块、GPRS模块、CDMA模块、3G模块或LTE模块。

6. 根据权利要求1所述的动作姿态捕捉系统，其特征在于，所述的上位机为平板电脑、移动电话、PDA或者电脑。

7. 一种动作姿态捕捉装置，其特征在于，所述的动作姿态捕捉装置包括：用于采集传感数据并计算出姿态角数据的外扩模块组、用于融合姿态角数据的主模块、用于提供电力的电源模块和用于将实审姿态角数据输出的传输模块，所述主模块分别与所述外扩模块组、电源模块、传输模块连接。

8. 根据权利要求7所述的动作姿态捕捉装置，其特征在于，所述外扩模块组包括佩戴在使用者小臂上的第一外扩模块、安装在手持设备上的第二外扩模块和佩戴在使用者大臂上的第三外扩模块中的至少两个。

9. 根据权利要求7所述的动作姿态捕捉装置，其特征在于，所述的主模块、第一外扩模块、电源模块和传输模块被封装在了一个外壳中。

10. 根据权利要求8所述的动作姿态捕捉装置，其特征在于，所述的第一、第二及第三外扩模块均包括一个加速度传感器、一个陀螺仪传感器、一个磁阻式传感器和一个微处理器。