[发明专利]基于三轴重力加速度传感器的多触点数据手套系统

摘要

一种基于三轴重力加速度传感器的多触点数据手套系统，其前端采集子在手套本体上设有三轴重力加速度传感器、主控器和Zigbee发送模块，至少在每个手指套对应手指的远节指骨处各装有一个三轴重力加速度传感器，用于获取对应手指指骨的空间三轴加速度；在该手套的中部设置主控器和Zigbee发送模块，通过高速I²C通信协议的两线串行接口与三轴重力加速度传感器进行连接通信，以轮询方式获取三轴加速度数据，并对这些数据进行缓存、打包后经Zigbee发送模块发到后端处理子系统。本发明的优点是成本低，具有易穿戴、低功耗、低成本等特性；后端处理子系统可持久保存用户数据，分析和展现用户的手部活动轨迹和活动能力。

主权项

1.一种基于三轴重力加速度传感器的多触点数据手套系统，包括用具有五个手指套的手套本体构建前端采集子系统，其特征在于，所述的前端采集子系统包括：在所述的手套本体上配有三轴重力加速度传感器、主控器和Zigbee发送模块；其中至少在每个手指套对应五个手指的远节指骨处各装有一个三轴重力加速度传感器，用于获取对应手指的空间三轴加速度；在该手套的手背中部设置主控器和Zigbee发送模块，主控器基于单片机设计，通过高速I2C通信协议的两线串行接口与所述的三轴重力加速度传感器进行连接通信，以轮询方式获取三轴加速度数据，并对这些数据进行缓存，将每轮询采集不少于三次的三轴加速度数据组装成一个数据包后经Zigbee发送模块发出，该数据包由三个字段构成：同步引导符、五个手指上共m*n*3个字节的加速度值、校验值， 这里m≧3， 其含义是指经过m次轮询所采集的数据采集打到一个包里发送，n是指三轴重力传感器的个数；同时主控器负责Zigbee发送模块的启动和休眠，以降低能耗；还包括后端处理子系统，该后端处理子系统包括Zigbee协调器、数据保存模块、分析与处理模块和3D展示模块；该Zigbee协调器用于接收与所述的主控器相连的Zigbee发送模块传送的数据；该数据保存模块用于对接收到的数据进行持久性保存；该分析与处理模块用于对保存的数据进行分析和插值处理， 以计算手部的运动轨迹，该模块还通过用户手部的历史活动记录分析手部运动的活动能力；该3D展示模块用于展示手部在空间三维的运动情况，其中手指各部位的运动轨迹基于埃尔米特插值或其它插值或采用曲线拟合方法求得。