近年来,随着信息技术发展,办公学习逐渐数字化。人们需要把现实中的内容输入到电子设备中、需要将在纸上写下的内容数字化,以便携带、保存和分享。实时检测书写笔迹并将其存储到电子设备中的笔迹检测装置,逐渐成为智能输入设备的主流。目前产业界和学术界提出了多种作为通用电子输入设备的笔迹检测装置,从实现原理上可分为三类:1)基于计算机视觉的数字笔,通过摄像头读取点阵纸来实现笔迹检测,但只能在专用的点阵纸上使用,使用场景较为有限。2)依托于触摸屏的触控笔,在触摸屏上通过模拟触摸实现笔迹的检测,但只能在配备有触摸屏的电子设备上使用。3)基于惯性测量单元的数字笔,使用惯性测量单元检测笔尖的运动,独立对笔迹进行检测,使用场景广泛,但现有的研究多使用单个惯性测量单元,并通过机器学习的方法对手写字符进行预测,这种方法检测精度较低且检测结果不能反映使用者真实的笔迹。为解决上述通用笔迹检测装置使用场景较为局限、检测精度较低等问题。本文设计并实现了基于多点惯性测量单元融合的笔迹检测系统。系统作为完整的笔迹检测装置,利用多个惯性测量单元检测笔自身的运动信息,不依赖于外部装置或电子设备实现笔迹的检测。在这一基础上,本文提出了新颖的笔迹检测方法以及多点惯性测量单元约束的融合映射算法。实现的笔迹检测装置在功能和精度上都优于现有的惯性测量单元数字笔。本文的主要贡献和创新点如下:（1）建立笔杆多惯性测量单元约束模型,提出基于模型的惯性测量单元融合-约束算法。本文根据惯性测量单元的特性,并建立了在运动学和几何学上的多测量单元约束模型。同时基于这一约束模型,提出了用于惯性测量单元数据融合、校准的融合-约束算法。算法计算得到笔尖三维空间坐标,精度优于传统的惯性测量单元信息融合算法。（2）提出新颖的笔迹检测装置的笔迹到电子设备显示器上的映射方法,设计并实现了基于坐标转换的笔迹映射算法。为了将检测的笔迹并输入到电子设备中,本文提出了基于坐标转换的笔迹映射算法。算法通过在书写平面和显示器上建立坐标系,并将笔尖三维空间坐标依次转换投影到两个不同坐标系下的方法,实现三维空间坐标到电子设备显示器坐标的映射。（3）基于多点惯性测量单元建立了完整的不依赖于外部装置的笔迹检测软硬件系统。本文通过分析现有通用笔迹检测装置的问题,提出了多点惯性测量单元融合检测笔迹的方法,并建立了完整的软硬件应用系统。系统包括多点惯性测量单元检测电路以及电子设备应用驱动程序。实现了本系统检测检测笔迹并在电子设备上显示或模拟触控等操作。