基于MEMS慣性傳感器的空中輸入筆研究.pdf

1、筆式交互技術(shù)是人們追求更加自然的交互方式的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的筆式輸入設(shè)備有手寫板和激光筆。激光筆功能簡單只能完成翻頁功能，手寫板價格昂貴而且攜帶不方便。本文研究并開發(fā)了一種基于MEMS慣性傳感器的空中輸入筆系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在三維空間中隨意輸入，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬鍵盤的字符輸入和畫線標(biāo)記功能。
　　系統(tǒng)包括含慣性傳感器的無線輸入筆、無線接收器和PC界面顯示程序。其中，無線輸入筆用于采集和處理加速度傳感器和陀螺儀數(shù)據(jù)，完成輸入筆的運(yùn)動信息估計后，

2、將估計結(jié)果發(fā)送給PC接收，PC將運(yùn)動信息在界面上進(jìn)行顯示。
　　基于慣性傳感器的運(yùn)動信息描述方法通常包括位移描述法和姿態(tài)描述法。考慮到輸入筆有限的計算資源以及本應(yīng)用中輸入操作以手腕和肘部轉(zhuǎn)動為主的特點(diǎn)，本文選擇以姿態(tài)角來對輸入筆的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行描述。根據(jù)輸入筆姿態(tài)角的變化以及人機(jī)輸入的距離估計出輸入筆的運(yùn)動弧線，進(jìn)而獲得屏幕上的光標(biāo)相對初始位置的位移。
　　針對加速度傳感器的檢測姿態(tài)角時出現(xiàn)的抖動高頻噪聲和陀螺儀檢測姿態(tài)角時出