张家田 许凯 严正国

摘 要： 设计一款基于空中运动/手势控制接口技术的空中鼠标。通过MEMS传感器采集三轴加速度，利用空中运动/手势控制接口技术对三轴加速度进行解算，输出为位移、姿态和动作。用“位移”控制鼠标指针移动；“姿态”和“动作”模拟多媒体播放快捷键和鼠标按键功能。突破了传统鼠标必须在桌面上使用的限制，在鼠标按键功能的基础上融入多媒体快捷键播放功能，实现空中无按键的全手势/运动控制的空中鼠标。

关键词： MEMS传感器； 空中运动/手势控制接口技术； 空中鼠标； 三轴加速度

中图分类号： TN911?34； TP334.2 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）06?0143?04

Design of air mouse based on interface technology of air motion and gesture control

ZHANG Jiatian， XU Kai， YAN Zhengguo

（MOE Key Laboratory of Photo Electricity Gas & Oil Logging and Detecting， Xian Shiyou University， Xian 710065， China）

Abstract： An air mouse based on the interface technology of air motion and gesture control was designed. The three?axis accelerations are acquired by MEMS sensor， and resolved by using the interface technology of air motion and gesture control to output the shift， posture and action. The “shift” is used to control the movement of mouse pointer， “posture” and “action” are used to simulate the functions of multimedia playing shortcut keys and mouse button. The limit that the traditional mouse must be used on the desktop was broken. The multimedia shortcut keys playing function is integrated on the basis of mouse button function to realize the full gesture and motion control of air mouse without buttons.

Keywords： MEMS sensor； air motion and gesture control interface technology； air mouse； three?axis acceleration

1968年鼠标的出现是人机交互领域一个重大突破，它为计算机的操作提供了快捷便利的条件。鼠标的发展经历了机械、光电及当前广泛运用的光学鼠标，这些鼠标的操作都离不开以桌面为使用的限制。然而，在很多苛刻的环境下无法提供桌面时（如车上、床上、野外的办公等），那么传统鼠标的使用就会受到极大的局限性。随着微机电系统（Micro?Electro?Mechanical Systems，MEMS）的飞速发展，基于MEMS传感器技术已被逐渐应用到日常生活需求中。目前，对基于MEMS传感器的无线鼠标有一定的研究。密歇根大学很早就已经将双轴加速度计应用到鼠标的领域[1]，但是基于MEMS无线鼠标设计大部分都是测量位移特性控制鼠标移动[2]。然而，大量实验表明：利用MEMS传感器很难准确地测量位移[3]。而本文设计的MEMS传感器空中鼠标应用了空中运动/手势控制接口技术，利用运动矢量加速度在xOy平面投影的方向与模大小来控制鼠标指针的移动方向与速度；……