[發明專利]數據校正方法和電子設備

有效

• 申請號: 201210055723.2
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN103292827A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 劉云浩;李南君;徐鵬志
• 申請（專利權）人: 聯想（北京）有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 安之斐

技術領域

本發明涉及數據校正方法和電子設備。

背景技術

在現有的慣性導航系統(INS)中，通過外部設備(GPS)等提供相對準確的數據，通過Kalman濾波估計慣性導航的誤差，從而得到相對準確的數據。這里，慣性導航系統是使用計算機、運動傳感器(加速度傳感器、地磁傳感器)和旋轉傳感器(陀螺儀)以連續的計算運動物體的位置、方位和速度(運動方向和速度)的導航輔助系統。

例如，9DoF-IMU是來自Google的一個開源項目，其包括硬件板和在PC上的軟件兩個部分。其可以使用方向余弦矩陣(DCM)算法來校正陀螺儀的漂移。其中，通過加速度傳感器和地磁傳感器來提供DCM的兩個參考矢量，并且地磁傳感器對于航向角是特別有用的。例如，對于具有慣性導航系統的電子設備來說，使用加速度傳感器來提供在電子設備的Z軸方向上的參考矢量，并且使用地磁傳感器作為電子設備的X軸(俯仰軸)的水平投影的參考。這兩個參考矢量剛好是相互垂直。

并且，采用慣性導航系統的電子設備除了慣性測量單元(IMU)以外，通常還具有視覺傳感器(Kinect)，用于產生關于該電子設備在運動之后的位移和定位的信息。但是，對于上述電子設備，仍需要對其產生的與位移和狀態相關的數據進行校正，以使得能夠更加更加精確地確定電子設備的位移和狀態。

發明內容

因此，針對上述現有技術中存在的問題和需求做出本發明。

本發明實施例的目的是提供一種數據校正方法和電子設備，其能夠通過對電子設備的與狀態和位移相關的信息進行多重校正，來提高電子設備的狀態信息和位移信息的精確性。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種數據校正方法，應用于一個或者多個電子設備，所述電子設備用于一未知環境的即時定位與地圖構建，且包括用于收集所述電子設備的狀態信息和位移信息的多個傳感器單元，所述數據校正方法包括：過濾所述傳感器單元的硬件噪聲并進行溫漂補償，以使得元數據更加精確；利用所述傳感器單元中的一個或者多個傳感器單元對所述狀態信息進行校正，以使得所述狀態信息更加精確；以及進行位移重置累加校正，以降低所述位移信息的累積誤差。

在上述數據校正方法中，所述多個傳感器單元包括加速度傳感器和陀螺儀，其中所述加速度傳感器用于輸出x、y和z三個方向上的三個加速度值，且所述陀螺儀用于輸出俯仰角、橫滾角和航向角這三個角度值，所述利用所述傳感器單元中的一個或者多個傳感器單元對所述狀態信息進行校正的步驟具體包括：將所述加速度傳感器和所述陀螺儀各自的坐標系通過坐標變換矩陣轉換為地表坐標系；將所述加速度傳感器輸出的三個方向上的加速度值負反饋給所述陀螺儀，以校正所述陀螺儀的俯仰角和橫滾角的偏移。

在上述數據校正方法中，所述多個傳感器單元進一步包括地磁傳感器，所述利用所述傳感器單元中的一個或者多個傳感器單元對所述狀態信息進行校正的步驟具體包括：將所述地磁傳感器的坐標系通過坐標變換矩陣轉換為地表坐標系；將所述地磁傳感器輸出的數據負反饋給所述陀螺儀，以校正所述陀螺儀的航向角的偏移。

在上述數據校正方法中，所述將加速度傳感器輸出的三個方向上的加速度值負反饋給陀螺儀的步驟進一步包括：以比例積分微分電路將加速度傳感器輸出的三個方向上的加速度值負反饋給陀螺儀；將所述地磁傳感器輸出的數據負反饋給陀螺儀的步驟進一步包括：以比例積分微分電路將所述地磁傳感器輸出的數據負反饋給陀螺儀。

在上述數據校正方法中，所述利用所述傳感器單元中的一個或者多個傳感器單元對所述狀態信息進行校正的步驟進一步包括：對陀螺儀、加速度傳感器和地磁傳感器輸出的數據進行Kalman濾波。

在上述數據校正方法中，所述利用所述傳感器單元中的一個或者多個傳感器單元對所述狀態信息進行校正的步驟進一步包括：在以比例積分微分電路將加速度傳感器輸出的三個方向上的加速度值負反饋給陀螺儀之前，以放大器對所述加速度傳感器輸出的數據進行放大；和對放大后的數據進行低通和帶通結合的濾波。

在上述數據校正方法中，所述多個傳感器單元包括地磁傳感器和陀螺儀，所述陀螺儀用于輸出俯仰角、橫滾角和航向角這三個角度值，所述利用所述傳感器單元中的一個或者多個傳感器單元對所述狀態信息進行校正的步驟具體包括：將所述地磁傳感器和所述陀螺儀各自的坐標系通過坐標變換矩陣轉換為地表坐標系；將所述地磁傳感器輸出的數據負反饋給所述陀螺儀，以校正所述陀螺儀的航向角的偏移。