[發明專利]偏航角的確定方法、裝置和系統以及偏航角的矯正系統

有效

• 申請號: 201611097189.6
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106597361B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 張道寧;張佳寧;侯文赫
• 申請（專利權）人: 北京凌宇智控科技有限公司
• 主分類號: G01S3/789
• 分類號: G01S3/789
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蔣冬梅;栗若木

本文公開了一種偏航角的確定方法、裝置和系統以及偏航角的矯正系統，用于確定定位裝置的偏航角，其中，定位裝置包括兩個定位點，兩個定位點能夠分別接收信號發射器發射的定位信號；上述確定方法，包括：確定兩個定位點在預設的水平坐標系中的坐標；在水平坐標系中，根據兩個定位點的坐標，確定第一角度；根據第一角度，確定定位裝置的偏航角；其中，以信號發射器所在位置為水平坐標系的原點；第一角度為水平坐標系中兩個定位點的連線與所述水平坐標系的第一坐標軸之間的角度。

技術領域

本發明涉及定位技術，尤其涉及一種偏航角的確定方法、裝置和系統以及偏航角的矯正系統。

背景技術

目前，部分虛擬現實(VR，Virtual Reality)設備沒有互動功能，只能提供視頻，為了擴大這部分VR設備的功能，需要開發一些輔助定位設備，安裝在VR設備的頭戴式顯示設備(以下簡稱頭顯)上，從而可以輔助頭顯進行動作捕捉以及空間交互，比如進行游戲操作。用戶戴著頭顯可以進行空間交互，如圖1所示，用戶可以進行三個軸的俯仰(pitch)、偏轉(yaw)、滾轉(roll)運動，從而形成以下三個對應的角度：俯仰角、偏航角和滾轉角。其中，俯仰角和滾轉角較容易確定，而偏航角比較難確定。

一些實現方式中，頭顯上沒有設置測量方位信息的傳感器，因此，需要通過初始對準確定零點，然后通過對陀螺儀的積分得到偏航角。另一些實現方式中，頭顯本身含有9軸的IMU(Inertial measurement unit，慣性測量單元)模塊，通過地磁計和陀螺儀計算得到偏航角。上述方式都使用了陀螺儀積分運算來得到偏航角。然而，積分運算會帶來誤差，并且該誤差會隨著時間的累積而累積，最終導致偏航角的誤差太大而無法使用。另外，雖然同時使用地磁計和陀螺儀共同配合來確定偏航角會減少偏航角的誤差，但是地磁計很容易受到周圍環境的影響，尤其是使用環境發生變化時，地磁計的誤差會進一步的增加。上述方式中存在的地磁計和陀螺儀的誤差問題，會導致頭顯顯示的畫面產生轉動，從而影響用戶體驗。

發明內容

以下是對本文詳細描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權利要求的保護范圍。

本發明實施例提供一種偏航角的確定方法、裝置和系統以及偏航角的矯正系統，能夠降低偏航角的計算誤差。

本發明實施例提供一種偏航角的確定方法，用于確定定位裝置的偏航角，其中，所述定位裝置包括兩個定位點，所述兩個定位點能夠分別接收信號發射器發射的定位信號；所述確定方法包括：

確定所述兩個定位點在預設的水平坐標系中的坐標；其中，以所述信號發射器所在位置為所述水平坐標系的原點；

在所述水平坐標系中，根據所述兩個定位點的坐標，確定第一角度；其中，所述第一角度為所述水平坐標系中所述兩個定位點的連線與所述水平坐標系的第一坐標軸之間的角度；

根據所述第一角度，確定所述定位裝置的偏航角。

其中，所述信號發射器發射的定位信號可以為旋轉激光面信號；所述第一坐標軸可以為所述定位信號的旋轉軸在水平面的投影，或者，所述第一坐標軸可以平行于所述投影；所述第一坐標軸的正方向可以根據所述定位信號的旋轉方向以及右手螺旋定則確定；所述水平坐標系的第二坐標軸可以根據右手定則以及所述第一坐標軸確定。

其中，所述在所述水平坐標系中，根據所述兩個定位點的坐標，確定第一角度，可以包括：

所述在所述水平坐標系中，根據所述兩個定位點的坐標，計算第一角度，可以包括：在所述水平坐標系中，以所述第一坐標軸為Y軸，第二坐標軸為X軸，在兩個定位點的坐標分別為(x0，y0)、(x1，y1)時，根據下式計算第一角度：β＝arctan(|x0-x1|/|y1-y0|)。

本發明實施例還提供一種偏航角的確定裝置，用于確定定位裝置的偏航角，其中，所述定位裝置包括兩個定位點，所述兩個定位點能夠分別接收信號發射器發射的定位信號；所述確定裝置包括：