申请/专利权人：东南大学

申请日：2018-07-23

公开（公告）日：2020-09-18

公开（公告）号：CN109090748B

主分类号：A63B26/00(20060101)

分类号：A63B26/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.18#授权;2019.01.22#实质审查的生效;2018.12.28#公开

摘要：本发明公开了一种人体全向运动定位装置，包括可绕一垂直固定轴线在平面内自由转动的转盘组件、通过阻尼式万向节与转盘组件相连接且可随阻尼式万向节自由摆动的垂直伸缩机构、与垂直伸缩机构可活动连接且可绕水平中心轴转动的水平转轴件以及与水平转轴件可活动连接且可绕连接处上下摆动的腰带，所述腰带束缚在人体上且可与人体同步运动；所述垂直伸缩机构上设有用于测量其三轴姿态信息并传输的姿态测量模块。本发明设置转盘、弹性阻尼万向节、垂直伸缩机构、水平转轴件和腰带的组合实现腰带对运动平台上人体的支撑保护，通过对三向转轴的转动进行分解，确保了腰带内人体移动与姿态的自由性。

主权项：1.一种人体全向运动定位装置，其特征在于：包括可绕一垂直固定轴线在平面内自由转动的转盘组件100、通过阻尼式万向节200与转盘组件100相连接且可随阻尼式万向节200自由摆动的垂直伸缩机构300、与垂直伸缩机构300可活动连接且可绕水平中心轴转动的水平转轴件400以及与水平转轴件400可活动连接且可绕连接处上下摆动的腰带500，所述腰带500束缚在人体上且可与人体同步运动；所述垂直伸缩机构300上设有用于测量其三轴姿态信息并传输的姿态测量模块600。

全文数据：人体全向运动定位腰带及其定位方法技术领域本发明涉及运动安全防护设备，尤其涉及一种人体全向运动定位腰带及其定位方法。背景技术在计算机网络技术迅猛发展的现代社会，网络技术不仅带来科技经济的发展，也带了休闲娱乐功能的革新，由此虚拟现实环境的终端模拟器类型多样，但大多的终端模拟器中，都需要大面积的场地进行运动，灵敏度不够，对于跳跃下蹲转向等运动无法自如实现，感受逼真度低，且由于人体移动时，没有防护措施容易造成伤害，这些都极大地制约了现有人体万向移动平台的发展。使用主动式的人体全向运动平台，能够获得更加自然的人体移动体验，但主动式即意味着需要进行有效的人体位置测量，并且在测量时不能影响人体的移动体验，但在人体出现意外如跌倒时需要提供一定的防护功能。发明内容发明目的：针对上述现有技术存在的问题，本发明的第一目的是提供一种有效保障人体移动与姿态自由性且可随时监测人体位置和姿态的人体全向运动定位腰带。本发明的第二目的是提供该人体全向运动定位腰带的定位方法。技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种人体全向运动定位腰带，包括可绕一垂直固定轴线在平面内自由转动的转盘组件、通过阻尼式万向节与转盘组件相连接且可随阻尼式万向节自由摆动的垂直伸缩机构、与垂直伸缩机构可活动连接且可绕水平中心轴转动的水平转轴件以及与水平转轴件可活动连接且可绕连接处上下摆动的腰带，所述腰带束缚在人体上且可与人体同步运动；所述垂直伸缩机构上设有用于测量其三轴姿态信息并传输的姿态测量模块。其中，所述转盘组件包括固定盘、可绕固定盘转动的转动臂和位于转动臂远端且用于连接阻尼式万向节的万向节上固定部，该万向节固定部上还连接有用于保护阻尼式万向节的上半外罩。优选的，所述阻尼式万向节为弹性阻尼万向节，该弹性阻尼万向节包括两个上下十字交叉设置的第一固定叉、用于连接上、下第一固定叉的第一十字轴和直线阻尼器，所述第一固定叉包括第一叉臂部和用于外接部件的第一叉柄部，所述第一十字轴的四个轴杆分别通过直线阻尼器与第一叉臂部相连接。进一步，所述直线阻尼器上套设有弹簧。再者，所述第一叉臂部为弧形结构，第一叉臂部靠近第一叉柄部处的两侧设有阻尼器铰接部，直线阻尼器通过阻尼器铰接部与第一固定叉可活动连接。优选的，所述阻尼式万向节为可调阻尼万向节，该可调阻尼万向节包括两个上下十字交叉设置的第二固定叉、用于连接上、下第二固定叉的第二十字轴和旋转阻尼器，所述第二固定叉包括第二叉臂部和用于外接部件的第二叉柄部，所述第二十字轴的四个轴端分别通过旋转阻尼器与第二叉臂部相连接。进一步，所述第二十字轴的轴端均具有阻尼连接部，所述旋转阻尼器具有与阻尼连接部相适配的阻尼连接槽，所述阻尼连接部插入阻尼连接槽中使第二十字轴可在旋转阻尼器中转动。优选的，所述垂直伸缩机构包括滑轨槽和可在滑轨槽内垂直滑动的滑轨，所述滑轨槽的上端依次设有用于连接阻尼式万向节的万向节下固定部和用于保护阻尼式万向节的下半外罩，所述滑轨的底部水平弯折延伸形成用于与水平转轴件相连接的转接部。再者，还包括支架，所述支架的上部具有与转盘组件固定连接的转盘固定部，支架的底部设有用于安装运动平台的安装部。本发明一种基于人体全向运动定位腰带的定位方法，以转盘固定部中心为原点，由支架指向转盘固定部方向为Y轴正向，竖直自下而上为Z轴正向，构建右手直角坐标系，其中腰带的中心的初始值为x＝0，y＝0，z＝-L，L为腰带中心离原点的竖直距离；使用过程中姿态测量模块监测得到当前滑轨槽姿态四元数q＝w,x,y,z，w，x，y和z分别表示姿态四元数的四个向量；通过四元数运算，得到当前人体位置所对应的姿态四元数q1＝w1,x1,y1,z1＝q-1·0,0,0,-L·q，得到当前人体在人体全向运动平台表面的位置即x＝x1，y＝y1，其中w1,x1,y1,z1为四元数w1+x1i+y1j+z1k的简洁记法，i，j，k为四元数的三个虚部，q-1为四元数的逆运算，“·”为四元数的乘法运算。有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：首先本发明设置转盘、弹性阻尼万向节、垂直伸缩机构、水平转轴件和腰带的组合实现腰带对运动平台上人体的支撑保护，通过对三向转轴的转动进行分解，确保了腰带内人体移动与姿态的自由性；其次本发明提供了一种利用设置在垂直伸缩机构的姿态测量模块能够有效对人体位置进行测量定位，并能够为人体提供有效的安全防护的人体全向运动定位腰带的定位方法，即通过对垂直伸缩机构的三轴姿态测量，可以测算得到人体的位置和姿态；再者本发明使用弹性阻尼万向节，实现在不降低人体移动自由性的前提下，能够有效的对人体提供安全防护；且该弹性阻尼万向节可为连接在其两端的轴即垂直伸缩机构提供万向的摆动，且不产生轴向转动，同时能够为该摆动提供一定的弹性阻尼，能够抑制过大速度，并具有恢复到初始位置的能力；最后本发明通过控制每一方向上的直线阻尼器和弹簧，实现外接部件可在四个方向上产生不同的阻尼特性；且弹簧的设置为本发明提供一回弹阻尼力度，实现人体远离中心时能够及时将其拉回中心，满足人体在前进，后退和左右移动所需要不同的回弹阻尼力度。附图说明图1为本发明的侧视图；图2为本发明的结构示意图；图3为本发明中支架的结构示意图；图4为本发明中转盘组件的结构示意图；图5为本发明中弹性阻尼万向节的结构示意图；图6为本发明中第一固定叉的结构示意图；图7为本发明中第一十字轴的结构示意图；图8为本发明中直线阻尼器的结构示意图；图9为本发明中弹性阻尼万向节的局部装配示意图；图10为本发明中弹性阻尼万向节的使用状态示意图；图11为本发明中可调阻尼万向节的结构示意图；图12为本发明中第二固定叉的结构示意图；图13为本发明中第二十字轴的结构示意图；图14为本发明中旋转阻尼器的结构示意图；图15为本发明中可调阻尼万向节的局部装配示意图；图16为本发明中可调阻尼万向节的使用状态示意图；图17为本发明中滑轨槽的结构示意图；图18为图17中A处的局部放大示意图；图19为本发明中滑轨的结构示意图；图20为图19中B处的局部放大示意图；图21为本发明中水平转轴件的结构示意图；图22为本发明中腰带的结构示意图；图23为本发明中转盘组件和支架的装配局部示意图；图24为本发明中弹性阻尼万向节的装配局部示意图；图25为本发明中可调阻尼万向节的装配局部示意图；图26为本发明使用状态一的示意图；图27为本发明使用状态一的示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。实施例1如图1和图2所示，本发明一种人体全向运动定位腰带，包括转盘组件100、阻尼式万向节200、垂直伸缩机构300、水平转轴件400、腰带500、姿态测量模块600和支架700。其中转盘组件100可绕一垂直固定轴线在平面内自由转动，垂直伸缩机构300的上端通过阻尼式万向节200与转盘组件100相连接且可随阻尼式万向节200自由摆动，水平转轴件400与垂直伸缩机构300的下端可活动连接且可绕水平中心轴转动，腰带500与水平转轴件400可活动连接且可绕连接处上下摆动的，使用过程中腰带500束缚在人体上且可与人体同步运动。垂直伸缩机构300上设有用于测量其三轴姿态信息并传输的姿态测量模块600。如图3所示，支架700的上部具有与转盘组件100固定连接的转盘固定部701，支架700的底部设有用于安装运动平台的安装部702。运动平台可以为表面上人体的移动提供一个相反的运动速度，使得人体可以被送回置运动平台中心。应当指出的是，安装部702可以为任意形状，如方形，多边形，圆形等，根据实际使用的人体全向运动底座外形进行更改，这里的最佳实施例为圆形。人体站立在运动平台上可以实现万向移动，人体在平台上运动的同时，腰带可跟随人体运动实现对人体的保护。如图4所示，转盘组件100包括固定盘101、转动臂102、万向节上固定部103和上半外罩104。固定盘101上还设有与转盘固定部701相固定连接的若干个均布的固定柱105。转动臂102与固定盘101相连接，且转动臂102可绕固定盘101转动；其中转动臂102与固定盘101的一端定义为近端，转动臂102的另一端定义为远端。万向节上固定部103位于转动臂102的远端，与阻尼式万向节200相固定连接；该万向节上固定部103为中空圆柱状结构，四周开设有用于穿设螺栓的螺纹孔。上半外罩104设置在万向节固定部103的下方，起到保护阻尼式万向节200的作用。如图5所示，阻尼式万向节200为弹性阻尼万向节，该弹性阻尼万向节包括第一固定叉201、第一十字轴202、直线阻尼器203和弹簧206。如图6所示，第一固定叉201包括弧形结构的第一叉臂部204和用于连接外部部件的第一叉柄部205，第一叉臂部的两前端分别开设有用于连接第一十字轴202的十字轴固定孔214，与之相对应的第一十字轴202的四个轴端分别具有与十字轴固定孔214相适配的固定叉固定部215；第一叉臂部204的中部靠近第一叉柄部205处的两侧设有阻尼器铰接部207；第一叉柄部205为中空圆柱状结构，四周开设有用于穿设螺栓的螺纹孔，与万向节上固定部103和万向节下固定部303相适配，并通过螺栓连接固定。如图7所示，第一十字轴202的四个轴杆上分别具有与直线阻尼器203的缸体固定孔219相适配的阻尼器固定部216。如图8所示，直线阻尼器203包括阻尼缸体217和可在阻尼缸体217内来回伸缩的阻尼活塞杆218，阻尼缸体217的端部具有与第一十字轴202的阻尼器固定部216相连接的缸体固定孔219，阻尼活塞杆218的端部具有与第一叉臂部的阻尼器铰接部207相连接的活塞杆固定孔220。如图9所示，本发明中两个第一固定叉201上下十字交叉设置，第一十字轴202的四个轴端分别与两个第一固定叉201的十字轴固定孔214一一对应连接，四个直线阻尼器203一一对应的连接在第一十字轴202的四个轴杆与阻尼器铰接部207之间，每一直线阻尼器203上套设有弹簧206。如图5为本发明弹性阻尼万向节在平衡状态下的示意图，此时四个弹簧206处于自由状态。如图10所示，当上方第一固定叉201摆动时进入非平衡状态，两个弹簧处于压缩状态，两个弹簧处于拉伸状态，整体趋势是上方第一固定叉201恢复至初始平衡位置，即图5中所示的初始位置。本发明使用弹性阻尼万向节，实现在不降低人体移动自由性的前提下，能够有效的对人体提供安全防护；且该弹性阻尼万向节可为连接在其两端的轴即垂直伸缩机构提供万向的摆动，且不产生轴向转动，同时能够为该摆动提供一定的弹性阻尼，能够抑制过大速度，并具有恢复到初始位置的能力。本发明通过控制每一方向上的直线阻尼器和弹簧，实现外接部件可在四个方向上产生不同的阻尼特性；且弹簧的设置为本发明提供一回弹阻尼力度，实现悬挂轴远离中心时能够及时将其拉回中心。如同18和图20所示，本发明垂直伸缩机构300包括滑轨槽301和可在滑轨槽301内垂直滑动的滑轨302，滑轨槽301与滑轨302之间可通过滚轮实现上下滑动，且滑轨槽的下端对应处设有滚轮固定点306，滑轨302的顶部设有用于固定滚轮的滚轮固定轴307。如图17所示，本发明的滑轨槽301的上端具有与阻尼式万向节200相固定连接的万向节下固定部303，该万向节下固定部303为中空圆柱状结构，四周开设有用于穿设螺栓的螺纹孔。下半外罩304设置在万向节下固定部303的上方，起到保护阻尼式万向节200的作用。如同19所示，本发明的滑轨302的底部水平弯折延伸形成用于与水平转轴件400相连接的转接部305。如图21所示，水平转轴件400包括与转接部相适配的转轴柱401和用于连接腰带的转轴合页轴402，转接部305穿插入转轴柱401内，保障水平转轴件400可绕转接部305的轴中心线转动；腰带500通过合页与水平转轴件400的转轴合页轴402相连接，使腰带可绕腰带合页轴402的轴中心线转动。如图22所示，腰带500包括弹力腰带本体501和用于固定合页的腰带合页轴502。如图1、图2，图23和图24所示，支架700起到对其他各部分支撑的作用，转盘100将提供绕一垂直固定轴线在平面内自由转动，弹性阻尼万向节起到提供垂直伸缩机构300任意方向摆动，且不产生轴向转动的作用，滑轨槽301用于给滑轨302提供滑动的空间。滑轨302可为水平转轴件400提供支撑，且水平转轴件400可沿其末端轴向的自由转动。腰带500通过合页结构，在水平面上提供垂直于水平转轴件400方向的轴向旋转。最终人体在该平台上使用腰带500进行支撑保护，并可在该平台上进行任意方向的移动和姿态变化。如图26和图27所示，显示了两种不同的位置状态，无论在任何状态，转盘100中心轴向图中虚线所示与腰带500的中心轴向图中虚线所示始终保持平行。因此人体在运动平台表面的任意位置，人体的朝向都与转盘100中心轴向一致。人体的在人体全向运动平台表面的位置为腰带500中心的位置。通过对三向转轴的转动进行分解，无论人体任意位置，腰带500都可以保持水平，由此确保了腰带500内人体移动与姿态的自由性。由于垂直伸缩机构300不会发生沿自身轴向的转动，仅会在水平面上进行摆动，因此通过对垂直伸缩机构300的三轴姿态测量，可以测算得到人体的位置和姿态。本发明的姿态测量模块600包括惯性传感器MPU9250、微处理器STMF301和单片无线收发芯片。惯性传感器MPU9250是集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计于一体的惯性传感器。该惯性传感器MPU9250是可提供高速的加速度及角速度信息，以及低速但仍可接受的磁力计信息，供后续进行姿态解算；该惯性传感器属于数字式的惯性传感器，提供SPISerialPeripheralInterface串行外设接口通讯接口，能够满足高速的数据采集。该微处理器STMF301内置FPUFloatPointUnit浮点运算单元，在进行同样的浮点运算时，其运算速度可提高数十倍，由此大大提高了姿态解算的刷新速率。单片无线收发芯选用NRF24L01芯片，一款工作在2.4G～2.525GHZ的ISM频段的单片无线收发芯片，可设置5位接收地址，5位发送地址，125个可选工作频道。基于上述硬件，在数据采集中可获得当前的加速度、角速度、磁力数据。通过对角速度的定时积分，可获得当前的三轴角度，但该角度由于是积分，存在逐渐累积的误差。仅使用角速度数据，在长期情况下得到的三轴角度数据将会累积较大的误差，导致数据无法使用。但使用加速度与磁力数据计算各轴分量，同样可获得当前的三轴角度，该三轴角度在外界运动及无磁场干扰时是准确的且无积分误差。但由于在测量姿态时，会伴随着随机的运动，因此该数据在噪声较大的，但从长期的采样来看是准确的。对已获得的两种姿态数据，使用较为简单的自适应球面插值，即可融合得到较为良好的姿态数据。本发明一种基于人体全向运动定位腰带的定位方法，以转盘固定部701中心为原点，由支架700指向转盘固定部701方向为Y轴正向，竖直自下而上为Z轴正向，构建右手直角坐标系，其中腰带500的中心的初始值为x＝0，y＝0，z＝-L，L为腰带500中心离原点的竖直距离；使用过程中姿态测量模块600监测得到当前滑轨槽301姿态四元数q＝w,x,y,z，w，x，y和z分别表示姿态四元数的四个向量；通过四元数运算，得到当前人体位置所对应的姿态四元数q1＝w1,x1,y1,z1＝q-1·0,0,0,-L·q，得到当前人体在人体全向运动平台表面的位置即x＝x1，y＝y1，其中w1,x1,y1,z1为四元数w1+x1i+y1j+z1k的简洁记法，i，j，k为四元数的三个虚部，q-1为四元数的逆运算，“·”为四元数的乘法运算。实施例2实施例2的结构与实施例1的结构相同，区别之处在于：阻尼式万向节200为可调阻尼万向节，该可调阻尼万向节包括第二固定叉208、第二十字轴209和旋转阻尼器210。如图11所示，第二固定叉208包括U型结构的第二叉臂部211和用于连接外部部件的第二叉柄部212，第二叉臂部211的两前端分别开设有用于固定旋转阻尼器210的阻尼器固定孔221，与之对应的旋转阻尼器210上开设有与阻尼器固定孔221相适配的阻尼器连接孔222；第二叉柄部212为中空圆柱状结构，四周开设有用于穿设螺栓的螺纹孔，与万向节上固定部103和万向节下固定部303相适配，并通过螺栓连接固定，如图25所示。如图12和图13所示，第二十字轴209的四个轴端设有连接旋转阻尼器210的阻尼连接部223，与之对应的旋转阻尼器210的中间开设与阻尼连接部223相适配的阻尼连接槽213，阻尼连接部223插入阻尼连接槽213中使第二十字轴209可在旋转阻尼器210中转动。如图14所示，本发明中两个第二固定叉208上下交叉设置，四个旋转阻尼器210通过螺栓分别固定在两个第二固定叉208的四个叉臂上，第二十字轴209的四个轴端的阻尼连接部223一一对应插入四个旋转阻尼器210的阻尼连接槽213中。可调阻尼万向节不同状态下的示意图如图15和图16所示。实施例2中阻尼式万向节200的阻尼特性由旋转阻尼器210的特性决定。旋转阻尼器210可使用齿轮式、流体式、磁阻尼式等不同的旋转阻尼器，可产生不同的阻尼效果，如阻尼系数，阻尼死区的不同。通过同时使用两种不同的旋转阻尼器，还可以在垂直的两个方向上产生不同的阻尼效果。例如使用磁阻尼式的旋转阻尼器，可以组成具有阻尼死区特性的旋转阻尼器，即当垂直伸缩机构以小速度摆动时基本无阻尼，而当超过阈值时会产生阻尼来限制垂直伸缩机构的摆动。再例如将一个第二固定叉208上的两个旋转阻尼器210设置为具有死区特性的磁阻尼式旋转阻尼器，将另一个第二固定叉208上的两个旋转阻尼器210设置为普通无死区的旋转阻尼器，则可以使得垂直伸缩机构在不同的方向上获得不同的阻尼特性。本发明的可调阻尼万向节可为连接在其两端的垂直伸缩机构提供万向的摆动，且不产生轴向转动；其次本发明中通过设置旋转阻尼器为该摆动提供一定的阻尼，能够抑制过大速度，并具有恢复到初始位置的能力；最后本发明通过选择每一方向上的旋转阻尼器的类型，实现外接部件可在四个方向上产生不同的阻尼特性，即可具有不同的阻尼系数和阻尼死区。上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

权利要求：1.一种人体全向运动定位腰带，其特征在于：包括可绕一垂直固定轴线在平面内自由转动的转盘组件100、通过阻尼式万向节200与转盘组件100相连接且可随阻尼式万向节200自由摆动的垂直伸缩机构300、与垂直伸缩机构300可活动连接且可绕水平中心轴转动的水平转轴件400以及与水平转轴件400可活动连接且可绕连接处上下摆动的腰带500，所述腰带500束缚在人体上且可与人体同步运动；所述垂直伸缩机构300上设有用于测量其三轴姿态信息并传输的姿态测量模块600。2.根据权利要求1所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于：所述转盘组件100包括固定盘101、可绕固定盘101转动的转动臂102和位于转动臂102远端且用于连接阻尼式万向节200的万向节上固定部103，该万向节固定部103上还连接有用于保护阻尼式万向节200的上半外罩104。3.根据权利要求1所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于：所述阻尼式万向节200为弹性阻尼万向节，该弹性阻尼万向节包括两个上下十字交叉设置的第一固定叉201、用于连接上、下第一固定叉201的第一十字轴202和直线阻尼器203，所述第一固定叉201包括第一叉臂部204和用于外接部件的第一叉柄部205，所述第一十字轴202的四个轴杆分别通过直线阻尼器203与第一叉臂部204相连接。4.根据权利要求3所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于：所述直线阻尼器203上套设有弹簧206。5.根据权利要求3所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于：所述第一叉臂部204为弧形结构，第一叉臂部204靠近第一叉柄部205处的两侧设有阻尼器铰接部207，直线阻尼器203通过阻尼器铰接部207与第一固定叉201可活动连接。6.根据权利要求1所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于：所述阻尼式万向节200为可调阻尼万向节，该可调阻尼万向节包括两个上下十字交叉设置的第二固定叉208、用于连接上、下第二固定叉208的第二十字轴209和旋转阻尼器210，所述第二固定叉208包括第二叉臂部211和用于外接部件的第二叉柄部212，所述第二十字轴209的四个轴端分别通过旋转阻尼器210与第二叉臂部211相连接。7.根据权利要求6所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于，所述第二十字轴209的轴端均具有阻尼连接部223，所述旋转阻尼器210具有与阻尼连接部223相适配的阻尼连接槽213，所述阻尼连接部223插入阻尼连接槽213中使第二十字轴209可在旋转阻尼器210中转动。8.根据权利要求1所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于：所述垂直伸缩机构300包括滑轨槽301和可在滑轨槽301内垂直滑动的滑轨302，所述滑轨槽301的上端依次设有用于连接阻尼式万向节的万向节下固定部303和用于保护阻尼式万向节的下半外罩304，所述滑轨302的底部水平弯折延伸形成用于与水平转轴件400相连接的转接部305。9.根据权利要求1所述的人体全向运动定位腰带，其特征在于：还包括支架700，所述支架700的上部具有与转盘组件100固定连接的转盘固定部701，支架700的底部设有用于安装运动平台的安装部702。10.基于权利要求1至9中任一所述的人体全向运动定位腰带的定位方法，其特征在于：以转盘固定部701中心为原点，由支架700指向转盘固定部701方向为Y轴正向，竖直自下而上为Z轴正向，构建右手直角坐标系，其中腰带500的中心的初始值为x＝0，y＝0，z＝-L，L为腰带500中心离原点的竖直距离；使用过程中姿态测量模块600监测得到当前滑轨槽301姿态四元数q＝w，x，y，z，w，x，y和z分别表示姿态四元数的四个向量；通过四元数运算，得到当前人体位置所对应的姿态四元数q1＝w1，x1，y1，z1＝q-1.0，0，0，-L·q，得到当前人体在人体全向运动平台表面的位置即x＝x1，y＝y1，其中w1，x1，y1，z1为四元数w1+x1i+y1j+z1k的简洁记法，i，j，k为四元数的三个虚部，q-1为四元数的逆运算，“·”为四元数的乘法运算。

百度查询： 东南大学 人体全向运动定位装置及其定位方法

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