用于动作捕捉的无按键微型电路的制作方法

本发明涉及动作捕捉，尤其涉及一种用于动作捕捉的无按键微型电路。

背景技术：

1、无线惯性动捕技术在许多领域有广泛的应用。在电影和游戏制作中，它可用于捕捉演员的动作信息，并将其应用到虚拟角色上，以创造出逼真的动作效果。在体育训练和运动分析中，无线惯性动捕可用于记录和分析运动员的姿势和动作，提供反馈和改进训练效果。在医学领域，它可用于康复治疗和姿势矫正，辅助疗效评估和跟踪。

2、现有的无线惯性捕捉设备存在以下缺陷：

3、(1)穿戴不便，无线惯性动捕系统需要将采集器贴附在身体的特定部位，如头部、手腕、脚踝等，如果传感器体积较大，会造成穿戴不适，对人体运动的自然性和自由度产生一定的限制。此外，运动员在高速运动时，传感器容易掉落。

4、(2)续航能力较弱，传统无线动作捕捉传感器电路设计较为复杂，正常工作时电流较高，导致能耗较高，且传感器在关机后仍然消耗微弱电流，长期下来导致电池寿命减短。

5、(3)通信距离较近，无线惯性动捕系统的感测范围受到无线传输技术的限制。无线数据接收器通常需要与传感器保持一定的距离才能正常工作，这意味着它对于距离较远的运动场景可能不够适用。

技术实现思路

1、本发明实施例的主要目的在于提出一种用于动作捕捉的无按键微型电路，改善现有的无线动作捕捉采集器体积大，穿戴不便，续航能力较弱，通信距离短的问题。

2、本发明的一方面提供了一种用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，包括：

3、采集器和接收器；

4、所述采集器包括姿态传感单元、第一控制传输单元、第二人机交互单元、电池与电源管理单元、第一射频信号功率放大单元、总电源控制单元、第一电源稳压单元、第二电源稳压单元及电池电量采集单元；

5、所述电池与电源管理单元与总电源控制单元连接，所述总电源控制单元分别与所述第一电源稳压单元、所述第二电源稳压单元、所述电池电量采集单元及所述第一控制传输单元连接，所述第一控制传输单元分别与所述电池电量采集单元、所述姿态传感单元、所述第二人机交互单元及第一射频信号功率放大单元连接；所述第一电源稳压单元与所述姿态传感单元连接，所述第二电源稳压单元与所述第一射频信号功率放大单元连接；

6、所述接收器包括第二控制传输单元、第二射频信号功率放大单元、第二人机交互单元、usb供电/数据传输单元及第三电源稳压单元；

7、所述第二射频信号功率放大单元与所述第二控制传输单元及所述第三电源稳压单元连接，所述usb供电/数据传输单元与所述第二控制传输单元及所述第三电源稳压单元连接，所述第二控制传输单元与所述第二人机交互单元连接；

8、所述采集器通过所述第一射频信号功率放大单元连接与所述接收器的所述第二射频信号功率放大单元进行通信连接。

9、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中电池与电源管理单元通过内置电池对所述采集器进行供电，并通过集成芯片u3对内置电池进行充电和放电进行管理，其中内置电池采用锂离子电池。

10、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中总电源控制单元用于对所述采集器的电源进行开启和关闭，所述总电源控制单元包括功率电子开关芯片，所述功率电子开关芯片连接电源、充电口及第一控制传输单元，功率电子开关芯片与充电口和第一控制传输单元之间设置有单向导通二极管，所述功率电子开关芯片根据输入的高电平、低电平及外部信号中的一种进行电源的启动和关闭处理。

11、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中所述第一控制传输单元用于接收姿态数据，并通过第一射频信号功率放大单元向所述接收器传送姿态数据；所述第二控制传输单元用于通过无线接收所述采集器上传的数据，并通过usb接口传输至上位机；所述第一控制传输单元和所述第二控制传输单元还用于接受并执行人机交互模块的指令；所述第一控制传输单元和所述第二传输控制单元均采用2.4g模组芯片。

12、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中姿态传感单元用于捕捉佩戴位置的动作姿态，所述姿态传感单元包括6轴传感器芯片和3轴磁力计芯片，其中6轴传感器芯片通过i2c接口与3轴磁力计芯片和所述第一控制传输单元连接，其中6轴传感器芯片包括3轴加速度计和3轴陀螺仪。

13、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中第一人机交互单元和所述第二人机交互单元用于通过不同颜色的指示灯对设备工作状态和指示设备的工作状态以及当前的无线传输信道进行显示。

14、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中第一射频信号功率放大单元及第二射频信号功率放大单元用于通过功率放大芯片对无线发射信号进行功率放大，以及，对无线接收信号进行前置放大，所述第一射频信号功率放大单元及第二射频信号功率放大单元采用2.4g信号进行发射和接收。

15、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中第一电源稳压单元用于为所述姿态传感单元提供稳定电压，所述第二电源稳压单元用于为所述第一射频信号功率放大单元提供稳定电压，所述第三电源稳压单元为所述第二射频信号功率放大单元提供稳定电压。

16、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中电池电量采集单元通过分压电路将电池电压减少2倍，以使电压范围处于可采集范围内，通过所述第一控制传输单元采集电池电压，根据电池电压确定电池电量。

17、根据所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其中usb供电/数据传输单元用于通过usb口给接收器各单元供电，同时将接收器的数据通过usb口上传至计算机端。

18、本发明的有益效果为：除按键，采集器电路板面积更小，电路板与电电池并排布局，整体高度更薄，因此佩戴会比较舒适，灵活，可以配带到任意部位，不影响佩戴者动作。该设计通信距离比传统2.4g通信距离增长5倍左右，并且采集器可以进行组网，并配置通讯信道，避开拥挤信道，使得采集器与接收器之间的数据传输稳定可靠。采集器关机后功耗极低，平均电流不到5na，电池几乎不耗电，大大增加电池寿命，增长采集器使用时间，采集器工作时平均电流28ma，电池容量350mah，续航能力达到12个小时。

技术特征：

1.一种用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述电池与电源管理单元通过内置电池对所述采集器进行供电，并通过集成芯片u3对内置电池进行充电和放电进行管理，其中内置电池采用锂离子电池。

3.根据权利要求1所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述总电源控制单元用于对所述采集器的电源进行开启和关闭，所述总电源控制单元包括功率电子开关芯片，所述功率电子开关芯片连接电源、充电口及第一控制传输单元，功率电子开关芯片与充电口和第一控制传输单元之间设置有单向导通二极管，所述功率电子开关芯片根据输入的高电平、低电平及外部信号中的一种进行电源的启动和关闭处理。

4.根据权利要求1所述用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述第一控制传输单元用于接收姿态数据，并通过第一射频信号功率放大单元向所述接收器传送姿态数据；所述第二控制传输单元用于通过无线接收所述采集器上传的数据，并通过usb接口传输至上位机；所述第一控制传输单元和所述第二控制传输单元还用于接受并执行人机交互模块的指令；所述第一控制传输单元和所述第二传输控制单元均采用2.4g模组芯片。

5.根据权利要求1所述用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述姿态传感单元用于捕捉佩戴位置的动作姿态，所述姿态传感单元包括6轴传感器芯片和3轴磁力计芯片，其中6轴传感器芯片通过i2c接口与3轴磁力计芯片和所述第一控制传输单元连接，其中6轴传感器芯片包括3轴加速度计和3轴陀螺仪。

6.根据权利要求1所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述第一人机交互单元和所述第二人机交互单元用于通过不同颜色的指示灯对设备工作状态和指示设备的工作状态以及当前的无线传输信道进行显示。

7.根据权利要求1所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述第一射频信号功率放大单元及第二射频信号功率放大单元用于通过功率放大芯片对无线发射信号进行功率放大，以及，对无线接收信号进行前置放大，所述第一射频信号功率放大单元及第二射频信号功率放大单元采用2.4g信号进行发射和接收。

8.根据权利要求1所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述第一电源稳压单元用于为所述姿态传感单元提供稳定电压，所述第二电源稳压单元用于为所述第一射频信号功率放大单元提供稳定电压，所述第三电源稳压单元为所述第二射频信号功率放大单元提供稳定电压。

9.根据权利要求1所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述电池电量采集单元通过分压电路将电池电压减少2倍，以使电压范围处于可采集范围内，通过所述第一控制传输单元采集电池电压，根据电池电压确定电池电量。

10.根据权利要求1所述的用于动作捕捉的无按键微型电路，其特征在于，所述usb供电/数据传输单元用于通过usb口给接收器各单元供电，同时将接收器的数据通过usb口上传至计算机端。

技术总结本发明提供一种用于动作捕捉的无按键微型电路，包括：采集器和接收器；采集器包括姿态传感单元、第一控制传输单元、第二人机交互单元、电池与电源管理单元、第一射频信号功率放大单元、总电源控制单元、第一电源稳压单元、第二电源稳压单元及电池电量采集单元；接收器包括第二控制传输单元、第二射频信号功率放大单元、第二人机交互单元、USB供电/数据传输单元及第三电源稳压单元。本发明的有益效果为：改善现有的无线动作捕捉采集器体积大，穿戴不便，续航能力较弱，通信距离短的问题。技术研发人员：罗意南,罗鹏,王柏通,王可植受保护的技术使用者：杭州魔迅科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11