摘要随着芯片技术的微型化以及超低功耗单片机的发展，基于惯性传感器的人体姿态测量技术引起了越来越多的研究者的关注。在运动物体的关键部位设置惯性传感器，进而通过捕捉传感器位置，再经过计算机处理来获得三维空间坐标的数据。80187

本系统采用MSP430F5310单片机作为微处理器， MEMS传感器则采用MPU9150，其三轴正交的陀螺仪、加速度计组成惯性测量单元分别感应x轴、y轴、z轴的角速度与重力加速度,由三轴正交的磁力计感应地磁场分量,构成组合姿态测量系统，本文结合了倾角传感器的硬件模块的设计，同时包含了模块的驱动程序设计，最终得到一套较为完整的倾角传感系统。

    姿态测量技术实现了动作的数字化，提供了新的人机交互手段，能被广泛应用于虚拟现实系统、机器人遥控、互动式游戏以及体育训练等领域。

毕业论文关键词  MPU9150   MEMS器件   欧拉角与四元数

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毕业设计说明书外文摘要

Title      The Design of Inclination angle sensor based on MEMS     

Abstract

  With the vast development of the MEMS system and the mast usage of the low power consumption single chips, the research of the inclination angle sensor based on inertial sensors becoming much more heated 。 We set the inertial sensors to the key parts of the moving objects, then catch the capture position through the sensor and then obtain the three-dimensional coordinate data on the computer。

  The system uses MSP430F5310 MCU as its microprocessor, the MPU9150 is used as the MEMS partial, three-axis orthogonal gyroscopes, acceleration meter form inertial measurement unit are respectively induced x axis, Y axis and Z axis angular velocity and acceleration of gravity, by the three orthogonal axes of the induction magnetometer magnetic field component, constitute integrated attitude measurement system。

  Inclination technology can provide the motion movement using a much more data based way, provides a new means of human-computer interaction, is widely used in the fields like augmented reality system, virtual reality system, and interactive games 。

Keywords  MP9150   MEMS device   the attitude angle and quaternion

目   次

1  绪论 1

     1。1  倾角传感系统的研究背景和意义  1

     1。2  倾角传感系统的研究现状和发展趋势 2

     1。3  本文研究内容和组织结构 4

2  倾角传感系统的工作原理 5

     2。1  倾角传感系统概述  6

     2。2  常用坐标系  7

     2。3  倾角传感系统的坐标变换 8

     2。4  常用的几种姿态算法 10

     2。5  本章小结  11

3  倾角传感系统的硬件设计 12

     3。1  倾角传感器模块设计 12

     3。2  微处理器模块设计 15

     3。3  数据采集模块设计  16

     3。4  无线通信模块设计  19

     3。5  电源模块设计  20

     3。6  电池充电模块设计  21

     3。7  本章小结  21