[發明專利]用于垂直軌跡確定的方法和系統

有效

• 申請號: 201580046983.5
• 申請日: 2015-10-01
• 公開（公告）號: CN106662443B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: S·齊哈杰扎德;J·W·帕克;R·A·霍斯金森;H·阿卜杜勒拉伊
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G01C5/06
• 分類號: G01C5/06;G01C21/16
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本公開提供了一種用于同一設備中具有集成氣壓高度計的慣性測量單元(IMU)(IMU?baro)的垂直位置和速度確定系統。該系統包括被連接以接收所測量的IMU?baro轉向速率的轉向速率輸入；被連接以接收所測量的IMU?baro加速度的加速度輸入；被連接以接收所測量的IMU?baro高度的氣壓輸入；被連接到轉向速率輸入和加速度輸入的第一卡爾曼濾波器，以基于所測量的IMU?baro轉向速率和所測量的IMU?baro加速度來估計IMU?baro的滾轉和俯仰；以及被連接到加速度輸入、連接到氣壓輸入和連接到第一卡爾曼濾波器的第二卡爾曼濾波器。

相關申請的交叉引用

本公開要求在2014年10月1日提交的題為“用于垂直軌跡確定的方法和系統(METHODS AND SYSTEMS FOR VERTICAL TRAJECTORY DETERMINATION)”的美國臨時專利申請號62/058,517和在2015年1月9日提交的題為“用于垂直軌跡確定和自動跳躍檢測的方法和系統(METHODS AND SYSTEMS FOR VERTICAL TRAJECTORY DETERMINATION ANDAUTOMATIC JUMP DETECTION)”的美國臨時專利申請號62/101,942的權益，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及包括MEMS慣性測量單元的慣性導航系統和用于捕獲和跟蹤人在垂直方向上的運動的其它系統。

背景技術

關鍵表現變量(KPV)是運動員表現的定量測量。通過訪問和查看運動員的KPV，運動員可以顯著地提高整體表現。KPV允許運動員與教練共享表現信息、記錄和跟蹤隨時間推移的表現并向運動員提供實時反饋。

目前可用的基于視頻或基于攝像機的“動作捕獲”(MOCAP)方法提供了很少的定量變量。此外，這些MOCAP技術被限制在室內使用或不適合戶外運動(諸如滑雪、單板滑雪、溜旱冰和騎自行車)的動作捕獲的限制區域，因為這些活動發生在較大距離上。

另一方面，慣性導航系統(INS)是獨立成套的，并因此可以提供對高級動作和位置信息的無約束可達性。INS被廣泛用在各種MOCAP應用，諸如船舶和飛機導航、緊固工具和鋼筆跟蹤以及運動分析，以提供諸如姿態、速度和位置等信息。

近來，微型微機電系統(MEMS)慣性設備已經變得更加普遍，并且MEMS慣性設備的小尺寸致使使用可穿戴MOCAP技術進行人體動作跟蹤的INS的出現。通常，可穿戴MOCAP設備利用MEMS慣性測量單元(MEMS-IMU)和/或絕對位置傳感器來捕獲用于室內/室外定位的動作。例如，MOCAP攝像機系統可以用作絕對位置傳感器，并且被添加到用于在室內環境中進行更精確的人體定位的慣性設備。對于室外環境，全球定位系統(GPS)為示例性的絕對位置傳感器，其可以被用于加強慣性測量單元以用于更精確的人體定位。

上述GPS/MEMS-IMU集成方法的缺點在于消費者級GPS導出的垂直位置(或海拔高度)信息通常比水平位置信息精確度低得多。GPS海拔高度測量精度可以變化高達40米(通常為10米到20米)；這種不精確性的最重要的原因是衛星可見度(即在地平線上幾乎沒有可見的衛星)以及多徑信號效應。實時GPS技術(諸如實時運動學GPS和差分GPS)提供更高的位置精度，但是其高昂的成本是運動消費電子市場的限制因素。

附圖說明

現在將參考附圖僅以示例的方式描述本公開的實施例。

圖1為根據本公開的實施例的垂直位置確定系統的示意性框圖。

圖2為根據本公開的實施例的垂直位置確定的方法的流程圖。

圖3為根據本公開的實施例的用于垂直軌跡確定的設備的示意性框圖。

具體實施方式

本公開致力于改進消費級設備中的垂直位置確定的需求。