基于多传感器融合的人体运动分析系统设计

由于光学式、机械式等传统运动测量系统在成本、使用环境及精度等方面的缺陷，设计了一款主要基于惯性传感器的手臂关节人体运动测量系统，通过在人体特定部位佩戴所设计的惯性传感器节点，可实时采集人体各部位的运动数据，并以数据帧格式，通过WIFI无线传感器网络将各节点所采集的运动信息发送至所设计的STM32主机运算单元，通过使用STM32内置DSP-CMSIS库进行卡尔曼滤波和姿态融合，加快运算速度，降低节点的运算量，使得节点的体积更小；再通过串口将数据传输至上位机进行存储和显示；经实验验证，设计的运动测量系统能够准确采集人体运动数据，并经转台实验所测姿态角相对误差小于2.5%;同时通过三维仿真，可以较好复现人体运动轨迹，该系统具有成本低廉，穿戴方便和操作简单等特点，可广泛应用于医学，体育等多个领域。