[發(fā)明專利]一種對三維慣性運(yùn)動(dòng)感測進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒把b置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310256688.5
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN103353304A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅富強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市宇恒互動(dòng)科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/00
• 分類號(hào): G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)檢測領(lǐng)域，特別是一種對三維慣性運(yùn)動(dòng)感測進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒把b置。

背景技術(shù)

目前利用三維慣性傳感器來感測運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)品越來越多，因?yàn)槿S運(yùn)動(dòng)更貼近人們的生活習(xí)慣，運(yùn)動(dòng)感測是采用傳感器進(jìn)行感測、捕捉后得到動(dòng)作的定位數(shù)據(jù)，進(jìn)而得出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。最初，采用二維傳感器來進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)感測，隨著對三維運(yùn)動(dòng)感測的需求的增長以及科技的發(fā)展，三維慣性運(yùn)動(dòng)感測系統(tǒng)成功了突破了二維傳感器的限制，可對三維運(yùn)動(dòng)進(jìn)行感測。但是，因?yàn)槿S慣性感測系統(tǒng)使用的慣性傳感器包括加速度傳感器及陀螺儀沒有使用外部參考信息進(jìn)行補(bǔ)償修正，在長期使用下將出現(xiàn)零點(diǎn)漂移、系統(tǒng)精度下降、可靠性噪聲、線性誤差、正交誤差、溫度漂移等問題，而且三維慣性感測系統(tǒng)使用的磁傳感器也受到環(huán)境磁場的影響，測試數(shù)據(jù)也不穩(wěn)定。因此，采用目前的三維慣性感測系統(tǒng)無法穩(wěn)定而精確地對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行長時(shí)間感測。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定且高精度的對三維慣性運(yùn)動(dòng)感測進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ā１景l(fā)明的另一目的是提供一種穩(wěn)定且高精度的對三維慣性運(yùn)動(dòng)感測進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種對三維慣性運(yùn)動(dòng)感測進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎǎ?/p>

S1、采用三維慣性感測系統(tǒng)對三維慣性運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲得三維慣性運(yùn)動(dòng)的三維感測數(shù)據(jù)；

S2、采用與三維慣性感測系統(tǒng)同步工作的二維傳感器對三維慣性運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲得三維慣性運(yùn)動(dòng)的二維感測數(shù)據(jù)，所述二維感測數(shù)據(jù)與三維感測數(shù)據(jù)是同步對應(yīng)的；

S3、參照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫或校正補(bǔ)償關(guān)系式和/或校正補(bǔ)償參數(shù)，使用二維感測數(shù)據(jù)對三維感測數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償；

S4、將補(bǔ)償后的三維感測數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，進(jìn)而得到三維慣性運(yùn)動(dòng)的定位數(shù)據(jù)；

所述三維慣性感測系統(tǒng)包括加速度傳感器、陀螺儀及地磁傳感器中的一種或多種。

進(jìn)一步，所述步驟S1之前還包括：

S0、控制三維慣性感測系統(tǒng)以及二維傳感器進(jìn)行同步工作，并采集在所有同步工作狀態(tài)下的一一對應(yīng)的三維慣性感測系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)與二維傳感器的二維數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)三維數(shù)據(jù)和二維數(shù)據(jù)之間的一一對應(yīng)關(guān)系，建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫或校正補(bǔ)償關(guān)系式和/或校正補(bǔ)償參數(shù)。

進(jìn)一步，所述步驟S2中所述二維傳感器包括二維電位器、二維光電傳感器、平面觸控板、紅外線傳感器或超聲波傳感器。

進(jìn)一步，所述步驟S1中所述三維感測數(shù)據(jù)為三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所述步驟S2中所述二維感測數(shù)據(jù)為二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述步驟S0中所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫記載的是二維數(shù)據(jù)的Ｘ軸數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)的Ｘ軸數(shù)據(jù)之間的一一對應(yīng)關(guān)系，以及二維數(shù)據(jù)的Ｙ軸數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)的Ｙ軸數(shù)據(jù)之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

進(jìn)一步，所述步驟S3，包括：

S31、參照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，使用二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的Ｘ軸數(shù)據(jù)對三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的X軸數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，并使用二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的Ｙ軸數(shù)據(jù)對三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的Y軸數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償；

S32、通過最小二乘法或解聯(lián)立方程的方法，用三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的補(bǔ)償后的X軸數(shù)據(jù)及Y軸數(shù)據(jù)對Z軸數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。

進(jìn)一步，所述步驟S2中所述二維傳感器為二維電位器，所述步驟S2，其具體為：

采用與三維慣性感測系統(tǒng)同步工作的二維電位器對三維慣性運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲得三維慣性運(yùn)動(dòng)的二維電阻數(shù)據(jù)，所述二維電阻數(shù)據(jù)與三維感測數(shù)據(jù)是同步對應(yīng)的。

進(jìn)一步，所述步驟S0中所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫記載的是二維電阻數(shù)據(jù)與三維感測數(shù)據(jù)的三軸角度數(shù)據(jù)之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

進(jìn)一步，所述步驟S3，其具體為：

參照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫或校正補(bǔ)償關(guān)系式和/或校正補(bǔ)償參數(shù)，使用二維電阻數(shù)據(jù)對三維感測數(shù)據(jù)的三軸角度數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是：

一種對三維慣性運(yùn)動(dòng)感測進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置，包括：

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、智能終端、三維慣性感測系統(tǒng)以及與三維慣性感測系統(tǒng)同步工作的二維傳感器，所述智能終端分別與三維慣性感測系統(tǒng)、二維傳感器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接；所述智能終端用于參照數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫或校正補(bǔ)償關(guān)系式和/或校正補(bǔ)償參數(shù)，使用二維感測數(shù)據(jù)對三維感測數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的三維感測數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理后得到三維慣性運(yùn)動(dòng)的定位數(shù)據(jù)；

所述二維傳感器包括超聲波傳感器、紅外線傳感器或二維電位器。