基于AHRS的人体姿态捕捉系统的设计与实现

摘要

研究了利用穿戴式传感器进行人体姿态捕捉的问题.设计实现了一种被称做姿态航向参考系统(AHRS)的传感器模块,将AHRS模块绑定在人体的主要运动关节,其采集的陀螺仪、加速度计和磁力计信号经过基于小波变换的降噪处理后,对三种传感器进行基于扩展卡尔曼滤波算法的数据融合,解算出人体关节的运动姿态.通过WIFI模块将各个关节的姿态数据发送到计算机,上位机软件利用OPENGL技术建立了人体三维骨骼模型,并根据接收的数据对人体姿态与骨骼模型进行坐标转换和关节解耦,将人体姿态动作直观地显示出来.实验结果表明,所设计的惯性传感器模块AHRS的检测精度高,稳定性好,没有数据漂移和累积误差,所提出的姿态捕捉系统能够准确地检测人体姿态动作,反应速度快,满足实时性的要求.