随着科学技术的不断发展,人机交互技术越来越受到人们的重视。传统的人机交互方式如触摸屏、语音识别等技术,存在着生活中的某些场合应用不便等问题。而空间定位与运动轨迹追踪技术的研究,很好的弥补了当前人机交互方式的不足,对人机交互方式的发展起到了非常重要的作用。本文结合现有的技术,设计和开发了一套无接触智能手写设备。论文所完成的主要工作如下:1、硬件系统的设计。本文通过分析该系统的工作特点与成本等因素,自行设计了一种基于MEMS(Micro Electro Mechanical System,微电子机械系统)惯性传感器件的硬件系统,详细介绍了数据采集模块、数据通信模块、电源模块以及主控模块的硬件设计和硬件选型。2、手写设备算法的应用。整个系统的算法分为两部分,分别是需要在单片机中完成的姿态解算算法和在上位机或手机端完成的轨迹重构算法。当前常用的姿态解算算法主要包括扩展卡尔曼滤波算法和互补滤波算法,考虑到算法本身的复杂程度,并结合系统的性能和需求,选择互补滤波算法作为姿态解算算法,文中详细介绍了该算法的原理和流程。在姿态解算后,本文通过与硬件系统的结合,采用对加速度双重积分的方法得到手势运动轨迹。3、移动显示端的设计与实现。考虑到当前安卓手机用户约占据整个手机市场86%的份额,本文针对安卓系统设计并开发了一个应用软件,可以实时显示采集的数据与解算的姿态。实验测试结果显示,本文设计的无接触智能手写设备,能够完成九轴原始数据的采集和实时姿态解算的功能,并可以将采集的数据和解算的姿态在手机端显示,同时可以清晰的体现出手势轨迹的图形形状和尺寸大小,为生活增加便利。