基于无线传感网的肢体运动捕捉技术研究与实现.pdf

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1、’．？心扯単位代码：１０２９３密级：■＇――—、－．；，．＇！考达？《後硕女化ｗ、ｔ－：一？．Ｉ论文题目：基于无线传感网的肢体运动捕捉技术研究与实现学号１２１２０４３０２３姓名ＭＳ导师ＳＭ！专业学位类别工程硕±类型含日制专业（领域）计算机技术论文提交日期２０１５年３月南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论

2、文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。ｌｏｌＳＡ＇ｉ研究生签名：又為日期：午南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅：可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的

3、内容和纸质一致。论文论文的内容相的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。研涉密学位论文在解密后适用本授权书。巧生签名：Ｘｆ＿导师签名：劫日期；Ｉ地中、件ResearchandImplementationoftheWirelessSensorNetwork-basedLimbMotionCaptureTechnologyThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByWuRuiSupervisor:Pro

4、f.ZhangYunMarch2015摘要肢体运动捕捉技术因其广泛的应用正受到越来越多人的关注，传统的解决方案有许多局限性如设备复杂、成本较高，测量环境要求高等。基于无线传感器网络，以MEMS（微机电系统）传感器采集数据、惯性导航技术处理物体移动数据的方案具有设备体积小、成本低、自主性强等优点；采用无线网络传递数据精简了设备规模和连接，减轻了人体负担。因此基于无线传感器网络的肢体运动捕捉技术将有更广阔的发展前景。论文分析了基于ZigBee协议的无线传感器网络，采用Z-Stack协议栈平台进行开发，运用传感器节点上的ADXL345三轴加速度传感器和L3G4200D陀螺仪收集肢体运

5、动数据，并通过无线传感器网络实现信息的传递和汇聚。应用惯性导航技术实现数据处理，使用角速度数据对加速度方向进行修正，将传感器坐标系上的加速度数据映射到地理坐标系上，通过将修正过的加速度数据经过积分算出每个节点的速度和位移，从而获得肢体每个关节的运动轨迹，最终绘制出肢体运动状态。系统采用硬件补偿缩小传感器误差，运用Kalman滤波算法减小偶然误差的影响，利用低值死区算法对累计误差进行处理，从而使数据更加精确。通过运用误差对比实验，验证论文所做的误差处理是有效的，能够比较准确地绘制出肢体运动简单图像。关键词：肢体运动捕捉；误差处理；无线传感器网络；Z-Stack协议栈IAbstra

6、ctThepopularityofLimbMotionCapturetechnologyisincreaseddramaticallybecauseofitswideapplication.Traditionalsolutionshavemanylimitationssuchashighequipmentcostandcomplexity,andstringentenvironmentalqualityrequirement.BasedonWirelessSensorNetwork,theadvantageofusingMEMS（Micro-Electro-Mechanical

7、Systems）sensornetworkstocollectdataandinertialnavigationtechnologytoprocessitliesinsmallersizeofequipment,lowercost,higherindependencyandsoon.Utilizingwirelessnetworktotransferdatacutsthedevicesizeandsimplifiesconnections,whichresultsinreducedphysi