一种基于惯性导航原理的运动感测手套的制作方法

1.本实用新型涉及运动感测技术领域，尤指一种基于惯性导航原理的运动感测手套。


背景技术：

2.运动感测游戏、现实增强是新时代背景下产生的全新的用户体验需求。目前该领域相关的硬件外设设备存在着灵敏度低，模拟度低，感知维度少，运动范围较小等缺陷，针对这一问题，本专利提出了一种基于惯性导航原理的运动感测手套。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提供一种基于惯性导航原理的运动感测手套，当手套主体戴在用户手上时，通过设置数据采集节点来采集用户的各项运动数据，并将采集到的信息传输给主控芯片进行整合，最后将整合后的信息通过通信模组上传至云端，本实用新型穿戴方便、检测灵敏，感知维度广，能够高度模拟手部运动。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种基于惯性导航原理的运动感测手套，包括手套主体、主控芯片、通信模组和运动数据采集节点，所述主控芯片、所述通信模组和所述运动数据采集节点均安装于所述手套主体；数控芯片芯片分别与所述运动数据采集节点和所述通信模组电连接；
5.所述运动数据采集节点用于将采集各项运动数据、并将采集到的各项运动数据传输给主控芯片；
6.所述主控芯片用于整合运动数据采集节点回传的数据，并将数据传输给通信模组，同时也对运动数据采集节点进行简单的控制和参数配置；
7.所述通信模组用于将主控芯片传输而来的整合数据包上传到云端。
8.作为一种优选方案，所述手套主体包括手掌部、手背部、手指部和手腕部，所述主控芯片和所述通信模组均安装于所述手套主体的手背部。
9.作为一种优选方案，所述运动数据采集节点为多个，多个所述运动数据采集节点分别安装于所述手指部的指尖处和指关节处、及所述手腕部。
10.作为一种优选方案，所述运动数据采集节点采用的是mpu
‑
6050传感器。
11.作为一种优选方案，所述运动数据采集节点中具有3轴陀螺仪和3轴加速度计、及数字运动处理器、及模数转换器；述模数转换器为6个，3个所述模数换器用于控制3轴陀螺仪，3个所述模数转换器用于控制3轴加速度计。
12.作为一种优选方案，所述陀螺仪的可编程全量程为
±
250
°
/s、
±
500
°
/s、
13.±
1000
°
/s和
±
2000
°
/s中的任意一种。
14.作为一种优选方案，所述加速度计的可编程全量程为
±
2g、
±
4g、
±
8g和
±
16g中的任意一种。
15.作为一种优选方案，还包括有滤波器、温度传感器和主i2c接口，所述数字运动处
理器分别于所述滤波器、所述温度传感器和所述主i2c接口电连接，所述3轴陀螺仪和3轴加速度计分别与所述滤波器连接，所述运动数据采集节点通过所述主i2c接口与所述主控芯片电连接。
16.作为一种优选方案，所述通信模组采用的是蓝牙模组。
17.本实用新型的有益效果在于：当手套主体戴在用户手上时，通过设置数据采集节点来采集用户的各项运动数据，并将采集到的信息传输给主控芯片进行整合，最后将整合后的信息通过通信模组上传至云端，本实用新型穿戴方便、检测灵敏，感知维度广，能够高度模拟手部运动。
附图说明
18.图1是本实用新型一种基于惯性导航原理的运动感测手套的结构示意图。
19.图2为图1一种基于惯性导航原理的运动感测手套的原理结构示意图。
20.图3为图1一种基于惯性导航原理的运动感测手套中运动数据采集节点的原理结构示意图。
21.附图标号说明：100
‑
手套主体，200
‑
主控芯片，300
‑
通信模组，400
‑
运动数据采集节点，410
‑
3轴陀螺仪，420
‑
3轴加速度计，430
‑
数字运动处理器，440
‑
滤波器，450
‑
温度传感器，460
‑
主i2c接口，470
‑
其他传感器，480
‑
辅助i2c接口，500
‑
云端。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.如图1至图3所示，本实用新型关于一种基于惯性导航原理的运动感测手套，包括手套主体100、主控芯片200、通信模组300和运动数据采集节点400，主控芯片200、通信模组300和运动数据采集节点400均安装于手套主体100；数控芯片芯片分别与运动数据采集节点400和通信模组300电连接；运动数据采集节点400用于将采集各项运动数据、并将采集到的各项运动数据传输给主控芯片200；主控芯片200用于整合运动数据采集节点400回传的数据，并将数据传输给通信模组300，同时也对运动数据采集节点400进行简单的控制和参
数配置；通信模组300用于将主控芯片200传输而来的整合数据包上传到云端500；当手套主体戴在用户手上时，通过设置数据采集节点400来采集用户的各项运动数据，并将采集到的信息传输给主控芯片200进行整合，最后将整合后的信息通过通信模组300上传至云端500，本实用新型穿戴方便、检测灵敏，感知维度广，能够高度模拟手部运动。
26.手套主体100包括手掌部、手背部、手指部和手腕部，主控芯片200和通信模组300均安装于手套主体100的手背部；运动数据采集节点400为多个，多个运动数据采集节点400分别安装于手指部的指尖处和指关节处、及手腕部。
27.运动数据采集节点400采用的是mpu
‑
6050传感器；本运动数据采集节点400基于惯性导航原理，运动数据采集节点400中具有3轴陀螺仪410和3轴加速度计420、及数字运动处理器430、及模数转换器；述模数转换器为6个，3个模数换器用于控制3轴陀螺仪410，3个模数转换器用于控制3轴加速度计420；陀螺仪的可编程全量程为
±
250
°
/s、
±
500
°
/s、
±
1000
°
/s和
±
2000
°
/s中的任意一种，用户可根据需要进行选择；加速度计的可编程全量程为
±
2g、
±
4g、
±
8g和
±
16g中的任意一种，用户可根据需要进行选择；其中3轴陀螺仪410用于采集角速度，3轴加速度计420用于采集加速度，采集到的数据经模数转换器转换成数字信号再传递给主控芯片；在本实施例中，图3中的adc(analog to digital converter)即为模数转换器。
28.还包括有滤波器440、温度传感器450和主i2c接口460，数字运动处理器430分别于滤波器440、温度传感器450和主i2c接口460电连接，3轴陀螺仪410和3轴加速度计420分别与滤波器440连接，运动数据采集节点400通过主i2c接口460与主控芯片200电连接；温度传感器450用于检测温度数据，温度数据用于矫正其他传感器的温度漂移误差，滤波器440用于将3轴陀螺仪410和3轴加速度计420收集到的信息进行过滤，消除掉其中的干扰噪声，在本实施例中滤波器440采用的是卡尔曼滤波器，能有效降低测量噪声，提高测量精度，数字运动处理器430用于将收集到的角速度信息、加速度信息和温度信息等进行处理，处理后再发给主控芯片200。还具有其他传感器470和辅助i2c接口480，可以是磁力计或压力传感器等，其他传感器470通过辅助i2c接口480与数字运动处理器430电连接。
29.通信模组300采用的是蓝牙模组，在与云端连接后，能够在10米范围内保持良好的通信质量，用户能够在此范围内自由运动。
30.本实用新型的工作原理：使用时，用户将手套主体100戴在手上，当用户运动时，运动数据采集节点400会采集运动时的多个数据，并将采集到的数据传递给主控芯片200，主控芯片200再将采集到的数据传递给通信模组300，最后由通信模组300将采集到的数据上传至云端500，云端500对采集到的数据进行整合分析，本实用新型穿戴方便、检测灵敏，感知维度广，能够高度模拟手部运动。
31.以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。