一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块.pdf

1、10申请公布号CN104197937A43申请公布日20141210CN104197937A21申请号201410431586722申请日20140828G01C21/18200601G01C25/0020060171申请人东华大学地址201620上海市松江区松江新城人民北路2999号72发明人郑华科曹伟东龙恺沈冰赵鹏龚涛74专利代理机构上海泰能知识产权代理事务所31233代理人宋缨孙健54发明名称一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块57摘要本发明涉及一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块，包括电源管理芯片、微处理器、多轴陀螺仪加速度计和磁强计，所述电源管理芯片用于为微处理器

2、、多轴陀螺仪加速度计和磁强计进行供电；所述微处理器的输入端分别与多轴陀螺仪加速度计和磁强计的输出端相连，输出端与输出接口相连；所述多轴陀螺仪加速度计和磁强计用于获取原始姿态信息；所述微处理器对原始姿态信息进行滤波融合处理，得到姿态角信息。本发明具有自校准、高精度、连续性强的特点。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页10申请公布号CN104197937ACN104197937A1/1页21一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块，包括电源管理芯片、微处理器、多轴陀螺仪加速度计和磁强计，其特征在于，所述

3、电源管理芯片用于为微处理器、多轴陀螺仪加速度计和磁强计进行供电；所述微处理器的输入端分别与多轴陀螺仪加速度计和磁强计的输出端相连，输出端与输出接口相连；所述多轴陀螺仪加速度计和磁强计用于获取原始姿态信息；所述微处理器对原始姿态信息进行滤波融合处理，得到姿态角信息。2根据权利要求1所述的具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块，其特征在于，所述微处理器采用采用二阶滤波算法对采集的加速度计值进行初步的滤波处理，进而采用一阶滤波器对矢量化的磁强值进行处理，最后将处理完的加速度值和磁强值以及原始的陀螺仪值送入IMUAHRS捷联惯导滤波融合器得到姿态角信息。3根据权利要求1所述的具有自校准自适应的虚拟

4、现实设备姿态检测模块，其特征在于，所述电源管理芯片采用多重电源稳压芯片，利用低压差芯片为后续电路提供稳定的电压和充足的电流。4根据权利要求1所述的具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块，其特征在于，所述微处理器为ARM7微处理器，通过I2C方式与多轴陀螺仪加速度计和磁强计进行通讯获取数据。权利要求书CN104197937A1/2页3一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块技术领域0001本发明涉及虚拟现实设备技术领域，特别是涉及一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块。背景技术0002随着当今3D技术的不断发展，人们对于电影、游戏、娱乐的体验并不局限毫无立体感的2D平面，越来越

5、趋向于与现实相差不远的三维空间，如电影院基于偏振光的3D电影和具有感觉交互的4D电影、高端设备上的裸眼3D场景等。目前电脑上用得最多的3D体验主要来自于虚拟现实设备，虚拟现实设备中有两个主要技术，其中之一就是追踪跟随，而这一点就是由虚拟现实设备姿态检测模块实现的。但是，现在的虚拟现实设备姿态检测并不便捷，需要使用者使用前进行校准，使用过程中3D场景变换不连贯，体验感较差。发明内容0003本发明所要解决的技术问题是提供一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块，具有自校准、高精度、连续性强的特点。0004本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块

6、，包括电源管理芯片、微处理器、多轴陀螺仪加速度计和磁强计，所述电源管理芯片用于为微处理器、多轴陀螺仪加速度计和磁强计进行供电；所述微处理器的输入端分别与多轴陀螺仪加速度计和磁强计的输出端相连，输出端与输出接口相连；所述多轴陀螺仪加速度计和磁强计用于获取原始姿态信息；所述微处理器对原始姿态信息进行滤波融合处理，得到姿态角信息。0005所述微处理器采用采用二阶滤波算法对采集的加速度计值进行初步的滤波处理，进而采用一阶滤波器对矢量化的磁强值进行处理，最后将处理完的加速度值和磁强值以及原始的陀螺仪值送入IMUAHRS捷联惯导滤波融合器得到姿态角信息。0006所述电源管理芯片采用多重电源稳压芯片，利用低

7、压差芯片为后续电路提供稳定的电压和充足的电流。0007所述微处理器为ARM7微处理器，通过I2C方式与多轴陀螺仪加速度计和磁强计进行通讯获取数据。0008有益效果0009由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果本发明可以为虚拟现实设备提供自适应、高精度、强跟随性的姿态角，让虚拟现实设备的性能得到进一步的发挥。附图说明0010图1是本发明的结构示意图；0011图2是本发明中电源管理芯片的电路图；说明书CN104197937A2/2页40012图3是本发明中ARM7处理器通讯电路图；0013图4是本发明中三轴陀螺仪加速度计及磁强计检测电路图。具体实施方式0014下面

8、结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。0015本发明的实施方式涉及一种具有自校准自适应的虚拟现实设备姿态检测模块，如图1所示，包括电源管理芯片、微处理器、多轴陀螺仪加速度计和磁强计，所述电源管理芯片用于为微处理器、多轴陀螺仪加速度计和磁强计进行供电；所述微处理器的输入端分别与多轴陀螺仪加速度计和磁强计的输出端相连，输出端与输出接口相连；所述多轴陀螺仪加速度计和磁强计用于获取原始姿态信息；所述微处理器对

9、原始姿态信息进行滤波融合处理，得到姿态角信息。0016所述电源管理芯片采用多重电源稳压芯片，利用低压差芯片为后续电路提供稳定的电压和充足的电流。如图2所示，电源管理模块由5V稳压IC，33V稳压IC和滤波电容组成。0017如图3所示，所述微处理器为ARM7微处理器，通过I2C方式与多轴陀螺仪加速度计和磁强计进行通讯获取数据。所述微处理器通过对原始数据进行算法处理得到低误差的姿态角。处理器得到原始数据后先采用二阶滤波算法对采集的加速度计值进行初步的滤波处理，进而采用一阶滤波器对矢量化的磁强值进行处理，最后将处理完的加速度值和磁强值以及原始的陀螺仪值送入IMUAHRS捷联惯导滤波融合器得到自校准、高精度的姿态角。处理完成后，通过USB的HID协议传送数据至虚拟现实设备，LED灯指示运行状态。0018如图4，陀螺仪加速度计和磁强计传感器模块由多轴陀螺仪加速度计ICU4，磁强计IC，电阻和滤波电容组成，他们受ARM7微处理器的控制，进行姿态参数的测量，单次测量结束后，通过I2C将数据传给ARM7微处理器。说明书CN104197937A1/2页5图1图2图3说明书附图CN104197937A2/2页6图4说明书附图CN104197937A