运动捕捉是一种通过某种手段采集目标姿态信息,并把该姿态信息转换为可复现姿态的数字化信息的技术。理论上可以对任何活动的人或物进行运动捕捉,但针对人体展开的运动捕捉研究最为广泛和深入。人体运动捕捉系统在人机交互和虚拟现实等多个领域都得到了广泛的应用,发展前景光明。本课题着眼于以体态为输入的交互方式,研究支持云端融合的全身运动捕捉新方法,实现高精度、自然的交互手段,在基于惯性测量单元IMU的姿态解算的基础上,完成可穿戴人体全身运动捕捉技术与设备的研究。该装置采用树型网络结构,分传感节点、汇聚节点和PC终端三个层次,其中传感节点负责全身骨架各个关键部位的运动数据采集,并通过RS485有线通信方式与汇聚节点建立通信连接。汇聚节点起到网络路由的功能,负责整个网络的配置和管理,维护系统的时间同步;汇聚节点同时负责数据接收和数据处理,接收与之相连接的传感节点的数据,应用基于梯度下降的多传感器融合姿态解算算法对数据进行处理后再通过WIFI将数据传送给移动终端或PC机。最终,本设计完成了最多支持24个传感节点,数据更新率最高达240Hz,系统延时低于16ms的人体全身运动捕捉装置。