[发明专利]一种三维人机交互系统

摘要

本发明提供一种三维人机交互系统，包括惯性追踪模块。惯性追踪模块包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴磁传感器以及控制器；三轴加速度传感器包括两个加速计；两个加速计相隔一定距离设置在人体上；三轴陀螺仪设置在人体上；三轴传感器设置在人体上；三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴磁传感器以及控制器均与控制器连接。与现有技术相比，单芯片三轴磁场传感器能直接输出X、Y、Z三个方向的磁信号，无需使用算法来进行计算。此外，其制备无需刻槽形成斜坡，直接通过双次沉积便能得到该三轴磁场传感器，其含有的X轴传感器和Y轴传感器相互垂直，它们含有的磁电阻传感元件的钉扎层的磁化方向也相互垂直。

主权项

一种三维人机交互系统，包括惯性追踪模块；其特征在于：所述惯性追踪模块包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴磁传感器以及控制器；所述三轴加速度传感器包括两个加速计；所述两个加速计相隔一定距离设置在人体上；所述三轴陀螺仪设置在人体上；所述三轴传感器设置在人体上；所述三轴陀螺仪、三轴加速度传感器、三轴磁传感器以及控制器均与所述控制器连接；所述三轴磁传感器为单芯片三轴磁场传感器，所述单芯片三轴磁场传感器传感器包括：一位于XY平面内的基片，所述基片上集成设置有一X轴传感器、一Y轴传感器和一Z轴传感器，分别用于检测磁场在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的分量；所述X轴传感器和所述Y轴传感器各自均包含有一参考电桥和至少两个磁通量控制器，所述参考电桥的参考臂和感应臂均包含有一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传感元件，所述参考臂上的磁电阻传感元件位于所述磁通量控制器的上方或下方，并沿着所述磁通量控制器的长度方向排列形成参考元件串，所述感应臂上的磁电阻传感元件位于相邻两个所述磁通量控制器之间的间隙处，并沿着所述磁通量控制器的长度方向排列形成感应元件串；所述参考元件串和所述感应元件串相互交错排放，每个所述参考元件串至少与一个所述感应元件串相邻，每个所述感应元件串也至少与一个所述参考元件串相邻；所述Y轴传感器中的各元件和所述X轴传感器中对应的元件排布方向相互垂直；所述X轴传感器和所述Y轴传感器中各自两个相邻所述磁通量控制器之间的间隙处的磁场的增益系数均为1<Asns<100，所述X轴传感器和所述Y轴传感器的磁通量控制器的上方或者下方处的磁场的衰减系数均为0<Aref<1；所述Z轴传感器包含有一推挽电桥和至少一个磁通量控制器，所述推挽电桥的推臂和挽臂交替排列，各自均包含有所述一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传感元件，所述推臂和所述挽臂上的磁电阻传感元件均沿着所述Z轴传感器中磁通量控制器的长度方向排列，分别位于所述Z轴传感器中磁通量控制器的下方两侧或上方两侧；所述X轴传感器和所述Y轴传感器上的磁电阻传感元件的钉扎层的材料不同，并且钉扎层的磁化方向垂直；所述Z轴传感器和所述X轴传感器的钉扎层的磁化方向相同；在没有外加磁场时，所有所述磁电阻传感元件的磁性自由层的磁化方向与钉扎层的磁化方向均垂直；其中，X轴、Y轴和Z轴两两相互正交。