论文部分内容阅读
虚拟听觉空间（VirtualAuditorySpace，简称VAS）是虚拟现实中的听觉部分，虚拟听觉空间可以根据人类心理听觉特征，通过双声道播放系统再现声源的空间方位信息。在虚拟听觉空间中，每个物体相对于系统所在的地理坐标系都有一个方位和姿态，用户转动头部时，视听场景必须更新，与观察方向保持一致，所以虚拟听觉空间中必须对用户头部的方位和姿态进行检测，确定头部的方位和姿态是实现虚拟听觉空间的关键技术之一。
本文的目标是设计一款应用于虚拟现实中的头部方位与姿态检测系统，系统要求具有低功耗、小尺寸、抗干扰、实时检测等特点，完成系统的硬件设计，并在OMAP3530平台完成实时检测算法实现，使系统能够实时检测头部的方位与姿态并能应用于虚拟听觉空间技术中。
系统采用三轴MEMS磁阻传感器、三轴MEMS加速度传感器和三轴MEMS陀螺仪传感器来进行检测，利用地磁场和惯性原理来测量头部的方位和姿态。检测电路要佩戴于头部，采用了单片机MSP430来控制传感器，读取数据后通过串口发送到OMAP3530平台进行处理，处理算法采用扩展卡尔曼滤波的方法来进行数据融合，滤波的过程中通过检测磁阻传感器和加速度传感器的工作状态来进行数据比例调整，从而完成抗干扰处理。
为了能够实时输出显示，本文在OMAP3530平台上设计了一个简单的人机交互界面，从而显示头部的检测结果。经过相关硬件和软件设计后，检测电路可以正确检测并传输数据，处理平台根据接收到的数据进行处理后实时输出显示，系统连续检测的稳定性和抗干扰性都得到了一定的提高，达到了设计目标。