一种运动惯性追踪方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及人机交互技术领域，具体来说是一种运动惯性追踪方法。
【背景技术】
[0002]微机电系统加速度传感器由于体积小、质量轻、成本低、可靠性高等优点而备受关注，尤其在对器件的体积、质量及可靠性有很高要求的航空航天及兵器科学领域有很大的应用前景。加速度传感器的研究近年来发展迅速，各种性能、量程的高量程加速度传感器己经相继报道。现有技术中的惯性追踪方法繁琐，采集的信息受噪音影响大，故而不精确。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现有技术中运动追踪方法因噪音影响而导致灵敏度不好的缺陷，提供一种运动惯性追踪方法来解决上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0005]—种运动惯性追踪的方法，所述方法应用于一种运动惯性追踪系统，所述系统包括加速计模块、控制模块、陀螺仪模块;所述加速计模块包括至少两个加速计，两个加速计相隔一定距离设置在活动物体上；陀螺仪模块设置在所述活动物体上;加速计模块和陀螺仪模块分别与控制模块电连接；
[0006]所述方法包括以下步骤:
[0007]11 )t时刻加速度信号采集及传输
[0008]至少两个加速计分别测出活动物体在t时刻的加速度信号，并将t时刻的加速度信号传输给控制模块；
[0009]12)确定t时刻的位置
[0010]控制模块根据至少两个加速计传输来的t时刻的加速度信号确定活动物体在t时刻的位置；
[0011]13)t-l时刻加速度信号采集级传输
[0012]至少两个加速计分别测出活动物体在t-Ι时刻的加速度;并将t-Ι时刻的加速度信号传输给控制模块；
[0013]14)确定t-1时刻的位置
[0014]控制模块根据至少两个加速计传输来的t-Ι时刻的加速度信号确定活动物体在t时刻的位置；
[0015]15)位置矫正
[0016]控制模块根据两个加速度计的相对位置校正t一I时刻的位置；
[0017]16)角速度信号采集及传输
[0018]陀螺仪模块采集活动物体的角速度信号并将角速度信号传输给控制模块；
[0019]17)计算
[0020]控制模块根据陀螺仪模块传输的角速度信号计算出活动物体t一 t-Ι的旋转角度。[0021 ]优选的，所述步骤15)中的矫正方法为最小平方法。
[0022]优选的，所述至少两个加速度计的位置在活动物体的不同平面上。
[0023]优选的，所述加速度计为三周加速度计。
[0024]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0025]本发明提供的方法操作简单，由于减少了惯性测量系统中的磁性罗盘模块，减少了被测物体周围电子设备及磁场干扰，极大地精确物体旋转角度的数值，提高了测量精度；同时，由于减少了磁性罗盘，降低了测量设备的成本。
【附图说明】
[0026]图1为本发明提供的一种运动惯性追踪方法应用于一种运动惯性追踪系统的结构图；
[0027]图2为本发明提供的一种运动惯性追踪方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:
[0029]如图1所示，一种运动惯性追踪的方法，所述方法应用于一种运动惯性追踪系统，所述系统包括加速计模块、控制模块、陀螺仪模块;所述加速计模块包括至少两个加速计，两个加速计相隔一定距离设置在活动物体上；陀螺仪模块设置在所述活动物体上;加速计模块和陀螺仪模块分别与控制模块电连接。
[0030 ] 如图2所示，所述方法包括以下步骤:
[0031 ]步骤1.t时刻加速度信号采集及传输
[0032]至少两个加速计分别测出活动物体在t时刻的加速度信号，并将t时刻的加速度信号传输给控制模块；
[0033]步骤2.确定t时刻的位置
[0034]控制模块根据至少两个加速计传输来的t时刻的加速度信号确定活动物体在t时刻的位置；
[0035]步骤3.t-Ι时刻加速度信号采集级传输
[0036]至少两个加速计分别测出活动物体在t-Ι时刻的加速度;并将t-Ι时刻的加速度信号传输给控制模块；
[0037]步骤4.确定t-1时刻的位置
[0038]控制模块根据至少两个加速计传输来的t-Ι时刻的加速度信号确定活动物体在t时刻的位置；
[0039]步骤5.位置矫正
[0040]控制模块根据两个加速度计的相对位置校正t一I时刻的位置；
[0041 ]步骤6.角速度信号采集及传输
[0042]陀螺仪模块采集活动物体的角速度信号并将角速度信号传输给控制模块；
[0043]步骤7.计算
[0044]控制模块根据陀螺仪模块传输的角速度信号计算出活动物体t一 t-Ι的旋转角度。
[0045]所述至少两个加速计分别测出活动物体在t时刻的加速度信号，然后分别传输至控制模块，控制单元模块据此确定活动物体在t时刻的位置，根据时间的连续性为依据，两个加速计分别测出在t一 I时刻的加速度，控制单元模块据此确定活动物体在t一 I的位置，然后控制模块根据两个加速度计的相对位置校正t一 I时刻的位置;控制模块根据陀螺仪模块传输的角速度信号计算出活动物体t至t一I的旋转角度。
[0046]本发明提供的矫正方法为最小平方法。
[0047]本发明提供的至少两个加速度计的位置在活动物体的不同平面上。
[0048]本发明提供的加速度计为三周加速度计。
[0049]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种运动惯性追踪的方法，所述方法应用于一种运动惯性追踪系统，所述系统包括加速计模块、控制模块、陀螺仪模块;所述加速计模块包括至少两个加速计，两个加速计相隔一定距离设置在活动物体上；陀螺仪模块设置在所述活动物体上;加速计模块和陀螺仪模块分别与控制模块电连接； 其特征在于:所述方法包括以下步骤: 11H时刻加速度信号采集及传输 至少两个加速计分别测出活动物体在t时刻的加速度信号，并将t时刻的加速度信号传输给控制模块； 12)确定t时刻的位置 控制模块根据至少两个加速计传输来的t时刻的加速度信号确定活动物体在t时刻的位置； 13H-1时刻加速度信号采集级传输 至少两个加速计分别测出活动物体在t-ι时刻的加速度;并将t-1时刻的加速度信号传输给控制模块； 14)确定t-1时刻的位置 控制模块根据至少两个加速计传输来的t-1时刻的加速度信号确定活动物体在t时刻的位置； 15)位置矫正 控制模块根据两个加速度计的相对位置校正t一 I时刻的位置； 16)角速度信号采集及传输 陀螺仪模块采集活动物体的角速度信号并将角速度信号传输给控制模块； 17)计算 控制模块根据陀螺仪模块传输的角速度信号计算出活动物体t 一 t-Ι的旋转角度。2.根据权利要求1所述的一种运动惯性追踪的方法，其特征在于:所述步骤15)中的矫正方法为最小平方法。3.根据权利要求1所述的一种运动惯性追踪的方法，其特征在于:所述至少两个加速度计的位置在活动物体的不同平面上。4.根据权利要求1所述的一种运动惯性追踪的方法，其特征在于:所述加速度计为三周加速度计。
【专利摘要】本发明公开一种运动惯性追踪方法，所述方法应用于一种运动惯性追踪系统，方法包括以下步骤：11)t时刻加速度信号采集及传输；12)确定t时刻的位置；13)t-1时刻加速度信号采集级传输；14)确定t-1时刻的位置；15)位置矫正；16)角速度信号采集及传输；17)计算。控制模块根据陀螺仪模块传输的角速度信号计算出活动物体t—t-1的旋转角度。本发明提供的方法操作简单，由于减少了惯性测量系统中的磁性罗盘模块，减少了被测物体周围电子设备及磁场干扰，极大地精确物体旋转角度的数值，提高了测量精度；同时，由于减少了磁性罗盘，降低了测量设备的成本。
【IPC分类】G01C21/16
【公开号】CN105628021
【申请号】CN201510963145
【发明人】陈拥权, 李建中, 郑荣稳, 鲁加旺
【申请人】安徽寰智信息科技股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月17日