基于互补滤波算法的体感鼠标研究与实现

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于互补滤波算法的体感鼠标研究与实现　　摘要：建立体感鼠标的空间坐标系模型，利用STM32微处理器采集六轴微惯性传感器MPU6050和地磁计HMC5883L数据，进行数据融合和互补滤波，实时检测人体手指的姿态变化。将数据无线传输到电脑接收端对应鼠标光标的位移变化，实现了人只需要轻轻挥动手指就可控制鼠标光标的移动、单双击和滚轮等操作。设计了锂电池充放电电路，

2、增加了鼠标续航时间。　　关键词：体感；姿态解算；互补滤波；MPU6050；HMC5883L；STM32　　DOIDOI：/　　中图分类号：TP319　　文献标识码：A文章编号文章编号：1672--0116-06　　Abstract：Basedontheestablishmentofthespatialcoordinatesystemmodelofhumanarm，thisdesignusesSTM32microprocessortocollectthedataofsixaxismicroinertialsensorMPU6050a

3、ndmagnetometerHMC5883L，thenusesdatafusionandcomplementaryfilteringalgorithmtodetecttheposturechangeofhumanfinger.Finally，themousesendsdatatoareceiverthroughthewirelessnetwork，为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。

4、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。andcorrespondstothedisplacementofthemousecursor.thiskindofmouserealizethatpeopleonlyneedtogentlywavingfingerstocontrolthemovementofthemousecursor，doubleclickandscrolloperation，and

5、usesforalongtimewiththelithiumbatterycharginganddischargingcircuitdesign.　　KeyWords：Somatosensory；attitudesolution；complementaryfilter；MPU6050；HMC5883L；STM32　　0引言　　人们通常使用的是PS/2接口或USB通过接口的有线光电鼠标，这种鼠标底部光电传感器检测鼠标在平面上的位移变化，但受到鼠标线的限制，使用空间范围有限。随着无线电子技术的发展，基于的射频或蓝牙通讯的无线鼠标使用越

6、来越多。这些无线鼠标虽然摆脱了有线的束缚，但大多数还是属于光电式的，在使用过程中需要平坦不透明的平面，使用体验并不是很理想。本文设计了基于人体姿态实时检测的体感鼠标，利用手指的移动控制鼠标光标移动，更加方便和智能。　　1体感鼠标模型为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点

7、管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　实现手指姿态角度的变化对应电脑鼠标光标的位移变化，建立合适的姿态坐标系模型很重要。图1为人的手臂结构图形，为便于理论分析，以手肘关节为原点，构建空间直角坐标系，其中上臂作为Z轴，下臂作为Y轴，垂直纸面的方向作为X轴。　　通过手臂控制体感鼠标，在竖直平面内的水平方向-60°～+60°和竖直方向-70°～+70°范围内，对应电脑屏幕光标的移动。　　坐标系与姿态角　　在姿态检测和惯性导航领域，检测物体的位移或姿态需要先建立相应的坐标系，通常以惯性坐标系作为基准坐标系，此外还

8、有地球坐标系、载体坐标系和地理坐标系，其它坐标系可由惯性坐标系变换而来，下面介绍常用坐标系[2]及其方向定义。　　惯性坐标系。惯性坐标系以地心作为坐标原点，Zi轴指向地球北极方向，Xi与Yi轴在赤道平面成90°角，Zi与Xi、Yi构成右手坐标系，简