人体肢体运动的动态检测和模拟具有极大的应用价值和非常重要的意义,在临床诊断、运动捕捉、人机工程、康复工程、仿生学等领域有着广泛的使用。本论文介绍了一种采用MEMS传感器(加速度计和磁强计)集成制作的微型检测装置。人体运动姿态检测方式大致有四种,如红外检测、数据衣与数据手套、电子摄像和惯性测量传感器等。本文根据我国现阶段和近年来医学信息化发展的趋势和需求,研究设计脑性瘫痪运动功能数字化诊疗系统,实现对患儿运动功能检测数据的一致性、稳定性和脑瘫运动功能诊断的参数定量化描述,解决肢体运动姿态的定量描述方法,为小儿脑瘫的临床诊断和康复治疗提供数字化、智能化的手段。本文对基于MEMS传感器的姿态测量系统进行了原理性描述,详细分析设计了多MEMS传感器组合系统对运动姿态的检测,通过加速度传感器检测得到数据计算位移,磁强计检测得到的数据计算与地磁场的角度,再根据建立的三自由度肢体简化数学模型计算相邻关节的相对角度。针对磁强计不正交、灵敏度不一致和零点飘移造成的误差,采用最大误差值补偿方法,减小误差影响。针对加速度计固定偏差和随机误差造成的偏差进行分析,采用软件修正和随机误差模型修正方法,减小误差影响。论文详细地分析了肢体运动方式,给出常用的人体模型优缺点与刚体姿态描述方法,建立了运动姿态模型和人体上肢三自由度简化模型,并详细推导了肢体角度计算公式。完成了系统总体设计,给出了系统结构图、硬件平台原理图和部分关键的软件程序代码。使用MATLAB工具箱中的V_Realm Builder工具开发出虚拟人体上肢运动的仿真环境,通过可视化实现在线检测运动姿态数据的离线仿真分析。实验证明,该装置能够动态检测肢体的运动姿态信息,并可快速的在虚拟环境下进行体态模拟。本文所做的研究探索了目前关注的肢体姿态测量的新方法、新思路,为该系统能够更好的在实践中得到应用提供了理论和实际的依据。