Беспроводная система носимых сенсоров BodyNet

Система представляет собой беспроводные датчики, размещаемые на теле пользователя, которые соединены с миниатюрным микроконтроллером, беспроводным передатчиком и элементом питания. Все эти элементы объединены в сеть, совместимую с домашней, офисной и больничной коммуникационной средой.

Примеры использования:

• телемедицина
• системы биоинтерфейсов
• следящие системы для сотрудников МЧС
• системы преобразования реальных движений в виртуальные (Motion Capture), применяемые в телевизионных студиях и кино индустрии, и др.

Закрепленные на теле человека датчики собирают данные о его жизненных показателях (ЭКГ, ЭЭГ, давление, пульс, дыхание, и т.д.) и передают их либо на персональный компьютер, либо в центр отслеживания медицинских показателей. Данное решение может применяться для наблюдения за пациентами с хроническими заболеваниями, за стационарными больными в клиниках, за пожилыми людьми при амбулаторном обслуживании на дому.

Представители опасных профессий, такие как пожарные, медицинские бригады скорой помощи и МЧС, милиционеры, солдаты спецназа могут использовать технологию BodyNet для оперативного слежения за их жизненными показателями, а также их перемещением в пространстве и выполняемыми действиями. В системах «захвата движений» Motion Capture вместо или в дополнение к датчикам сигналов жизнедеяельности человека используются датчики движения, которые отслеживают в реальном времени все перемещения отдельных частей тела человека.

Беспроводная система 3-мерной визуализации человека в реальном времени [2]

Недорогая беспроводная система, позволяющая преобразовывать реальные движения человека в виртуальные и визуализировать их в трехмерном виртуальном пространстве в режиме реального времени. Технология БСС ранее не применялась для подобных задач.

Система представляет собой программно-аппаратный комплекс. Аппаратная составляющая представляет собой носимые конечные устройства с датчиками, закрепляемые на частях тела, требующих преобразования их движения, а также координатора, собирающего информацию с датчиков конечных устройств и передающего ее на компьютер, с которым он соединен (Рис. 3 а)). Датчики собирают и передают на компьютер информацию об углах поворота, ускорении, скорости, координатах, ориентации, угловой скорости и угловом ускорении отдельных частей тела человека.

В качестве датчиков ускорения и углов поворота используются миниатюрные акселерометры и гироскопы, построенные по MEMS технологии, которые отличаются малыми размерами, низкой стоимостью, низким энергопотреблением и высокой производительностью.

В качестве программной составляющей выступает программное обеспечение, визуализирующее движения в реальном времени и в 3-мерном виде (Рис. 3 б)). Данное программное обеспечение позволяет сохранить полученные данные визуализации для последующего их использования в программах трехмерного моделирования, таких как Autodesk 3ds Max, Maya, Blender и т.п.

а)	б)
Рис. 3. Беспроводная система трехмерной визуализации человека-аватара.

Новизна системы заключается в том, что ранее не было полностью беспроводной системы трехмерной визуализации движения в реальном времени. В лучшем случае в таких системах носимые конечные устройства с датчиками объединяются проводными каналами, а информация на компьютер передается по беспроводным каналам связи. В данной разработке все элементы системы беспроводные, т.е. все данные с носимых устройств передаются на головной компьютер по радиоканалу с частотой 2.4 ГГц.

Примеры использования:

• интерфейс взаимодействия с трехмерной виртуальной реальностью
• исследования человеко-машинных взаимодействий
• преобразование реальных движений в виртуальные для управления различными манипуляторами, роботами, в том числе удаленными
• системы Motion Capture для анимации аватаров в играх, фильмах, телевизионных студиях

Отличия системы от существующих аналогов:

• отсутствуют проводные соединения между всеми элементами, прикрепляемыми к человеческому телу
• для передачи информации используется радиоканал на частоте 2.4ГГц, который не требует сертификации
• использование дешевых производительных MEMS датчиков
• для визуализации не требуется какое-либо специальное помещение с дополнительным оборудованием (специальные камеры, экраны, излучатели и т.п.), достаточно подключить систему к обычному компьютеру

Дальнейшее развитие:

К числу перспективных прикладных областей для этой технологии можно отнести следующие:

• погружающие системы виртуальной реальности, предоставляющие весь комплекс оборудования для взаимодействия человека с виртуальной реальностью
• домашние игровые системы, позволяющие в домашних условиях полностью погрузиться в атмосферу игры
• профессиональные системы для преобразования движения, обработки и применения их в кинофильмах, анимационных фильмах и рекламе

Поиск по сайту: