| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-13页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 研究现状 | 第10-11页 |
| 1.3 论文主要内容及章节安排 | 第11-13页 |
| 2 基于运动传感器的人手运动状态分析基本原理 | 第13-31页 |
| 2.1 人手运动状态分类与检测方法 | 第13-17页 |
| 2.1.1 人手运动状态分类与定义 | 第13页 |
| 2.1.2 常用坐标系的定义 | 第13-14页 |
| 2.1.3 两种坐标系之间的转换 | 第14-16页 |
| 2.1.4 不同运动状态的检测方法 | 第16-17页 |
| 2.2 常用运动传感器及其检测原理 | 第17-21页 |
| 2.2.1 加速度传感器及其检测原理 | 第17-18页 |
| 2.2.2 陀螺仪传感器及其检测原理 | 第18-19页 |
| 2.2.3 地磁传感器及其检测原理 | 第19-20页 |
| 2.2.4 六轴传感器(MPU6050)及其检测原理 | 第20-21页 |
| 2.3 运动状态表达方式及原理 | 第21-29页 |
| 2.3.1 欧拉角 | 第21-22页 |
| 2.3.2 方向余弦矩阵 | 第22-24页 |
| 2.3.3 四元数 | 第24-26页 |
| 2.3.4 欧拉角、方向余弦、四元数相互转换关系 | 第26-29页 |
| 2.4 本章小结 | 第29-31页 |
| 3 运动状态检测装置硬件设计 | 第31-39页 |
| 3.1 硬件的总体结构设计 | 第31-32页 |
| 3.2 器件选型及介绍 | 第32-34页 |
| 3.2.1 MPU6050传感器 | 第32-33页 |
| 3.2.2 微处理器STM32F103处理器 | 第33-34页 |
| 3.3 运动状态检测系统电路设计 | 第34-37页 |
| 3.3.1 电源电路模块 | 第34-35页 |
| 3.3.2 MPU6050模块 | 第35页 |
| 3.3.3 处理器模块 | 第35-37页 |
| 3.3.4 串口通讯模块 | 第37页 |
| 3.3.5 运动状态检测模块PCB设计 | 第37页 |
| 3.4 本章小结 | 第37-39页 |
| 4 基于人手的运动状态检测装置软件实现方法 | 第39-53页 |
| 4.1 软件设计总流程图 | 第39-40页 |
| 4.2 运动状态检测模块的原始数据误差分析和预处理 | 第40-43页 |
| 4.2.1 常用的软件滤波方法 | 第40-41页 |
| 4.2.2 加速度计与陀螺仪的原始数据误差分析与处理方法 | 第41-43页 |
| 4.3 姿态解算流程 | 第43-44页 |
| 4.4 数据融合算法 | 第44-47页 |
| 4.4.1 卡尔曼滤波算法 | 第44-46页 |
| 4.4.2 互补滤波算法 | 第46-47页 |
| 4.5 基于四元数互补滤波算法与姿态解算 | 第47-51页 |
| 4.6 本章小结 | 第51-53页 |
| 5 基于MPU6050的人手运动状态检测与分析 | 第53-59页 |
| 5.1 软、硬件测试 | 第54-55页 |
| 5.2 人手的运动状态检测分析 | 第55-57页 |
| 5.3 本章小结 | 第57-59页 |
| 6 总结与展望 | 第59-61页 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 | 第61-63页 |
| 致谢 | 第63-65页 |
| 参考文献 | 第65-67页 |
