基于组合微惯性测量元件的人体动作检测系统设计.pdfVIP

第23卷 第2期 传 感 技 术 学 报 V0lI23 No．2 2010年 2月 CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS Feb．2010 Design ofHumanM otionDetection System BasedontheCombination ofM icroInertialM easurementUnit ZHANGJiguang，YANGYah ，LIWei (SchoolofElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China) Abstract：Thesystem isdesignedtomeetneedforthesoldiers’virtualtraining．A new ideathatthestrapdownin— ertialnavigationtechnologyusedinhumanmotiondetectionisproposedofrthefirsttimeathome．Forrealizingthe training，thesolutionoftheactiondetectionsystem isputofrward，andthenthekeyinvolvedalgorithm isprovided whichincludestheinertialalgorithm，attitudecalibrationmethodandmotionrecognitionmethod．Experimentsre· suitshowsthatthesoldiers’movementcanbedetectedaccurately．Theresearchprovidesanew inputdeviceofrthe virtualtrainingsoftwareandhasacertainappliedvaluation． Keywords：virtualtraining；motionrecognition；inertialmeasurement；SINS；MEMS EEACC：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