一種運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，包括陀螺儀、加速度傳感器、磁阻傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、MCU、通訊模塊、電源管理模塊以及計(jì)算機(jī)。陀螺儀與數(shù)據(jù)采集模塊連接；加速度傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊連接；磁阻傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊連接；數(shù)據(jù)采集模塊與MCU連接；MCU與通訊模塊連接；通訊模塊與計(jì)算機(jī)連接；電源管理模塊分別與陀螺儀、加速度傳感器、磁阻傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、MCU和通訊模塊連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，測量值中包含的誤差相對(duì)固定，不存在人為因素，可以精確到具體單個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)；使用范圍廣，不限于老年康復(fù)及腦癱兒童。
【專利說明】一種運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及虛擬現(xiàn)實(shí)裝置領(lǐng)域，確切地說是指一種運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，又稱虛擬實(shí)境技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、感覺反饋裝置及建模技術(shù)生成可直接施加于訓(xùn)練者的視覺、聽覺和觸覺感受，并在專業(yè)裝備的輔助下，刺激人體對(duì)虛擬的環(huán)境或物體進(jìn)行交互觀察與控制的技術(shù)。
[0003]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要包括3種技術(shù)構(gòu)成:①三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)高清晰度及高更新速度的顯示技術(shù)；③采用多功能傳感器的交互式接口技術(shù)。借助這些特殊的呈現(xiàn)技術(shù)及輸入裝置，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓使用者產(chǎn)生身臨其境的感受。與傳統(tǒng)康復(fù)設(shè)備相比，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有3個(gè)重要特征:沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和構(gòu)想性(imagination)，強(qiáng)調(diào)人在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用，使信息處理系使信息處理系統(tǒng)適合人體的需要，并與人的主觀感覺相一致。
[0004]目前，現(xiàn)有技術(shù)解決方案主要有=Gest-1rexNancy情景互動(dòng)式康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)和Gest Cube互動(dòng)立方。
[0005](I) Gest-1rex Nancy情景互動(dòng)式康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)
[0006]采用技術(shù):摳像技術(shù)；
[0007]訓(xùn)練功能:上肢外展、腰部扭轉(zhuǎn)、肘部閉鏈等進(jìn)行訓(xùn)練；
[0008]適用環(huán)境:專業(yè)康復(fù)訓(xùn)練場所；
[0009]適應(yīng)對(duì)象:老年康復(fù)。
[0010](2) Gest Cube 互動(dòng)立方
[0011]采用技術(shù):投影識(shí)別技術(shù)；
[0012]訓(xùn)練功能:腦癱患兒的趴臥、行走、踩踏、認(rèn)知等趣味性康復(fù)訓(xùn)練；
[0013]適用環(huán)境:干凈、衛(wèi)生、無菌的環(huán)境；
[0014]適用對(duì)象:腦癱兒童。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)解決方案主要有以下不足:1、提供訓(xùn)練的模式有限，不能精確針對(duì)單個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行訓(xùn)練；2、適用人群范圍小，僅適合于老年康復(fù)及腦癱兒童。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0016]針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于提供一種運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，測量值中包含的誤差相對(duì)固定，不存在人為因素，可以精確到具體單個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)；使用范圍廣，不限于老年康復(fù)及腦癱兒童。
[0017]為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的包括陀螺儀、加速度傳感器、磁阻傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、MCU、通訊模塊、電源管理模塊以及計(jì)算機(jī)；
[0018]所述陀螺儀與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接；
[0019]所述加速度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接；[0020]所述磁阻傳感器與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接；
[0021 ] 所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述MCU連接；
[0022]所述MCU與所述通訊模塊連接；
[0023]所述通訊模塊與計(jì)算機(jī)連接；
[0024]所述電源管理模塊分別與所述陀螺儀、加速度傳感器、磁阻傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、MCU和通訊模塊連接。
[0025]優(yōu)選地，所述通訊模塊為無線或有線通訊模塊。
[0026]優(yōu)選地，所述通訊模塊為藍(lán)牙通訊模塊。
[0027]優(yōu)選地，所述通訊模塊為wifi通訊模塊。
[0028]本實(shí)用新型提供的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，使用9軸傳感器(3軸陀螺儀，3軸磁阻傳感器，3軸加速度傳感器)，將傳感器固定在被測的關(guān)節(jié)上，傳感器隨著關(guān)節(jié)活動(dòng)而變化位置，測量出被測物體相對(duì)地球的姿態(tài)(歐拉角，四元素，旋轉(zhuǎn)矩陣等數(shù)據(jù))，通過比較被測物起點(diǎn)的和運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的數(shù)據(jù)，得出被測物體擺動(dòng)的相對(duì)空間角度數(shù)據(jù)，就能計(jì)算出佩戴傳感器的關(guān)節(jié)在空間上各個(gè)平面上的活動(dòng)角度和位置。測量值中包含的誤差相對(duì)固定，不存在人為因素，測量時(shí)候只要把傳感器隨意安裝在被測物體表面上，確保傳感器不會(huì)與被測物之間產(chǎn)生相對(duì)位移即可，大大減低了安裝難度和由于安裝引起的測量誤差。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，測量值中包含的誤差相對(duì)固定，不存在人為因素，可以精確到具體單個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)；使用范圍廣，不限于老年康復(fù)及腦癱兒童。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行闡述。
[0031]請參見圖1，該圖為本實(shí)用新型實(shí)施例中運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，包括陀螺儀1、加速度傳感器2、磁阻傳感器3、數(shù)據(jù)采集模塊4、MCU5、通訊模塊6以及電源管理模塊7 ；
[0033]陀螺儀I與數(shù)據(jù)采集模塊4連接，用于實(shí)時(shí)反映當(dāng)前的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；
[0034]加速度傳感器2與數(shù)據(jù)采集模塊4連接，用于實(shí)時(shí)反映當(dāng)前的加速度狀態(tài)；
[0035]磁阻傳感器3與數(shù)據(jù)采集模塊4連接，用于反映與當(dāng)前空間磁場方向的3個(gè)正交方向的分量；
[0036]數(shù)據(jù)采集模塊4與MCU5連接，數(shù)據(jù)采集模塊4把陀螺儀1、加速度傳感器2和磁阻傳感器3等三個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換成所需要的物理量數(shù)據(jù)和對(duì)三個(gè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，并將把處理好的數(shù)據(jù)送往MCU5 ；
[0037]MCU5與通訊模塊6連接，數(shù)據(jù)在MCU5中進(jìn)行融合算法運(yùn)行，輸出三維全姿態(tài)數(shù)據(jù)到通訊模塊6 ；
[0038]電源管理模塊7分別與陀螺儀1、加速度傳感器2、磁阻傳感器3、數(shù)據(jù)采集模塊4、MCU5和通訊模塊6連接，分別對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行供電。[0039]其中，陀螺儀I為三軸陀螺儀；加速度傳感器2為三軸加速度傳感器；磁阻傳感器3為三軸磁阻傳感器。
[0040]通訊模塊6為無線或有線通訊模塊，通訊模塊6與計(jì)算機(jī)8連接，通訊模塊6將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)8，計(jì)算機(jī)8對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。通訊模塊6為無線通訊模塊時(shí)，無線通訊模塊可以選擇藍(lán)牙通訊模塊或wifi通訊模塊。在本實(shí)施例中，通訊模塊為藍(lán)牙通訊模塊，測量時(shí)操作和安裝方便。
[0041 ] 本實(shí)用新型提供的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，使用9軸傳感器(3軸陀螺儀，3軸磁阻傳感器，3軸加速度傳感器)，將傳感器固定在被測的關(guān)節(jié)上，傳感器隨著關(guān)節(jié)活動(dòng)而變化位置，測量出被測物體相對(duì)地球的姿態(tài)(歐拉角，四元素，旋轉(zhuǎn)矩陣等數(shù)據(jù))，通過比較被測物起點(diǎn)的和運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的數(shù)據(jù)，得出被測物體擺動(dòng)的相對(duì)空間角度數(shù)據(jù)，就能計(jì)算出佩戴傳感器的關(guān)節(jié)在空間上各個(gè)平面上的活動(dòng)角度和位置。測量值中包含的誤差相對(duì)固定，不存在人為因素，測量時(shí)候只要把傳感器隨意安裝在被測物體表面上，確保傳感器不會(huì)與被測物之間產(chǎn)生相對(duì)位移即可，大大減低了安裝難度和由于安裝引起的測量誤差。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，測量值中包含的誤差相對(duì)固定，不存在人為因素，可以精確到具體單個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)；使用范圍廣，不限于老年康復(fù)及腦癱兒童。
[0043]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，其特征在于，包括陀螺儀、加速度傳感器、磁阻傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、MCU、通訊模塊、電源管理模塊以及計(jì)算機(jī)； 所述陀螺儀與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接； 所述加速度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接； 所述磁阻傳感器與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接； 所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述MCU連接； 所述MCU與所述通訊模塊連接； 所述通訊模塊與計(jì)算機(jī)連接； 所述電源管理模塊分別與所述陀螺儀、加速度傳感器、磁阻傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、MCU和通訊模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，其特征在于，所述通訊模塊為無線或有線通訊模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，其特征在于，所述通訊模塊為藍(lán)牙通訊模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)軌跡虛擬裝置，其特征在于，所述通訊模塊為wifi通訊模塊。
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK203673431SQ201320636562
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】顧捷 申請人:顧捷, 廣州章和電氣設(shè)備有限公司