本發(fā)明涉及數據處理技術領域，尤其涉及運動數據匯總方法，具體來說就是一種帶定位標示的運動數據匯總裝置及運動數據匯總系統(tǒng)。

背景技術：

運動測量技術(Motion detection technology)也稱為移動檢測，傳統(tǒng)運動測量通常表現為基于光學的運動捕捉系統(tǒng)，利用計算機視覺原理，由多個高速相機從不同角度對目標進行跟蹤，進而從圖像序列中得到事物的運動軌跡，這項技術被廣泛應用于視頻監(jiān)控領域。但是，不管是有標記還是無標記的光學式動作捕捉系統(tǒng)，都需要從實時的圖像序列中將變化區(qū)域從背景圖像中提取出來，由于背景圖像的動態(tài)變化，如天氣、光照、影子及混亂干擾等因素的影響，使運動測量成為一項相當困難、復雜的工作。

為降低運動測量的實現成本，降低運動測量的復雜度，近年來基于慣性傳感器的慣性測量裝置(IMU)得到了廣泛應用，特別是基于MEMS(微機電系統(tǒng))慣性傳感器的IMU借助于其價格低廉、輕巧方便的特點被廣泛應用于運動測量領域。

通常情況下，每個IMU獨立工作，在運動測量過程中先對各個IMU進行標識并對應綁定與待測物體的相應部位，待收集到各個IMU的測量數據后，再通過計算反向生成動作數據，這種測量方式的弊端在于操作不夠靈活，一旦一個或多個IMU發(fā)生位置變化，則需對所有IMU重新進行標識和綁定，增加了處理的復雜度。

因此，本領域技術人員亟需研發(fā)一種MEMS傳感器的位置隨意變更、操作靈活的運動數據匯總裝置。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種帶定位標示的運動數據匯總裝置及運動數據匯總系統(tǒng)，解決了現有運動測量系統(tǒng)結構靈活性差、擴展性差的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的具體實施方式提供一種帶定位標示的運動數據匯總裝置，包括：微控制單元；定位標示單元，與所述微控制單元連接，用于標示運動物體；運動傳感器接口，與所述微控制單元連接，用于接入運動數據傳感器，從而采集運動物體的第一運動數據；數據接收接口，與所述微控制單元連接，用于接收下級運動數據匯總裝置上傳的第二運動數據；數據發(fā)送接口，與所述微控制單元連接，用于向上級運動數據匯總裝置上傳由所述微控制單元匯總后的所述第一運動數據和所述第二運動數據。

本發(fā)明的具體實施方式還提供一種帶定位標示的運動數據匯總系統(tǒng)，包括：呈樹形結構級聯(lián)的多個運動數據匯總裝置，以及與樹根位置處的運動數據匯總裝置連接的最終數據接收終端。其中，所述運動數據匯總裝置之間能夠任意級聯(lián)，不受位置限制；所述最終數據接收終端用于匯總所有運動數據匯總裝置采集的運動數據，并根據所述運動數據計算運動物體的移動信息。

根據本發(fā)明的上述具體實施方式可知，帶定位標示的運動數據匯總裝置及運動數據匯總系統(tǒng)至少具有以下有益效果：由最終數據接收終端和多個帶定位標示的運動數據匯總裝置級聯(lián)形成運動數據匯總系統(tǒng)，每個運動數據匯總裝置具有MCU(微控制單元)、定位標示單元、運動傳感器接口和串行接口等電子元器件，MCU不僅負責接收其所在運動數據匯總裝置的運動傳感器采集的第一運動數據，而且還負責接收、匯總下級運動數據匯總裝置的第二運動數據，最終匯總第一運動數據和第二運動數據后，上傳給上級運動數據匯總裝置。本發(fā)明披露的運動數據匯總系統(tǒng)具有結構靈活、操作方便、擴展性強，且與被測運動物體結構高度一致等特點，可使用戶方便地獲得待測運動物體的運動數據。此外，運動數據匯總裝置可以配置多個高速攝像頭，通過光學定位方式方便地獲取待測運動物體的三維位置數據，兼顧了運動傳感器定位和光學定位的優(yōu)點，擴大了運動數據匯總系統(tǒng)應用場景。

應了解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。

附圖說明

下面的所附附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，其繪示了本發(fā)明的示例實施例，所附附圖與說明書的描述一起用來說明本發(fā)明的原理。

圖1為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總裝置的實施例一的結構框圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總裝置的實施例二的結構框圖；

圖3為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總裝置的電路圖；

圖4為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總系統(tǒng)的實施例一的結構框圖；

圖5為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總系統(tǒng)的實施例二的結構框圖；

圖6為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總系統(tǒng)的結構示意圖。

符號說明：

1 微控制單元 2 定位標示單元

3 運動傳感器接口 4 數據接收接口

5 數據發(fā)送接口 6 時鐘控制器

7 電源控制器

10 運動數據匯總裝置 20 最終數據接收終端

30 圖像采集器

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將以附圖及詳細敘述清楚說明本發(fā)明所揭示內容的精神，任何所屬技術領域技術人員在了解本發(fā)明內容的實施例后，當可由本發(fā)明內容所教示的技術，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明內容的精神與范圍。

本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。另外，在附圖及實施方式中所使用相同或類似標號的元件/構件是用來代表相同或類似部分。

關于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也非用以限定本發(fā)明，其僅為了區(qū)別以相同技術用語描述的元件或操作。

關于本文中所使用的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本創(chuàng)作。

關于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

關于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部組合。

關于本文中所使用的用語“大致”、“約”等，用以修飾任何可以微變化的數量或誤差，但這些微變化或誤差并不會改變其本質。一般而言，此類用語所修飾的微變化或誤差的范圍在部分實施例中可為20％，在部分實施例中可為10％，在部分實施例中可為5％或是其他數值。本領域技術人員應當了解，前述提及的數值可依實際需求而調整，并不以此為限。

某些用以描述本申請的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本申請的描述上額外的引導。

圖1為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總裝置的實施例一的結構框圖，如圖1所示，每個運動數據匯總裝置包括：微控制單元(MCU)、定位標示單元、運動傳感器接口、數據接收接口和數據發(fā)送接口。MCU不僅負責接收其所在運動數據匯總裝置的運動傳感器采集的第一運動數據，而且還負責接收、匯總下級運動數據匯總裝置的第二運動數據，最終匯總第一運動數據和第二運動數據后，上傳給上級運動數據匯總裝置。

該附圖所示的具體實施方式中，該運動數據匯總裝置包括：微控制單元1、定位標示單元2、運動傳感器接口3、數據接收接口4和數據發(fā)送接口5。其中，微控制單元1用于匯總所述第一運動數據和所述第二運動數據，并將匯總后的數據上傳給上級運動數據匯總裝置；定位標示單元2與所述微控制單元1連接，定位標示單元2用于標示運動物體；運動傳感器接口3與所述微控制單元1連接，運動傳感器3用于接入運動數據傳感器，從而采集運動物體的第一運動數據；數據接收接口4與所述微控制單元1連接，數據接收接口4用于接收下級運動數據匯總裝置上傳的第二運動數據；數據發(fā)送接口5與所述微控制單元1連接，數據發(fā)送接口5用于向上級運動數據匯總裝置上傳由所述微控制單元1匯總后的所述第一運動數據和所述第二運動數據。本發(fā)明的具體實施例中，定位標示單元2為發(fā)光二極管；運動傳感器接口3可以連接九軸傳感器(由三軸MEMS(微機電系統(tǒng))加速度傳感器、三軸MEMS陀螺儀、三軸MEMS磁力計構成)或者六軸傳感器；數據接收接口4和數據發(fā)送接口5均為串行接口，其中，串行接口為I²C(Inter-Integrated Circuit)總線接口。

參見圖1，多個運動數據匯總裝置級聯(lián)成樹形結構，對于兩個相接的運動數據匯總裝置，距離樹根近的運動數據匯總裝置為上級運動數據匯總裝置，距離樹根遠的運動數據匯總裝置為下級運動數據匯總裝置。每個運動數據匯總裝置將自身采集的第一運動數據與下級運動數據匯總裝置上傳的第二運動數據匯總后，上傳給上級運動數據匯總裝置。運動數據匯總裝置之間能夠任意級聯(lián)，不受位置限制，即運動數據匯總裝置之間的級聯(lián)關系可以隨意變化，結構靈活、操作方便、擴展性強。

圖2為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總裝置的實施例二的結構框圖，如圖2所示，數據發(fā)送接口周期性向上級運動數據匯總裝置上傳第一運動數據和第二運動數據。

該附圖所示的具體實施方式中，該運動數據匯總裝置還包括：時鐘控制器6和電源控制器7。其中，時鐘控制器6與所述微控制單元1連接，時鐘控制器6用于控制所述數據發(fā)送接口5周期性向上級運動數據匯總裝置上傳所述第一運動數據和所述第二運動數據；電源控制器7與所述微控制單元1連接，電源控制器7用于通過所述數據發(fā)送接口5從上級運動數據匯總裝置或者最終數據接收終端處獲得電能。

圖3為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總裝置的電路圖，如圖3所示，E101為電源芯片，即圖2中的電源控制器；S201和S202為傳感器接口，用于連接運動傳感器；J401為數據發(fā)送接口(Dout)；J402、J403和J404為數據接收接口(Din)；USB為USB接口；RGB LED為全彩LED發(fā)光標識，即圖2中的定位標示單元；R401、R402、R403和R404為電阻；D401、D402、D403和D404為接口LED指示燈；MCU為微控制單元。

圖4為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總系統(tǒng)的實施例一的結構框圖，如圖4所示，多個運動數據匯總裝置無差別級聯(lián)成樹狀結構的運動數據匯總系統(tǒng)，最終使得所有運動數據匯總裝置采集的運動數據匯總到最終數據接收終端。

該附圖所示的具體實施方式中，該運動數據匯總系統(tǒng)包括：多個呈樹形結構的運動數據匯總裝置10，以及與樹根位置處的運動數據匯總裝置10連接的最終數據接收終端20。其中，所述運動數據匯總裝置10之間能夠任意級聯(lián)，不受位置限制；所述最終數據接收終端20用于匯總所有運動數據匯總裝置10采集的運動數據，并根據所述運動數據計算運動物體的移動信息。本發(fā)明的具體實施例中，最終數據接收終端20為計算機或移動終端等。

參見圖4，多個運動數據匯總裝置無差別級聯(lián)成樹狀結構的運動數據匯總系統(tǒng)，對于一個運動數據匯總裝置來說，如果沒有下級運動數據匯總裝置，那么該運動數據匯總裝置將自身采集的運動數據上傳到上級運動數據匯總裝置；如果有下級運動數據匯總裝置，那么該運動數據匯總裝置匯總自身采集的第一運動數據和下級運動數據匯總裝置上傳的第二數據，然后將匯總后的運動數據上傳到上級運動數據匯總裝置；如果運動數據匯總裝置處于樹根位置處，即運動數據匯總裝置沒有上級運動數據匯總裝置，運動數據匯總裝置直接與最終數據接收終端連接，那么該運動數據匯總裝置匯總自身采集的第一運動數據和下級運動數據匯總裝置上傳的第二數據，然后將匯總后的運動數據上傳到最終數據接收終端。運動數據匯總系統(tǒng)具有結構靈活、可擴展性強，且與運動物體的結構高度一致等優(yōu)點，最終數據接收終端根據運動數據能夠運動物體的移動信息。

圖5為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總系統(tǒng)的實施例二的結構框圖，圖6為本發(fā)明具體實施方式提供的一種帶定位標示的運動數據匯總系統(tǒng)的結構示意圖，如圖5、圖6所示，搭配多個圖像采集器，可以通過光學定位方式獲取運動物體的三維(3D)圖像信息，最終數據接收終端根據三維圖像信息獲得運動物體的三維位置信息。

該附圖所示的具體實施方式中，該運動數據匯總系統(tǒng)還包括多個圖像采集器30，其中，多個圖像采集器30與所述最終數據接收終端20連接，圖像采集器30用于采集運動物體的三維圖像，以便所述最終數據接收終端20根據所述三維圖像中包含的定位標示單元信息獲得運動物體的三維位置信息。本發(fā)明的具體實施例中，所述圖像采集器30為高速攝像機。

參見圖5、圖6，圖像采集器安裝在運動物體的臨近位置，保證定位標示單元同時存在于每個圖像采集器的拍攝范圍內，從而采集運動物體的三維圖像信息；最終數據接收終端利用三角定位等算法根據三維圖像信息解算出運動物體相對于圖像采集器所在的空間坐標系的相對地理位置數據(三維位置信息)。該運動數據匯總系統(tǒng)兼顧了運動傳感器定位和光學定位的優(yōu)點，擴大了運動數據匯總系統(tǒng)應用場景。

本發(fā)明的具體實施例提供一種帶定位標示的運動數據匯總裝置及運動數據匯總系統(tǒng)，由最終數據接收終端和多個帶定位標示的運動數據匯總裝置級聯(lián)形成運動數據匯總系統(tǒng)，每個運動數據匯總裝置具有MCU(微控制單元)、定位標示單元、運動傳感器和串行接口等電子元器件，MCU不僅負責接收其所在運動數據匯總裝置的運動傳感器采集的第一運動數據，而且還負責接收、匯總下級運動數據匯總裝置的第二運動數據，最終匯總第一運動數據和第二運動數據后，上傳給上級運動數據匯總裝置。本發(fā)明披露的運動數據匯總系統(tǒng)具有結構靈活、操作方便、擴展性強，且與被測運動物體結構高度一致等特點，可使用戶方便地獲得待測運動物體的運動數據。此外，運動數據匯總裝置可以配置多個高速攝像頭，通過光學定位方式方便地獲取待測運動物體的三維位置數據，兼顧了運動傳感器定位和光學定位的優(yōu)點，擴大了運動數據匯總系統(tǒng)應用場景。

上述的本發(fā)明實施例可在各種硬件、軟件編碼或兩者組合中進行實施。例如，本發(fā)明的實施例也可為在數據信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)中執(zhí)行上述方法的程序代碼。本發(fā)明也可涉及計算機處理器、數字信號處理器、微處理器或現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)執(zhí)行的多種功能?？筛鶕景l(fā)明配置上述處理器執(zhí)行特定任務，其通過執(zhí)行定義了本發(fā)明揭示的特定方法的機器可讀軟件代碼或固件代碼來完成。可將軟件代碼或固件代碼發(fā)展為不同的程序語言與不同的格式或形式。也可為不同的目標平臺編譯軟件代碼。然而，根據本發(fā)明執(zhí)行任務的軟件代碼與其他類型配置代碼的不同代碼樣式、類型與語言不脫離本發(fā)明的精神與范圍。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，在不脫離本發(fā)明的構思和原則的前提下，任何本領域的技術人員所做出的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。