一种微惯性跟踪设备的研制

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1、分类号密级UDC注1学位论文一种微惯性跟踪设备的研制（题名和副题名）邓慧敏（作者姓名）指导教师姓名康波副教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称模式识别与智能系统论文提交日期2009.04论文答辩日期2009.05学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2009年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

2、研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日

3、摘要摘要增强现实（AugmentedReality，简称AR）是在虚拟现实基础上发展起来的一门新的人机交互技术，通过跟踪用户在真实环境中所处的位置，将计算机生成的文本信息、图形图像或者视频等虚拟信息叠加在真实环境中，利用辅助的虚拟信息增强用户对真实场景的感知能力。从增强现实跟踪技术研究的现状和发展来看,以基于视觉为主的跟踪技术是一个主流方向。当目标或用户移动过快时,由于基于视觉跟踪技术的实时性较差,特别是基于标志物的跟踪，当标志物被遮挡时，无法实现跟踪，或者使跟踪不准确或者延时。而惯性跟踪具有高集成度、高实时性、无需参照物、

4、不易受环境因素干扰的优点，从而可以弥补这种缺陷。本文主要阐述了一种微惯性跟踪设备的研制，这是一种无线手持设备，该设备内部设有五个基本模块：由三轴加速度传感器组成的数据采集模块，由微处理器组成的数据处理模块，由无线收发芯片组成的数据发送模块，由按键组成的控制模块，以及一个电源模块。本文首先根据惯性跟踪设备的功能，给出了总体的设计要求和跟踪方案，之后围绕惯性跟踪设备的硬件结构，给出了电路设计的要求，对设备的各个硬件模块进行了详细的分析和设计，其中包括相关技术介绍，器件的选型，功能模块的分析，电路原理图和PCB的设计，以及相应功能

5、的程序设计和调试实验，通过建立数学模型，在Simulink下进行了位移的仿真。之后对接收电路部分进行了介绍和阐述，重点分析了USB接口的设计，包括对采用的单片机与USB连接的芯片，存储芯片以及电源转换芯片的描述，以及具体电路连接的设计。关键词：增强现实，惯性跟踪，加速度传感器，微处理器，数据处理IABSTRACTABSTRACTAugmentedReality(AR)isanewhuman-computerinteractiontechnology developedfromVirtualReality.AugmentedR

6、ealitysystemsaddvirtual computer-generatedmaterialtothesurroundingphysicalworldtoimprovetheperson's perception.FromthecurrentsituationandthedevelopmentoftheARtracking,the vision-basedtrackingisthemainstreamdirection.Whentheobjectorusermoving quickly,thereal-timeoft

7、hevision-basedtrackingispoor,especially,thetrackingcan’t berealizedwhenthemarkerhasbeensheltered.Theinertialtrackinghastheadvantages ofhighintegrationsensity,highreal-time,stablefunction,soitcanmakeupthedefects ofvision-basedtracking.Thedevelopmentofaninertialtrack

8、ingdeviceismainlyintroduced.Thisisa wirelesshand-holddevice,itincludesfivebasicmodules:thedataacquisitionmodule composedbythree–axisaccelerations