基于组合微惯性测量元件的人体动作检测系统设计.pdf

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1、第23卷第2期传感技术学报V0lI23No．22010年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2010DesignofHumanMotionDetectionSystemBasedontheCombinationofMicroInertialMeasurementUnitZHANGJiguang，YANGYah，LIWei(SchoolofElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China)Abstract：Thesystemisde

2、signedtomeetneedforthesoldiers’virtualtraining．Anewideathatthestrapdownin—ertialnavigationtechnologyusedinhumanmotiondetectionisproposedforthefirsttimeathome．Forrealizingthetraining，thesolutionoftheactiondetectionsystemisputforward，andthenthekeyinvolvedalgorithmisprovidedwhichincludestheinertia

3、lalgorithm，attitudecalibrationmethodandmotionrecognitionmethod．Experimentsre·suitshowsthatthesoldiers’movementcanbedetectedaccurately．Theresearchprovidesanewinputdeviceforthevirtualtrainingsoftwareandhasacertainappliedvaluation．Keywords：virtualtraining；motionrecognition；inertialmeasurement；SINS

4、；MEMSEEACC：2575；7230E基于组合微惯性测量元件的人体动作检测系统设计术张继光，羊彦，李伟(西北工业大学电子信息学院，西安710129)摘要：为满足士兵虚拟训练的需求，文章提出将捷联惯导技术运用于人体动作检测的思路，结合实际训练分析，结出了人体动作检测识别系统的总体方案，并就方案中涉及的捷联算法，姿态校准方法和动作识别方法做了具体的介绍，实验结果表明系统可以对士兵训练的动作进行准确检测，基本满足训练要求。文章的研究为虚拟训练软件提供了一种新型输入设备，具有一定的应用价值。关键词：虚拟训练；动作识别；惯性测量；SINS；MEMS中图分类号：TP216文献标识码：A文章编

5、号：1004—1699(2010)02-0162—06随着虚拟现实技术的发展，通过虚拟现实手段术应用于人体动作姿态的检测，拟应用组合进行训练具有成本小，效率高，训练周期短特点。由MIMU设计人体动作检测系统。于虚拟训练系统必须具有很好的人机交互性，所以1系统方案设计系统需要能够正确有效感知训练人的操作动作。另外，采用微机电系统(MicroElectroMechanicalSys．研究发现，单兵训练动作可分解为士兵头部、枪tems，MEMS)器件构成的微惯性测量单元(Micro部和腿部的基本训练动作。通过这3部分就可以分InertialMeasurementUnit，MIMU)成为惯性

6、导航领别完成虚拟场景的转动，士兵射击瞄准的区域定位域近年来发展起来的一项新技术¨，它具有价格和士兵战术动作(包括站，蹲，跳，匍匐等)的识别；低、尺寸小、重量轻、可靠性高等优点。现阶段利用因此方案采用组合MIMU模块获取相应部位的姿态MEMS加速度计对动作感知的研究，对于复杂的动作信息，并将其转换为与虚拟训练软件匹配的输人体动作稍显不足，因为人体有各种姿态信息，动态入量格式，通过软件接口驱动虚拟训练软件，从而实程度较高。为了能够更好的检测到士兵在战斗训练现受训人员通过自身实际动作完成与虚拟训练软件过程中所做出的战术动作，本文在国内首次将捷联的交互。惯导(StrapdownInertia

7、lNavigationSystem，SINS)技系统结构图如图1所示，3个MIMU模块分别项目来源：航天科技创新基金资助(N7CH0003)收稿日期：2009—09—24修改日期：2009—10—19第2期张继光，羊彦等：基于组合微惯性测量元件的人体动作检测系统设计163位于人体的头部，枪部和腿部。人体动作的数据由作，这些动作信息经具体的格式转换输送到虚拟现3个模块采集得到，3部分数据统一在枪部MIMU模实软件接口驱动虚拟场景。另外，由于SINS存在固块中