本文選題：無線空中鼠標(biāo) + MEMS�。� 參考：《華僑大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：作為最重要的人機(jī)交互設(shè)備之一，鼠標(biāo)以其快捷、準(zhǔn)確、直觀的屏幕定位和控制能力，方便了用戶與計(jì)算機(jī)之間的交互，增強(qiáng)了系統(tǒng)的功能。其中，鼠標(biāo)的定位方式和精度是輸入設(shè)備的重要參數(shù)，它的定位方法、精確度與所采用測量系統(tǒng)的性能和組合方式密切相關(guān)，也直接影響著用戶的操控體驗(yàn)。 隨著微處理器和MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)：Micro-Electro-Mechanical-System）技術(shù)的快速發(fā)展，采用加速度傳感器、陀螺儀、磁阻傳感器、RF射頻模塊和微處理器構(gòu)成的無線空中鼠標(biāo)系統(tǒng)，已經(jīng)成為繼光電鼠標(biāo)之后的新一代鼠標(biāo)發(fā)展的趨勢。作為一種新的輸入設(shè)備，無線空中鼠標(biāo)不需要借助任何平面，，就可以直接在空間中實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的功能。 本文的主要任務(wù)是研究并設(shè)計(jì)一款基于MEMS技術(shù)的無線空中鼠標(biāo)，實(shí)現(xiàn)無線空中鼠標(biāo)的小型智能化、低成本，并具有高定位精度和平滑性。 本文對單軸組合和雙軸無線空中鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)和定位方式進(jìn)行了電路設(shè)計(jì)和算法上的較大改進(jìn)，提出了一種基于三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸磁阻傳感器信息融合的無線空中鼠標(biāo)設(shè)計(jì)方案并實(shí)現(xiàn)。通過采用加速度傳感器、陀螺儀、磁阻傳感器、STM32微處理器、無線收發(fā)模塊、單片機(jī)和USB接口來構(gòu)建整個無線空中鼠標(biāo)系統(tǒng)。在系統(tǒng)算法中，利用加速度傳感器和磁阻傳感器的靜態(tài)特性和長時間穩(wěn)定性補(bǔ)償陀螺儀的誤差，使系統(tǒng)誤差迅速收斂，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，其中加速度傳感器主要補(bǔ)償俯仰角和橫滾角的誤差，磁阻傳感器主要補(bǔ)償航向角的誤差。該系統(tǒng)從各個器件的選型到軟件設(shè)計(jì)均充分考慮到鼠標(biāo)易操作、高精度和高平滑性的問題，在保證鼠標(biāo)小體積、低成本和實(shí)時性的前提下，實(shí)現(xiàn)了鼠標(biāo)系統(tǒng)從運(yùn)動數(shù)據(jù)的采集、處理、解算、映射、編碼、無線收發(fā)和控制電腦整個鼠標(biāo)工作過程。 仿真數(shù)據(jù)和對比測試結(jié)果都表明：本文中提出的多傳感器信息融合算法、光標(biāo)映射編碼等方法是有效的，而且基于這些算法設(shè)計(jì)的三軸無線空中鼠標(biāo)具有較高的定位精度和平滑性。
[Abstract]:As one of the most important human-computer interactive devices, the mouse has the ability of quick, accurate and intuitive screen positioning and control, which facilitates the interaction between users and computers and enhances the functions of the system. Among them, the positioning mode and precision of mouse are important parameters of input equipment. Its positioning method and accuracy are closely related to the performance and combination of the measurement system used, and also directly affect the user's control experience. With the rapid development of microprocessor and MEMS (micro electromechanical system) technology, the wireless aerial mouse system is composed of acceleration sensor, gyroscope, magnetoresistive sensor, RF RF module and microprocessor. It has become the development trend of the new generation mouse after the photoelectric mouse. As a new input device, wireless aerial mouse can realize the function of mouse directly in space without any plane. The main task of this paper is to study and design a wireless aerial mouse based on MEMS technology, which can realize the small intelligence, low cost, high positioning accuracy and smoothness of wireless aerial mouse. In this paper, the circuit design and algorithm of uniaxial combination and biaxial wireless aerial mouse are improved greatly, and a novel three-axis gyroscope is proposed. Design and implementation of wireless aerial mouse for information fusion of three axis acceleration sensor and three axis magnetoresistive sensor. The whole wireless aerial mouse system is constructed by using acceleration sensor, gyroscope, magnetoresistive sensor STM32 microprocessor, wireless transceiver module, single chip microcomputer and USB interface. In the system algorithm, the static characteristics of acceleration sensor and magnetoresistive sensor and the long-time stability compensation gyroscope error are used to make the system error converge rapidly and realize the stable operation of the system. The acceleration sensor mainly compensates the error of pitch angle and roll angle, and the magnetoresistive sensor mainly compensates the error of heading angle. In this system, the problems of easy mouse operation, high precision and high smoothness are fully taken into account in the selection of each device and the software design. On the premise of ensuring the small volume, low cost and real time of mouse, the system realizes the collection of moving data from the mouse system. Processing, solving, mapping, coding, wireless transceiver and control of the computer's entire mouse working process. Simulation data and comparative test results show that the proposed multi-sensor information fusion algorithm, cursor mapping coding and other methods are effective. Moreover, the three-axis wireless air mouse designed based on these algorithms has high positioning accuracy and smoothness.
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP334.2

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