高精度高靈敏體感空中鼠標的發射端設計*

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(大連東軟信息學院 電子工程系，大連 116000)

引 言

體感技術[1-2]可以使人們很直接地使用肢體動作，身臨其境地與周邊的裝置或環境互動，而無需使用任何復雜的控制設備，為生活工作帶來新的體驗和方便。近年來，體感技術已經應用到了3D虛擬現實、體感游戲、運動監測、健康醫療照護等領域，具有一定的經濟和市場前景，因此無線體感設備也成為當下的熱點研究方向，如何實時并準確地捕捉用戶肢體動作是體感技術研究的重點和難點。

本文圍繞體感空中鼠標進行研究，具體介紹了發射端的設計與實現過程。發射端采集人體手部姿態數據，并利用無線通信及USB通信協議將偵測到的手部動作傳輸至個人電腦，實現鼠標的功能。通過機械制圖及3D打印機制作貼身的“手套式”外殼，徹底擺脫了鼠標必須在桌面上才能使用的操作模式。相比其他手部姿態解算方法，本文提出的方案精度更高、運算速度更快、運行更穩定、體感效果更好，這是本研究的創新之處。

1 體感空中鼠標整體設計方案

體感空中鼠標分為發射端和接收端兩個部分。發射端以STM32F103C8T6作為處理器芯片，采集MPU6050傳感器數據，完成手部姿態分析，通過nRF24L01無線模塊將數據發送到接收端。接收端由STM32F103ZET6處理器、USB轉換串口芯片及無線模塊組成，接收端處理器對收到的無線數據進行處理后，通過USB協議發送至電腦等智能終端，完成鼠標光標移動、線控按鍵點擊及滾輪等功能。整體結構框圖如圖1所示。……