1.一种基于可穿戴式惯性传感器的人体上肢姿态重建系统，其特征在于：所述人体上肢姿态重建系统包括下位机硬件平台和人体3D建模上位机，所述下位机硬件平台包括九轴惯性传感器和单片机，所述人体3D建模上位机包括数据通信部分、人体上肢坐标系构建部分及人体3D棍棒模型绘制部分，其中：所述九轴惯性传感器集成有三轴加速度计、三轴陀螺仪与三轴磁力计，并能通过其内置功能计算得到融合后的四元数信息；单片机用于和九轴惯性传感器通信并读取其四元数数据，将数据整合后以数据包的形式发送至上位机；

上位机的数据通信部分和下位机的单片机通信，接收各个传感器的四元数数据，并含有数据校验功能；上位机的人体上肢坐标系构建部分构建人体上肢关节的坐标变换树，根据传感器得到的四元数信息，计算得到人体上肢各关节间的坐标变换关系；上位机的人体

3D棍棒模型绘制部分使用长方体与球体分别表示骨骼与关节，根据人体上肢各关节的坐标变换关系，计算出各几何体的位置与姿态信息，最后在可视化界面中显示人体3D棍棒模型。

2.如权利要求1所述的一种基于可穿戴式惯性传感器的人体上肢姿态重建系统，其特征在于：所述人体上肢右臂进行重建的过程如下：(1)单片机与三个九轴惯性传感器进行通信，发送数据请求指令，九轴惯性传感器收到指令后，返回其测量并计算得到的四元数信息；

(2)单片机按一定频率，将采集到的各九轴惯性传感器的四元数数据打包，并通过数据接口发送至上位机端；

(3)人体3D建模上位机的数据通信部分接收到单片机发来的数据包后，从数据包中复原上述四元数数据并传递给人体上肢坐标系构建部分；

(4)人体3D建模上位机的人体上肢坐标系构建部分构建了人体上肢关节的坐标变换树，根据传感器得到的四元数信息，计算得到人体上肢各关节间的坐标变换关系；

(5)人体3D建模上位机的人体3D棍棒模型绘制部分使用长方体与球体分别表示骨骼与关节，根据步骤(4)中得到的人体上肢各关节的坐标变换关系，计算出各几何体的位置与姿态信息，最后在3D可视化界面显示各代表人体骨骼与关节的几何体，于是得到可视化的人体3D棍棒模型。

3.如权利要求1或2所述的一种基于可穿戴式惯性传感器的人体上肢姿态重建系统，其特征在于：所述九轴惯性传感器的安装方法为：以人体上肢右臂的重建为例，需要用到3个九轴惯性传感器，其中，第一个九轴惯性传感器需放置在人体胸口,作为人体的基准坐标系，第二个九轴惯性传感器放在肘关节上方，用来测量上臂的运动姿态信息，第三个九轴惯性传感器放置在腕关节上方，用来测量下臂的运动姿态信息，左臂的重建与右臂相同。

4.如权利要求1或2所述的一种基于可穿戴式惯性传感器的人体上肢姿态重建系统，其特征在于：所述人体上肢各关节坐标变换的方法为：首先根据人体骨骼特征，确定人体上肢主要骨骼与关节的连接关系，建立人体上肢骨骼树形结构图；

接下来，定义各坐标系两两之间存在的平移变换和旋转变换：其中平移变换P用坐标(x,y,z)表示，旋转变换Q用四元数的四维向量(w,a,b,c)形式表示；

地理坐标系G下的胸口坐标系B的平移旋转变换：

设定胸口的九轴惯性传感器放置与地理坐标系G各坐标轴保持一致，由此可得到：胸口坐标系B下的肩关节坐标系S的平移旋转变换：

右肩关节坐标系S相对于胸口坐标系B是静止的，由此可得到：

肩关节坐标系S下的肘关节坐标系E的平移旋转变换：

右肩肘关节坐标系E相对于右肩坐标系S的旋转变换信息由肘关节处的九轴惯性传感器提供，但其得到的是相对于地理坐标系G的旋转变换 故肘关节坐标系E相对于肩关节坐标系S下的旋转变换为：初始校准时刻人体手臂与地面保持平行，笔直向右，记该状态为T-pose,L1是常数，表示上臂长度；随着人体手臂的运动，E相对于S的平移坐标也会发生变化，为了计算变化后的平移坐标，需要先将三维坐标转换为四元数再进行操作，令初始时刻坐标的四元数表示为pSE＝(0,L1,0,0)，则发生旋转后的坐标更新公式为：通过公式(2)得到每次手臂运动后，肘关节相对于肩关节所在的空间位置，为使模型与人手姿态同步，需要在一开始进行校准操作，校准的具体操作为：先令手臂保持T-pose静止，保存此状态下的四元数qE0，对后续肘关节E的每个姿态，其旋转四元数 需要乘上qE0-1，以消除初始位置误差带来的模型偏差，平移坐标计算公式如下：pSE′＝(qE0)-1qEipSE(qEi)-1qE0      (3)肘关节坐标系E下的腕关节坐标系W的平移旋转变换：同肘关节类似，得到腕关节坐标系W相对于肩关节坐标系S下的旋转变换如下:引入一个辅助坐标系A,相当于将肩关节坐标系S平移到肘关节坐标系E处，得到：可以计算出腕关节坐标系W相对于辅助坐标系A的平移变换如下：

-1 -1

pAW′＝(qW0) qWipAW(qWi) qW0      (6)于是，根据各九轴惯性传感器的四元数信息，以及已知估计的人体各骨骼长度信息，可由上述两两坐标系间的变换关系。