基于惯性传感器的动作捕捉系统研究与设计
| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-19页 |
| ·研究背景和意义 | 第11-12页 |
| ·国内外研究现状和发展趋势 | 第12-16页 |
| ·国外动作捕捉系统研究现状 | 第12-13页 |
| ·国内动作捕捉系统研究现状 | 第13-16页 |
| ·研究内容和组织结构 | 第16-19页 |
| ·本文的研究内容 | 第16页 |
| ·本文的组织结构 | 第16-19页 |
| 第2章 人体动作捕捉技术的相关原理概述 | 第19-31页 |
| ·常用坐标系介绍 | 第19-21页 |
| ·惯性导航系统分类 | 第21页 |
| ·平台式惯性导航系统 | 第21页 |
| ·捷联式惯性导航系统 | 第21页 |
| ·姿态数学描述方法 | 第21-27页 |
| ·姿态解算滤波算法 | 第27-30页 |
| ·卡尔曼滤波算法 | 第27-29页 |
| ·扩展卡尔曼滤波算法 | 第29-30页 |
| ·互补滤波算法 | 第30页 |
| ·本章小结 | 第30-31页 |
| 第3章 系统软硬件平台设计与实现 | 第31-49页 |
| ·系统需求分析 | 第31-32页 |
| ·系统总体结构 | 第32页 |
| ·系统硬件平台 | 第32-35页 |
| ·微机电传感器介绍 | 第32-33页 |
| ·系统惯性单元结构设计 | 第33-35页 |
| ·系统软件平台 | 第35-48页 |
| ·应用软件整体设计 | 第35-36页 |
| ·设备通讯模块设计 | 第36-39页 |
| ·数据处理模块设计 | 第39-43页 |
| ·姿态解算模块设计 | 第43页 |
| ·数据显示模块设计 | 第43-48页 |
| ·本章小结 | 第48-49页 |
| 第4章 基于惯性传感单元的姿态解算研究与设计 | 第49-71页 |
| ·数据特性分析 | 第49-51页 |
| ·陀螺仪数据分析 | 第49-50页 |
| ·加速度数据分析 | 第50页 |
| ·磁场强度数据分析 | 第50-51页 |
| ·几种常见的姿态解算方法 | 第51-54页 |
| ·基于互补滤波进行姿态解算 | 第51-52页 |
| ·基于陀螺仪和加速度计进行姿态解算 | 第52-53页 |
| ·基于高斯牛顿迭代法的扩展卡尔曼滤波姿态解算 | 第53-54页 |
| ·姿态解算方法选择与分析 | 第54-55页 |
| ·姿态解算方法选择 | 第54-55页 |
| ·姿态解算改进分析 | 第55页 |
| ·本文姿态解算方案设计 | 第55-59页 |
| ·坐标系建立 | 第55-56页 |
| ·姿态解算改进方法 | 第56-58页 |
| ·姿态解算方法设计 | 第58-59页 |
| ·本文姿态解算详细实现 | 第59-64页 |
| ·姿态模型参数确定 | 第59-62页 |
| ·姿态解算详细步骤 | 第62-64页 |
| ·数据验证与分析 | 第64-69页 |
| ·单轴旋转实验 | 第64-66页 |
| ·节点运动对比实验 | 第66-69页 |
| ·本章小结 | 第69-71页 |
| 第5章 手臂运动姿态捕获方法设计 | 第71-91页 |
| ·人体上肢结构分析 | 第71-73页 |
| ·手臂解剖学结构分析 | 第71-73页 |
| ·刚体铰链模型结构 | 第73页 |
| ·单节点关节模型设计 | 第73-80页 |
| ·前臂刚体模型 | 第74-77页 |
| ·上臂刚体模型 | 第77-80页 |
| ·双节点手臂简单模型设计 | 第80-86页 |
| ·关节坐标系和手臂建模 | 第80-81页 |
| ·姿态标定方法设计 | 第81-83页 |
| ·肘部关节转动中心确定 | 第83-84页 |
| ·手臂运动捕获设计 | 第84-85页 |
| ·肘部关节角的计算方法 | 第85-86页 |
| ·实验验证 | 第86-91页 |
| ·肘关节运动角度验证 | 第86-88页 |
| ·手臂驱动仿真 | 第88-91页 |
| 第6章 总结与展望 | 第91-93页 |
| ·工作总结 | 第91页 |
| ·未来展望 | 第91-93页 |
| 致谢 | 第93-95页 |
| 参考文献 | 第95-99页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果 | 第99页 |
