[發(fā)明專利]根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器修正取向信息的設(shè)備和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880004990.2
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN110073365A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·穆奇勒;T·費(fèi)格爾
• 申請（專利權(quán)）人: 弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

1.一種基于來自安裝到對象上的一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器的慣性傳感器數(shù)據(jù)來修正取向信息的方法，所述方法包括如下步驟：

接收表示所述對象的當(dāng)前絕對位置的位置數(shù)據(jù)；

基于所述位置數(shù)據(jù)來確定所述對象的運(yùn)動(dòng)方向；以及

基于所確定的運(yùn)動(dòng)方向來修正所述對象的取向信息，

其中，修正所述對象的取向信息的步驟包括：

基于所述慣性傳感器數(shù)據(jù)來估計(jì)所述對象的真實(shí)取向與所述對象的運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系；以及

如果所估計(jì)的關(guān)系表示所述對象的真實(shí)取向與所述對象的運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)，則基于所確定的運(yùn)動(dòng)方向來修正所述對象的取向信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，修正所述對象的取向信息的步驟包括：使所述對象的取向信息與所述對象的運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

用平滑濾波器來對所述傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，以生成平滑傳感器數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

用低通濾波器和/或高通濾波器來對所述傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

壓縮所述傳感器數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，壓縮所述傳感器數(shù)據(jù)的步驟包括：從所述傳感器數(shù)據(jù)提取一個(gè)或更多個(gè)統(tǒng)計(jì)和/或啟發(fā)式特征，以生成傳感器數(shù)據(jù)特征向量。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，壓縮所述傳感器數(shù)據(jù)包括提取平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且包括所述傳感器數(shù)據(jù)的主成分分析。

8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

基于壓縮后的傳感器數(shù)據(jù)來對所述對象的真實(shí)取向與所述對象的運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系進(jìn)行分類，并且生成關(guān)于分類結(jié)果的置信度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：基于之前的置信度和/或所述對象的預(yù)定物理特性或?qū)λ鰧ο蟮南拗疲绕涫菍θ梭w運(yùn)動(dòng)的特定限制，來驗(yàn)證所述置信度。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，對所述對象的真實(shí)取向與所述對象的真實(shí)運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系進(jìn)行的分類是使用一個(gè)或更多個(gè)分類算法來執(zhí)行的。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)分類算法包括支持向量機(jī)。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，漸進(jìn)地修正所述對象的取向信息的誤差。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，基于球面線性插值來修正所述誤差。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟：

基于與所述對象的預(yù)定真實(shí)取向和預(yù)定運(yùn)動(dòng)方向之間的預(yù)定關(guān)系對應(yīng)的訓(xùn)練傳感器數(shù)據(jù)，來訓(xùn)練用于對所述對象的真實(shí)取向與所述對象的運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系進(jìn)行分類的監(jiān)督式學(xué)習(xí)模型。

15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述對象的取向信息表示繞所述對象的偏轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)取向。

16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，真實(shí)運(yùn)動(dòng)方向是基于與隨后的時(shí)刻對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)來確定的。

17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述傳感器數(shù)據(jù)包括三維加速度數(shù)據(jù)和三維旋轉(zhuǎn)速度數(shù)據(jù)。

18.一種基于來自安裝到對象上的一個(gè)或更多個(gè)慣性傳感器的慣性傳感器數(shù)據(jù)來修正取向信息的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

輸入部，所述輸入部被配置為接收表示所述對象的當(dāng)前絕對位置的位置數(shù)據(jù)；

處理電路，所述處理電路被配置為，基于所述位置數(shù)據(jù)來確定所述對象的運(yùn)動(dòng)方向，并且基于所確定的運(yùn)動(dòng)方向來修正所述對象的取向信息，

其中，所述處理電路被配置為：

基于所述慣性傳感器數(shù)據(jù)來估計(jì)所述對象的真實(shí)取向與所述對象的運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系；以及

如果所估計(jì)的關(guān)系表示所述對象的真實(shí)取向與所述對象的運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)，則基于所確定的運(yùn)動(dòng)方向來修正所述對象的取向信息。