[發明專利]基于單軸陀螺儀的平面定位方法

在審

• 申請號: 201510651427.2
• 申請日: 2015-10-10
• 公開（公告）號: CN105333871A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 田應洪;解軍一
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種基于單軸陀螺儀的平面定位方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

(1)單軸陀螺儀的數據采集；

(2)根據單軸陀螺儀所采集的數據進行模式的選擇，其中，包括快速模式和慢速模式；

(3)針對不同的模式，采用不同的定位方式

(3.1)在快速模式下，采用極坐標方式定位；

(3.2)在慢速模式下，采用x或y軸累加定位；

(4)根據停止條件判斷單軸陀螺儀是否處于停止模式。

2.根據權利要求1所述的平面定位方法，其特征在于，所述步驟(1)單軸陀螺儀的數據采集是：利用單軸陀螺儀的數據進行積分計算得到角度；陀螺儀角度計算公式：

angle(n)＝angle(n-1)+gyro(n)*dt

式中angle(n)為陀螺儀采樣到第n次的角度值；angle(n-1)為陀螺儀第n-1次采樣時的角度值；gyro(n)為陀螺儀的第n次采樣得到的瞬時角速率值；dt為一次采樣間隔時間；n次積分后得到的值即為角度θ。

3.根據權利要求1所述的平面定位方法，其特征在于，所述步驟(2)根據單軸陀螺儀的數據進行模式的選擇是：對于所得到的角度θ進行微分計算，得到角速度ω，將ω和閾值角速度ω1進行比較；當ω大于ω1時，則進入到快速模式下；當ω小于ω1時，則進入到慢速模式下。

4.根據權利要求1所述的平面定位方法，其特征在于，所述步驟(3.1)在快速模式下，采用極坐標方式定位是：按(ρ,θ)進行定位操作，由步驟(2)得到角度θ；然后根據公式ρ(n)＝ρ(n-1)+a1*ω計算得到位移矢量ρ；其中a1為比例系數，ρ(n)為采樣第n次的位移矢量，ρ(n-1)為采樣第n-1次的位移矢量；定位點坐標(x，y)，其中x＝ρ*cos(θ)和y＝ρ*sin(θ)；定位時先確定θ，然后在位移矢量ρ方向上移動，到達目標位置。

5.根據權利要求1所述的平面定位方法，其特征在于，所述步驟(3.2)在慢速模式下，采用x或y軸累加定位是：通過得到的角速度ω，由公式x(n)＝x(n-1)+a2*ω；y(n)＝y(n-1)+a3*ω得到x軸和y軸累加定位點坐標(x(n)，y(n))；其中x(n)為采樣第n次的橫坐標的數值，x(n-1)為采樣第n-1次的橫坐標的數值，y(n)為采樣第n次的縱坐標的數值，y(n-1)為采樣第n-1次的縱坐標的數值，a2和a3為比例系數；定位時先在x軸方向上移動，然后在y軸方向上移動，到達目標位置。

6.根據權利要求1所述的平面定位方法，其特征在于，所述步驟(4)根據停止條件判斷單軸陀螺儀是否處于停止模式是：所述的停止條件為角速度ω小于閾值ω2；閾值ω2設置在數值0附近，當角速度ω小于閾值ω2，判斷單軸陀螺儀處于停止模式；單軸陀螺儀停止工作后，進行ρ和θ切換，x軸和y軸切換或定位結束。