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计算机被广泛应用于办公自动化和家庭娱乐等领域,鼠标是最常用的计算机输入设备之一,随着技术水平的发展和用户对鼠标操作要求的提高,改进人机交互方式的空中鼠标受到越来越多的关注,它可以通过在三维空间自由移动来完成鼠标指针定位,与传统鼠标相比,它不需要依赖平面进行操作,因此空中鼠标有很好的市场前景。本文的空中鼠标采用LSM303DLH加速度传感器和ITG-3200陀螺仪作为鼠标位移信号采集器件,以STM32F103作为核心处理器,使用数字滤波、多传感器数据融合、陀螺仪温度补偿等技术对传感器数据进行处理,生成鼠标的运动轨迹,实现鼠标指针的定位。本文的主要工作包括以下四个方面：(1)空中鼠标硬件结构及其原理。介绍硬件系统的信号采集模块和数据处理单元,针对系统可提供的三种位移信号采集的微惯性系统进行了分析比较,最后选择了加速度传感器和陀螺仪组合作为位移信号采集系统,在传统鼠标工作原理的基础上对空中鼠标的工作原理进行了阐述。(2)传感器采集数据校正。针对鼠标系统传感器的输出数据受到的系统内外噪声干扰,研究了算术平均滤波算法并进行多阶的仿真分析,经分析后采用阶数N为5的滑动平均值滤波对裸数据进行滤波,仿真结果显示滤波算法对裸数据有很好的平滑效果。针对加速度传感器和陀螺仪的零漂现象,在对零点漂移基准点采集分析后提出了根据运行状态计算零偏值的零点漂移基准点动态自校正算法。(3)陀螺仪温度补偿。针对陀螺仪对温度变化敏感的特性,分析了陀螺仪常用的温度补偿模型,对基于最小二乘法的温度补偿算法进行仿真分析,在此基础上提出了基于最小二乘法的温度补偿改进算法,该改进算法针对温度值梯度变化量进行补偿,能有效避免因陀螺仪个体差异而导致的补偿模型适用性不足。(4)传感器数据融合。首先分析数据融合技术,然后重点研究基于卡尔曼滤波的数据融合技术,并对空中鼠标加速度传感器和陀螺仪的输出数据进行卡尔曼数据融合仿真分析,最后在空中鼠标中实现了基于卡尔曼滤波的传感器数据融合算法,将经过处理后的两传感器数据融合为鼠标的运动轨迹。本文研究了鼠标指针定位信号采集和处理系统,并将其在空中鼠标中实现,测试结果表明系统设计达到课题设计指标要求。