针对现有体感空中鼠标姿态解算精度不够高和响应不够快的问题,设计了高精度灵敏便携式体感空中鼠标发射端。采用STM32处理器实时采集传感器数据。采用传感器内部集成的数字运动处理单元(Digital Motion Processing,DMP)获得四元数,再通过数学公式运算得到欧拉角,之后使用互补滤波校正算法解算出人体手部姿态。采用无线模块将数据发送至接至PC机接收端,与电脑进行交互,实现体感鼠标功能。最后通过实验验证方案的有效性和可靠性,实验结果表明,相比欧拉角法和方向余弦法,该方案提出的基于四元数法并加入校正算法的姿态解算方法具有计算量小、运算速度快及精度高的特点。 轻便的效果。ＳＴＭ３２芯片的封装为ＱＦＰ方型扁平式封装；ＭＰＵ６０５０为ＱＦＮ封装，尺寸为４ｍｍ×４ｍｍ×０．９ｍｍ，使得发射端的体积大大减小；选用工业级小型模块尺寸为１９ｍｍ×１２ｍｍ，插入电路板表面，该模块功耗低，鼠标的发射端设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机等待模式电流仅为２２μＡ，有效传输距离达１０ｍ。由于选择的芯片功耗低，电路板的供电电池选择小型锂电池胶装至板背面，可以反复充电使用。经过ＰＣＢ布局和布线，发射端的电路板尺寸仅为３５ｍｍ×３５ｍｍ，其３Ｄ视图如图３所示。４发射端软件设计发射端的软件设计主要是实现ＭＰＵ６０５０传感器数据采集处理和无线数据发送功能两部分。本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name使用软件Ｉ２Ｃ通信方式对ＳＴＭ３２进行编程，实现对传感器ＭＰＵ６０５０的寄存器配置和读取数据。将ＭＰＵ６０５０的量程配置成±收发模式和直接收发模式两种。ｎ工作模式由Ｐ引脚决定，通过编程设置上述引脚值确定工作模式。本设计只使Ｍ收发模式进行数据的传输。收发模式下，自动处理字头和ＣＲＣ校验码。当接收数据时，自动把字头和ＣＲＣ校验码移去。当发送数据时，自动加上字头和ＣＲＣ校验码，当发送过程完成后，微处理器通过读取相关数据引脚值获得数据发射完毕信号。无线模块发送数据程序流程如图５所示。图５无线模块发送数据程序流程图５功能验证实验为了验证体感空中鼠标的功能，设计了功能验证实验。实验过程如下：①将发射端戴在手上随机运动，发射端会将空中鼠标的运动数据通过无线通信发送至接收端。②接收端通过ＵＳＢ口连接ＰＣ机，打开串口，利用四轴上位机观察接收端接收到的数据波形，如图６所示。图６空中鼠标运动数据波形图③将每一次运动产生的陀螺仪ｘ，ｙ，ｚ轴的数据波峰或波谷值，填入表１空中鼠标接收端运动数据表。图６中的三条波形曲线的纵坐标显示了陀螺仪ｘ、ｙ、ｚ轴的读数，定义为ＧＹＲＯｘ、ＧＹＲＯｙ、ＧＹＲＯｚ，横坐标代表采集的第几个数据；波形显示了发射端的每次运动产生的数据变化。④同时，在保证陀螺仪数据稳定不变的情况下，通过上位机的“飞控状态”实时观察鼠标的空间运动３Ｄ模型图，并每隔１分钟测量一次欧拉角数值，测量１０次，填入表１中。然后进行下一轮实验，改变陀螺仪位置，直至稳定后，记录陀螺仪ｘ、ｙ、ｚ轴数值，再次每隔１分钟测量欧拉角值鼠标的发射端设计-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name