姿态解算知识点3——空鼠原理和实现

最新推荐文章于 2021-07-05 16:49:43 发布

原创

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#算法 #动态规划

本文详细介绍了空鼠遥控器的工作原理，重点分析了鼠标在空中挥动时如何映射到电脑端鼠标的移动，包括运动模型的建立、灵敏度调节等关键技术点。

1.先看效果视频

空鼠捕鱼演示－逊玛特威空鼠遥控器

2.目标

空鼠向上下左右，0~360度挥动时，电脑端鼠标箭头也跟着移动。

3.鼠标运动模型的建立

鼠标在空中挥动模型可以这样定义，把三维空间模型简化为二维空间模型，我们可以把鼠标当做一个点，鼠标运动的空间当做一个XY二维坐标系，接下来我们只要分析这个点在XY坐标系下是怎么运动就可以了，鼠标在空间中运动模型如下图：

我们知道在二维平面中运动轨迹可

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空中鼠标算法原理讨论

weixin_34290390的博客

09-14

1995

空中鼠标是利用陀螺仪输出的数据，对屏幕上的光标进行控制的设备。原理看起来相对简单，但实现起来，也有不少需要解决的问题。本文是作者在之前开发时的总结。基本原理将空中鼠标的X轴(Pitch)角速度和Z轴(Yaw)映射到鼠标的移动速度上。因此抓握设备的方式就事先要确定，比如哪面朝前，哪面朝上。灵敏度也需要通过实验进行确定。如果能够获取屏幕的分辨率或者屏幕尺寸从而进行动态调...

姿态解算知识点4——挥动方向和大小

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05-06

1366

1.目标手势挥动的方向α，-180°~ 180° 挥动力度大小intensity，0~10 2.已知量欧拉角pitch，roll，yaw 地理坐标系的角速度 pitch_rate, roll_rate，yaw_rate 3.运动模型目标体在空中挥动模型可以这样定义，把三维空间模型简化为二维空间模型，我们可以把目标体当做一个点，运动的空间当做一个XY二维坐标系，接下来我们只要分析这个...

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空中鼠标的实现

07-12

简述了空中鼠标的开发历程，基本实现原理。

空中鼠标（源代码）

08-04

核心使用MPU6050加速度传感器，通过数据分析，处理，特征提取，让其变为一款空中鼠标

空鼠遥控器软件设计

weixin_42596565的博客

07-05

2382

空鼠遥控器的设计思路提示：这里可以添加系列文章的所有文章的目录，目录需要自己手动添加例如：第一章 Python 机器学习入门之pandas的使用提示：写完文章后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档文章目录空鼠遥控器的设计思路前言一、空鼠遥控器简介1.遥控器功能2.六轴陀螺仪二、姿态更新算法1.算法前的分析2.算法基础知识旋转矩阵基坐标变换三、总结2.读入数据总结前言提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启

体感空中鼠标制作全过程、源代码（arduino&ADXL345篇）-电路方案

04-22

制作体感空中鼠标准备如下: 一块arduino micro（必须是micro，mini nano都不行的哦，因为必须要用32U4的芯片才可以用Mouse函数）一块ADXL345传感器模块三个鼠标微动（我这是从我以前的坏鼠标拆的）一个鼠标滚轮（也是我拆的）一个电位器用于校准一些面板线和一块面包板，订书钉若干，皮筋胶条。。。或者用洞洞板自己焊，或者自己蚀刻电路，我这里就没弄因为我不会弄。短micro的引脚图 ADXL345传感器模块如下，ADXL345是一款小而薄的低功耗3轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g。数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI（3线或4线）或I2C数字接口访问。 ADXL345特点: 超低功耗:VS = 2.5 V时（典型值），测量模式下低至40 μA，待机模式下为0.1 μA 功耗随带宽自动按比例变化用户可选的分辨率 10位固定分辨率全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，±16g时达到最高分辨率13位（在所有g范围内保持4mg/LSB的比例系数）正在申请专利的嵌入式FIFO技术可最大程度地减少主机处理器的负荷单击/双击检测活动/非活动监控体感空中鼠标打游戏演示视频附件包含体感空中鼠标完整教程、源代码， ADXL345电路&数据手册

mpu6050 重力加速度_姿态解算进阶之加速度姿态解算

weixin_39842271的博客

11-28

1690

在姿态解算入门系列里 Sugar 以初中数学为基础展开了用加速度计的姿态解算方法。上一篇《姿态解算进阶之理解旋转矩阵(也称方向余弦矩阵)》进行了一次理论进阶。本篇 Sugar 用进阶的理论重写一下用加速度计做姿态解算的方法，然后与入门级算法对比一下结果有哪些改进。姿态角定义的悄然改变在《MPU6050 姿态解算系列一：加速度姿态解算》一文中 Sugar 有说明：1、横滚角 roll 指：...

姿态解算知识点1——四元数互补滤波求解欧拉角

software_public的博客

04-28

4308

1.目标求四元数q0、q1、q2、q3；求解飞行器、机器人的欧拉角pitch、roll、yaw； 2.算法总框图 3.模块解析 3.1 FIR滤波为了消除部分噪声，6轴原始数据先经过FIR滤波。 3.2 四元数互补滤波这里不对四元数相关模型和算法的推导讲解，直接粘贴代码： /******************************...

姿态解算知识点2——欧拉角微分方程求解角速度

software_public的博客

04-29

6559

1.目标地理坐标系的角速度 2.已知量机体坐标系的角速度 gyro_x, gyro_y,gyro_z; 欧拉角，pitch，roll，yaw，参考我的上一章节姿态解算知识点1——四元数互补滤波 3.算法总框图 4.数学模型和公式推导这里坐标系取东北天 ---右前上由以上求得地理坐标系的角速度为： 5.代码实现 6.数据曲线地理坐标...

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四元数AHRS姿态解算和IMU姿态解算分析.zip_AHRS_AHRS 四元数_ahrs姿态解算_bmi088姿态解算_姿态

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四元数AHRS姿态解算和IMU姿态解算分析

开源我制作的空中鼠标（MPU6050+NRF24l01+stm32）-电路方案

04-22

参考正点原子战舰开发板上的鼠标例程，我也做了一个空中鼠标，其实只是将他的有线鼠标改造成无线的。鼠标由发射板和接收板组成，发射板主要包括stm32，MPU6050，NRF24l01，相信我不用说明大家都知道他们分别是干什么的了吧。接收板主要包括stm32和NRF24l01，接收板通过USB接口和电脑连接，USB驱动是STM32的官方例程。另外，cpu使用的是stm32f103c8t6 这个芯片有两个优点，一个是小，另外一个是便宜，统计下来做一个鼠标刨去PCB的成本，大概60元左右。这个空中飞鼠的原理大概讲一下，就是读取MPU6050中X和Z轴上的角速度值，然后通过NRF24l01发送给接收板，接收板通过NRF24l01接收到数据后，通过stm32内部自带的USB模块将数据发送给电脑，而USB部分的东西基本不用去深入研究，使用的时候只要知道那个鼠标数据的接口函数就可以了。 https://v.youku.com/v_show/id_XNzc1MzQ1ODg0.html 视频中只有发射板，我将发射板做成跟18650电池大小差不多，这样就直接可以放到移动电源里了，这样移动电源就不仅可以充电，还可以当鼠标使用。怎么样实际的使用效果还可以吧？下面是空中鼠标的图片细节。这是发射板的PCB，MPU6050和NRF24l01都是直接使用的现成模块，方便了焊接并且提高了制作成功率。这是装好后的实物图，也许你会奇怪后面为什么要用那么长的两个按键？这是因为我要把板子放到移动电源的电池仓内，所以需要很长的按键，我也懒得再去研究怎么装按键会更好看，所以就用了这种懒办法。这是接收板的PCB板和实物图，电路其实很简单，我做了两点优化，一个是双USB接口，这样不仅可以直接插到电脑上，而且可以在调试程序的时候使用USB线来连接，另一个是将IO口全部引出，这样接收板还可以当做开发板使用，对于我这种电子爱好屌丝来说无疑是一个很省成本的方案。上图是发射板放在移动电源中，移动电源最好选用内部是18650的，这样方便改造。只要将线连接好，将板子固定住，在盖子上打好洞就行，我用的LDO是一个低压差的，座椅无论你使用移动电源出来的5V或者直接连接18650都是可以正常工作的。最后，附上原理图和程序，没有太多注释，因为程序我自己写的部分很简单，其他部分都是官方或者战舰开发板上现成的例程，现在我的程序，除了控制方向，鼠标左右键外，还增加了两个按键同时按下开启滚轮功能，期望有人能在我的基础上继续优化程序，因为我对算法这边实在了解的不多。

空中鼠标自由掌握陀螺仪加速度传感器

06-07

空中鼠标设计的介绍 6轴方案 G_SENSOR GYRO

无线键鼠蓝牙飞鼠空中飞鼠基于 Kinetis Cortex-M0+ MCU设计（源码开源）-电路方案

04-22

应用介绍: 蓝牙无线空中键鼠，能够同时实现传统的键盘和鼠标双功能。它的空中使用功能，可以将你从电脑、电视旁边彻底解放出来，只需要通过在空中挥动RC16空鼠，就迅速响应转换成在屏幕上的光标移动，使用3D陀螺仪完美结合，用户可以以360度随意精准操作。手持操作手感舒适、方便，完全避免了传统鼠标需要以静止的桌面为参照物操作或红外遥控器按键操作的弊端，让您躺着玩电脑、电视都不累，轻松休闲，完全 “掌”控你的电脑、电视娱乐原理介绍: 飞思卡尔蓝牙飞鼠以Kinetis KL16单片机、加速度计、陀螺仪和电子罗盘为基础，并通过蓝牙与目标主机通信。使用了蓝牙 HID/HFP/SSP配置文件，并可以将鼠标和键盘的输入数据和传感器数据发送至目标主机。它的关键特性如下: 6自由度/ 9自由度的鼠标和QWERTY键盘操纵杆和6/9轴运动游戏蓝牙连接: HID / HFP / SSP 红外遥控，自学习麦克风输入，头戴式耳机，语音识别指纹，身份认证支持近场通信，快速蓝牙连接无线充电（电路板上线圈为无线充电接收线圈）飞思卡尔蓝牙飞鼠主要器件清单: 飞思卡尔 Kinetis MKL16Z256VLH4（MKL16Z256VLH4数据手册）(256KB FLASH / 32K RAM)（主控芯片）飞思卡尔 MAG3110FCR2（MAG3110FCR2数据手册）（电子罗盘）飞思卡尔 MMA8563FCR1（加速度计）飞思卡尔 FXAS21000CQR1（FXAS21000CQR1数据手册）（陀螺仪） RDA5876A（RDA5876A数据手册）,Compliant with Bluetooth 2.1 + EDR specification（蓝牙模块）硬件系统框图: 软件架构: 附件内容包括: 源代码飞思卡尔蓝牙飞鼠参考设计论文 bootloader工具软件以及CodeWarrior工程等内容你可能感兴趣的项目设计: “空中鼠标”一款不用放在鼠标垫上的鼠标

电子-ALIENTEKMINISTM32实验空鼠实验.rar

09-05

电子-ALIENTEKMINISTM32实验空鼠实验.rar,单片机/嵌入式STM32-F0/F1/F2

基于STM32实现最简单空中鼠标电路设计原理图+PCB资料-电路方案

04-20

空中鼠标硬件由两个部分组成，鼠标端（发射板）和USB端（接收板）。 ◆ 发射板主要器件是STM32、MPU6050、NR24L01。MPU6050感知人手的动作（X、Y、Z轴上的角速度值），并将测得的数据通过I2C数据接口传输给STM32。STM32内部自带12位ADC对数据做转换，并且通过NRF24L01无线传输给USB端。 ◆ 接收板是模拟的HID鼠标和键盘即插即用，通过USB接口和电脑连接。USB端同样有一颗NRF24L01芯片接收发射板传输过来的数据，通过SPI接口传输给STM32。作为电脑的输入设备，空中鼠标可以像传统鼠标一样操作屏幕，仅需要在空中晃动或者移动就可以实现鼠标的操作和翻页等功能。

做无线语音空鼠项目。

righthe的博客

02-07

930

语音空鼠涉及到6轴传感器的算法。音频压缩编码传输算法，2.4G/蓝牙协议定制。空中数据率1M， ADPCM 处理音频。6轴采用精简卡尔曼滤波算法。姿态跟随与精度处理是关键技术。 ...

使用加速度计DIY自制基于Arduino手势控制的空中鼠标

佐佐沐

11-16

2328

曾经想知道我们的世界是如何走向沉浸式现实的。我们不断寻找与周围环境互动的新方式和方法，使用虚拟现实、混合现实、增强现实等。每天都有新设备通过这些快速技术推出，以通过他们的新互动技术给我们留下深刻印象。这些沉浸式技术用于游戏、互动活动、娱乐和许多其他应用。在本篇文章中，我们将了解这种交互式方法，它为您提供了一种与系统交互的新方法，而不是使用无聊的鼠标。我们的游戏爱好者必须知道，几年前任天堂游戏公司...

四元数

庾信平生最萧瑟

11-30

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四元数 1、关于四元数（摘自百度百科）定义四元数是简单的超复数。复数是由实数加上虚数单位 i 组成，其中i^2 = -1。相似地，四元数都是由实数加上三个虚数单位 i、j、k 组成，而且它们有如下的关系： i^2 = j^2 = k^2 = -1， i^0 = j^0 = k^0 = 1 , 每个四元数都是 1、i、j 和 k 的线性组合，即是四元数一般可表示为a + bi+ cj ...

mpu6050 重力加速度_MPU6050姿态解算方式1-DMP

weixin_39658318的博客

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MPU6050的姿态解算方法有多种，包括硬件方式的DMP解算，软件方式的欧拉角与旋转矩阵解算，软件方式的轴角法与四元数解算。本篇先介绍最易操作的DMP方式。MPU6050基本功能3轴陀螺仪陀螺仪，测量的是绕xyz轴转动的角速度，对角速度积分可以得到角度。3轴加速度计加速度计，测量的是xyz方向受到的加速度。在静止时，测量到的是重力加速度，因此当物体倾斜时，根据重力的分力可以粗略的计算角度。在运动时...