三轴加速度传感器应用创新.ppt

三轴加速度传感器应用的创新 杨浦高级中学 刘思航 辅导老师 杨顾新（杨高） 有没有想过不用鼠标就能在讲台上演示幻灯片？ 有没有想过射击类游戏可以摆脱鼠标的局限？ 有没有想过一部手机能完成鼠标的所有任务？ 加速度传感器的原理 加速度传感器采集加速度数值是通过多晶硅半导体制成的电容及两个电容之间一个类似极板的结构实现的。当有加速度时，利用极板偏离静止位置的距离来测量加速度数值。 利用多个电容能够实现各个方向的加速度数值的测算。通过对这些数值的计算就能实现各种相关的操作。 当前加速度传感器的应用情况 目前手机和MP4等平台普遍使用三轴加速度传感器。加速度传感器目前往往用于重力感应游戏（如重力球、赛车）和手机横屏操作。 目前加速度传感器应用的局限 目前加速度传感器大多利用两个轴（即一个平面上）的数值进行运算，达到如浏览网页时上下移动、玩赛车游戏、重力球游戏等应用。 加速度传感器只能捕捉一个动作而不能实现轨迹计算。 本课题的创新点 通过实验来研究加速度传感器的采样特点。 解决轨迹计算问题。 充分利用三个方向的加速度数值。 实 验 材 料 器材：自制的mma7455L加速度传感器模块、 电容 、L7805稳压芯片、STC11F系列单片机、蓝牙模块。 软件：comport串口助手 VisualBasic6.0 自制的加速度传感器实验模块（成品）10×8×6cm 自制的供电模块 加 速 度 传 感 器 特 点 的 研 究 数 据 说 明 水平静止状态的数值：T000300130078^（误差±1） 一、单一方向上的实验 T000300130078^（静止） T102210220079S（移动） T100000130081_ （复位） 这3 个字符串表示一个向右的动作。 可发现X轴数据明显减小（由0003 到1022 视为减小，下同），而其他的轴未明显变化。 通过对其他方向的研究，发现：在平面能移动时，只有运动方向上的数值会有明显变化，而其他方向上的数值无明显变化。 二、平面上的动作模拟 以下字符串表示一个向Y轴负方向与X轴正方向的倾斜动作(空格为了便于观察) T0006 1015 0081^ T0008 1012 0082T T1017 1004 0080^ T0997 0996 0065V T0996 0991 0063V 在visual basic中设置了左右动作的最大值和最小值：（根据a b的值来做出左右） If x 25 And x 500 Then a = 1 右 If x 1022 And x 600 Then a = -1 左 If y 10 And y 500 Then b = 2 上 If y 1010 And y 500 Then b = -2 ‘下 由以上语句和timer中的执行语句可实现重力感应。 由于蓝牙设备的传输速率限制，每秒只能读取一个字符串，因此操作有一定困难。操控对象移动有些缓慢。但在理论上实现了重力操控。 三、加速度传感器结构对数据的影响 以下是一个向左的动作： T000310130080\（静止） T005710170083Z（左移） T093500520060Z（停止移动） T000410030078]（恢复静止） 手握方式调查 目前利用两个轴的加速度进行鼠标操纵已能很好的实现，为什么还要使用新的计算方式呢？ 以下为各种操控方式满意情况的同学调查结果表： 实 验 总 结 综合上述实验，可以证明：利用加速度传感器，将本研究所总结的加速度传感器的算法应用于手机模拟鼠标，可取代鼠标、遥控器、游戏手柄等工具。与目前的加速度传感器鼠标相比，具有操控性好和兼容性好的优势。 创 新 的 应 用 智能手机上普遍采用的是和本研究所用的传感器类似的三轴加速度传感器，所以数据输出的特点相同。实验的结论可应用于手机软件的开发，实现手机代替鼠标。 谢 谢！ * 将加速度传感器作为鼠标的应用难以完美地实现，存在使用不便的问题。 蓝牙接收器 X轴加速度 Y轴加速度 Z轴加速度 *注：所有的数据各位数的意义均如上图所示 由数据可看出XYZ 三轴数值均减小.，其他方向以此类推。 由数据可知在突然移动时，数据发生正方向变化，即与运动方向相同的方向变化，停止时会发生反方向变化。这样可以找出运动的时间节点，并且计算