杭州市第一人民医院城北院区（杭州市老年病医院） 赵君豪 吕 亚 钟 怡

随着人体姿态捕捉技术不断更新迭代，如今市面流行的包括：算法效率高、测量精度良好的光学式系统和便携度高、硬件集成度高且技术先进的惯性动作捕捉系统；在此基础上，又可再分为三大主类：基于计算机视觉的动作捕捉系统、基于标记点的光学动作捕捉系统以及基于惯性参数数据的动作捕捉系统。其中，第一类的研究主要是对手部信息进行动作捕获，而后两类主要针对全身进行动作捕获。目前，基于计算机视觉的动作捕捉技术由于测量范围问题而无法大有所为；基于马克点光学式动作捕捉系统又由于需要特殊场地，并且价格昂贵；基于惯性传感器的动作捕捉系统主要是在软件的算法问题和硬件的局部线缆连接上存在劣势。本文旨在设计一个可穿戴的实时惯性传感器捕捉系统，并能通过无线传输将人体姿态角信息传输到上位机，直观的量化人体运动轨迹。

1 硬件需求分析

本研究目的在于设计一个可穿戴式的惯性传感器捕捉系统，可单独佩戴在穿戴者的各个身体部位，并能进行无线实时传输，为获取人体姿态信息提供一个切实的人机交互方案。该系统从功能需求上主要可分为两大模块：数据采集模块和数据通讯模块。其中，数据采集模块通过九轴惯性传感器进行实时采集，并将采集到的数据转化为对应的姿态角度。数据通讯模块集成了数据发送功能和数据接收功能，主要负责将需要发送的数据包高效地发送出去，并由接收端接收数据后通过串口传输数据到上位机，再进行解包读取，最终导出直观的姿态角数据。……