[發明專利]一種數據手套的姿態角檢測方法

有效

• 申請號: 201310405131.3
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103487011A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 郝志鋒;陳曦;程海林;張娜
• 申請（專利權）人: 廣州暢途軟件有限公司;廣東科學中心
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明涉及慣性裝置的姿態感知領域，特別是一種數據手套的姿態角檢測方法。

背景技術

數據手套是一種用于實時獲取人手的動作姿態的設備，通過對數據手套采集的數據進行處理后，可以真實還原人的手部動作過程。數據手套通過對人體手部的生理結構和運動機理進行分析后，建立手部運動的數學模型，并通過在手部動作的關鍵部位安裝傳感裝置來測量手掌或手指彎角伸張的變化。目前的數據手套主要是通過三軸數字加速度傳感器進行數據采集后進行相關處理得到人手的動作姿態。但是，三軸加速度傳感器測量存在著自身的缺陷，當某個軸與重力方向重合時，傳感器若以較低的速度繞該軸轉動，則傳感器的三軸與重力方向的夾角保持不變，這種情形下比較難于確定傳感器的姿態變化，而且只要稍微有抖動，數據手套采集到的動作就會失真，目前的檢測方法，無法準確地檢測到數據手套低速運動時的姿態角。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種數據手套的姿態角檢測方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種數據手套的姿態角檢測方法，包括：

S1、采用三軸陀螺儀實時采集數據手套的角速率信息，同時采用三軸加速度傳感器及三軸磁阻傳感器對數據手套進行周期性測量；

S2、根據三軸陀螺儀采集的角速率信息計算數據手套的實時姿態角：

S3、根據三軸加速度傳感器的周期性測量值以及三軸磁阻傳感器的周期性測量值進行運算后獲得參考姿態角，進而根據參考姿態角，采用線性插值法對實時姿態角進行周期性補償校正。

進一步，所述步驟S1之前還包括以下步驟：

S0、在初始狀態下，采用三軸加速度傳感器及三軸磁阻傳感器對數據手套進行測量，然后根據測量值進行運算后獲得初始姿態角。

進一步，所述步驟S0包括：

S01、在初始狀態下，采用三軸加速度傳感器及三軸磁阻傳感器對數據手套進行測量；

S02、根據三軸加速度傳感器的測量值計算獲得數據手套的初始俯仰角和初始傾斜角，同時根據三軸磁阻傳感器的測量值計算獲得數據手套的初始偏航角。

進一步，所述步驟S2包括：

S21、根據三軸陀螺儀采集的角速率信息，采用下式計算獲得數據手套的微旋轉姿態角變量：

Δθ=gx×ΔtΔγ=gy×ΔtΔψ=gz×Δt]]>

上式中，g_x表示三軸陀螺儀在X軸上的角速率，g_y表示三軸陀螺儀在Y軸上的角速率，g_z表示三軸陀螺儀在Z軸上的角速率，Δt表示時間變量，Δθ表示數據手套微旋轉后俯仰角的角度變量，Δγ表示數據手套微旋轉后傾斜角的角度變量，Δψ表示數據手套微旋轉后偏航角的角度變量；

S22、結合微旋轉姿態角變量以及數據手套上一時刻的實時姿態角，根據下式計算獲得實時姿態角：