基于mems慣性傳感器的多功能體感輸入系統(tǒng)研究

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1、西南科技大學(xué)工程碩ｄｔ專業(yè)學(xué)位論文基于ＭＥＭＳ慣性傳感器的多功能體感輸入系統(tǒng)研究程錦發(fā)作者嫂名信息工程學(xué)院所在學(xué)院控制１程專業(yè)／領(lǐng)城韓賓副研究員學(xué)校導(dǎo)師棱外導(dǎo)師平超高級王程師論文完成日期２０１６年主月日獨創(chuàng)性聲明Ｖ個人巧話師巧凈Ｔ（或巧個人．．．．．．）進行的研巧本人盧Ｗ所．交的論文妊我。盡化所知，論工作巧取巧的研巧成果，餘Ｔ文中特別加Ｗ標注和致謝的地方外文中不包含巧他人己絲發(fā)表或撰與過的研巧成巧，也不包含為獲巧西南科技大學(xué)一或巧它教巧機構(gòu)的學(xué)

2、化或證書而化川過的材料。與我同工作的同志對本研究所做的任何賀獻均。化論文中作了明晌的說明井表示了謝窓。’＂：簽名：賽；右＂期為三朵串寺關(guān)于論文使用和授權(quán)的說明本人完全了解巧南科技乂學(xué)巧關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)巧，即；學(xué)校巧權(quán)保酌學(xué)位論義的復(fù)印件，允許設(shè)論文被誼Ｉ姑和化閱；學(xué)?？汕泄荚撜撐牡牧畈浚崳?？或部分內(nèi)容，巧Ｗ采用影印、縮印或其他狂剌于段保存論文。（保密的學(xué)位論義在解密后應(yīng)遵守此規(guī)巧）—簽名別巾簽－日期；ClassifiedIndex:TP334.2U.D.C:621.

3、3SouthWestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisTheStudyofMulti-functionSomatosensoryInputSystemBasedonMEMSInertialSensorsGrade:2013Candidate:ChengJinfaAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpecialty:ControlEngineeringSupervisor:HanBinMay.25th,2016西南科技

4、大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁摘要現(xiàn)如今，隨著Kinect、Xbox、PS3等體感游戲設(shè)備的興起，體感輸入設(shè)備在多媒體場合的應(yīng)用越來越廣泛。體感輸入設(shè)備相比于傳統(tǒng)輸入設(shè)備，具有操作方便、使用簡單、不依賴于平面等眾多優(yōu)點。然而，市面上常見的體感輸入設(shè)備設(shè)計復(fù)雜、功能單一、價格昂貴。鑒于MEMS慣性傳感器在智能電子系統(tǒng)領(lǐng)域的廣泛使用，將微加速度芯片應(yīng)用于計算機輸入設(shè)備，勢必會克服傳統(tǒng)輸入設(shè)備依賴于平面及操作不舒適等缺點，并且為設(shè)備多功能的實現(xiàn)帶來可能。所以，本文提出一種基于MEMS加速度傳感器的多功能體感輸入系統(tǒng)。

5、本設(shè)計采用單個加速度傳感器感應(yīng)手掌在空間各個軸向上的靜態(tài)和動態(tài)加速度大小，將加速度信號處理轉(zhuǎn)換成手掌的傾角姿態(tài)、轉(zhuǎn)動角速度、位移等運動參數(shù)，并且采用基于低功耗藍牙(BLE4.0)設(shè)計技術(shù)的TICC2540藍牙片上系統(tǒng)(SOC)芯片實現(xiàn)設(shè)備與計算機間的無線數(shù)據(jù)傳輸。同時，根據(jù)用戶選擇的設(shè)備功能模式動態(tài)調(diào)用相應(yīng)的控制算法對手勢運動進行分析處理，實現(xiàn)鼠標、四向滾輪、手柄等常見計算機外設(shè)輸入功能。系統(tǒng)硬件設(shè)計上主要由MMA7361加速度感測電路、CC2540藍牙控制電路、按鍵電路以及電源等組成。加速度信號的采樣、轉(zhuǎn)換

6、、編碼及發(fā)送這一系列的處理均由CC2540芯片編程完成，所以只需很少一部分的外圍器件，這樣便減小了電路噪音干擾和硬件成本。此外，文章提出硬件功能軟件化的設(shè)計理念，基于NILabVIEW圖形化編程平臺設(shè)計并實現(xiàn)鼠標、滾輪、手柄等不同外設(shè)的控制功能，開發(fā)了一套具備人機交互功能的體感輸入軟件程序，拓寬了軟件應(yīng)用前景。測試結(jié)果表明該輸入系統(tǒng)在300cm距離內(nèi)報告率高達125Hz，能順利反映用戶操作意圖，具有操作簡便、工作穩(wěn)定、定位精準等優(yōu)點，特別適合會議、教室、展廳等場合。關(guān)鍵詞：微機電系統(tǒng)虛擬儀器人機交互體感技術(shù)輸

7、入設(shè)備西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁AbstractNowadays,astheriseofgamingdevicessuchasKinect,Xbox,PS3,somatosensoryinputdevicesarewidelyusedinmultimedia.Comparedtotraditionalinputdevices,itiseasytooperate,simpletouse,doesnotdependontheplaneandmanyotheradvantages.However,the

8、commonsomatosensoryinputdevicesonthemarkethavemanydisadvantages,suchascomplexdesign,singlefunction,highpriceandsoon.InviewoftheMEMSinertialsensorswidelyusedinthefieldofintelligentelectronicsystems,them