[發明專利]基于靜止點檢測的濾除重力加速度方法

在審

• 申請號: 201710939440.7
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107976559A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 胡麗英;樓樺;李興
• 申請（專利權）人: 常州信息職業技術學院
• 主分類號: G01P15/18
• 分類號: G01P15/18
• 代理公司: 蘇州銘浩知識產權代理事務所(普通合伙)32246
• 代理人: 趙凱

1.一種基于靜止點檢測的濾除重力加速度方法，其特征在于，包括如下步驟：

將設置在相同傳感器坐標系的三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀共同構成的六軸傳感器固定在待檢測目標上；

采集加速度傳感器的三軸加速度信號與陀螺儀的三軸角速度信號并輸入三軸加速度數據和三軸角速度數據；

對加速度傳感器的三軸加速度數據和陀螺儀的三軸角速度數據進行誤差處理；

根據角速度數據從加速度數據中檢測出運動靜止點并以運動靜止點對運動進行分段；

分別投影每段運動數據首尾靜止點，濾除每段運動的重力加速度得到兩段不同三軸線性加速度；

根據兩段不同的線性加速度的準確性的分布特點，分配權值進行擬合，得到最終的三軸線性加速度；

輸出濾除重力加速度后的三軸線性加速度。

2.根據權利要求1所述的一種基于靜止點檢測的濾除重力加速度方法，其特征在于，所述對加速度傳感器的三軸加速度數據和陀螺儀的三軸角速度數據進行誤差處理，包括：使用求取均值的方法對加速度，角速度數據進行零位偏移誤差處理；使用卡爾曼濾波的方法對加速度，角速度數據進行隨機誤差誤差處理；對角速度數據使用均值濾波，減小角速度數據積分產生的積分誤差。

3.根據權利要求1所述的一種基于靜止點檢測的濾除重力加速度方法，其特征在于，所述根據角速度數據從加速度數據中檢測出運動靜止點，包括：計算三軸加速度數據f_acc_x、f_acc_y、f_acc_z的合加速度t_acc，計算三軸角速度數據f_angvel_x、f_angvel_y、f_angvel_z的合角速度t_angvel；求取合加速度t_acc的極值點集；根據靜止時合加速度t_acc幅值變化范圍設置合加速度t_acc靜止點閾值T₁，根據靜止時合角速度t_angvel幅值變化范圍設置合角速度t_angvel靜止點閾值T₂；根據有效運動頻率設置靜止點鄰域寬度；根據合加速度t_acc的靜止點閾值T₁以及靜止點鄰域的寬度在合加速度t_acc的極值點集中進行靜止點檢測，并以合角速度t_angvel靜止點閾值T₂作為判斷條件進行輔助篩選。

4.根據權利要求1所述的一種基于靜止點檢測的濾除重力加速度方法，其特征在于，所述分別投影每段運動數據首尾靜止點，濾除每段運動的重力加速度得到兩段不同三軸線性加速度，包括：對每段運動的三軸角速度f_angvel_x、f_angvel_y、f_angvel_z積分得到三軸角度f_angle_x、f_angle_y、f_angle_z；把靜止點處三軸加速度根據三軸角度信息利用旋轉矩陣投影到運動數據段各點處實時坐標系；用三軸加速度數據減去投影來的僅受重力影響的加速度值，得到三軸線性加速度；投影開頭和結尾兩個靜止點，分別得到整段運動的兩段不同線性加速度結果p_f_lineacc、n_f_lineacc。

5.根據權利要求1所述的一種基于靜止點檢測的濾除重力加速度方法，其特征在于，所述根據兩段不同的線性加速度的準確性的分布特點，分配權值進行擬合，得到最終的三軸線性加速度，包括：投影每段運動的段首靜止點得來的線性加速度p_f_lineacc，從前往后由大到小分配權值；投影每段運動的段末靜止點得來的線性加速度n_f_lineacc，從前往后由小到大分配權值；兩段線性加速度對應點處權值和為1；將兩段線性加速度對應點處數據乘以權值并相加，得到最終三軸線性加速度f_lineacc。

6.一種采用權利要求1至5中任一項所述的基于靜止點檢測的濾除重力加速度方法的加速度檢測設備，其特征在于，包括數據信號輸入模塊、存儲模塊、運算模塊和輸出模塊，所述數據信號輸入模塊用于采集加速度傳感器的三軸加速度與陀螺儀的三軸角速度，所述存儲模塊用于存儲輸入數據、計算過程數據以及計算結果數據，運算模塊用于執行預先設定的運算，所述輸出模塊用于輸出計算結果數據和/或計算過程數據和/或輸入數據。

7.據權利要求6所述的一種加速度檢測設備，其特征在于，包括六軸傳感器，所述六軸傳感器包括固定設置在相同傳感器坐標系的三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀，三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀的數據端口分別與數據信號輸入模塊連接。