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  CN201110343444.1

專利類型:

發(fā)明

IPC 分類號(hào):   

G01C25/00

應(yīng)用領(lǐng)域:  

三維姿態(tài)跟蹤領(lǐng)域，用于獲取手機(jī)姿態(tài)從而設(shè)計(jì)更自然的人機(jī)交互應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn):  

現(xiàn)有針對(duì)三軸微加速度傳感器、三軸微陀螺儀傳感器和三軸地磁傳感器參數(shù)的標(biāo)定技術(shù)存在需要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理方法， 并且高精度轉(zhuǎn)臺(tái)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分容易引入磁場(chǎng)干擾；沒(méi)有給出三軸微加速度傳感器、三軸微陀螺儀傳感器和三軸地磁傳感器之間的坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)的方法，采樣數(shù)據(jù)是隨機(jī)的。

技術(shù)優(yōu)勢(shì):

1、無(wú)需高精密的無(wú)磁轉(zhuǎn)臺(tái)以及復(fù)雜的標(biāo)定流程。標(biāo)定過(guò)程中只需要借助于一個(gè)能提供相對(duì) 45°角的無(wú)磁兩自由度的轉(zhuǎn)臺(tái)。

2、根據(jù)在任意靜止姿態(tài)下三軸微加速度傳感器和三軸地磁傳感器模值不變特性，獲取加速度計(jì)和磁力計(jì)的零漂、比例因子和正交矩陣，該方法可在任意姿態(tài)下采集數(shù)據(jù)，故對(duì)標(biāo)定平臺(tái)無(wú)任何位置精度要求，只要平臺(tái)是無(wú)磁材料即可；

3、利用加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)的叉乘向量的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和對(duì)準(zhǔn)矩陣特性，獲得磁力計(jì)到加速度計(jì)對(duì)準(zhǔn)矩陣參數(shù)， 加速度傳感器和磁力計(jì)傳感器的聯(lián)合標(biāo)定，充分運(yùn)用了這兩類傳感器在確定空間姿態(tài)的相關(guān)性；

4、利用陀螺儀零漂與自身所受加速度的關(guān)聯(lián)性，求得陀螺儀的零漂因子，利用自身加速度數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)自身的陀螺儀標(biāo)定，具有一定的互標(biāo)定優(yōu)點(diǎn)；

5、根據(jù)陀螺積分后確定的角度誤差模型與實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度建立目標(biāo)函數(shù)，求得陀螺儀的比例因子和正交矩陣；

6、本發(fā)明中所有的標(biāo)定參數(shù)是通過(guò)遺傳算法求得的，采用遺傳算法能夠快速的找到能滿足標(biāo)定精度的各傳感器標(biāo)定參數(shù)。

摘要:   

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于遺傳算法的慣性/地磁傳感器標(biāo)定方法。具體是對(duì)集成了三軸微加速度傳感器、三軸微陀螺儀傳感器和三軸地磁傳感器的姿態(tài)跟蹤單元進(jìn)行標(biāo)定的方法。包括：

1) 用自行設(shè)計(jì)的二軸無(wú)磁轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)采集全姿態(tài)下的傳感器數(shù)據(jù)；

2) 利用三軸微加速度傳感器和三軸地磁傳感器在靜止情況下輸出數(shù)據(jù)的模值恒定原理來(lái)標(biāo)定自身的零漂、比例因子和正交參數(shù)；

3) 利用三軸微加速度傳感器和三軸地磁傳感器數(shù)據(jù)叉乘向量的空間旋轉(zhuǎn)角度來(lái)標(biāo)定它們的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)；

4) 基于標(biāo)定的三軸微加速度傳感器來(lái)標(biāo)定三軸微陀螺儀的零漂參數(shù)；5)基于三軸微陀螺儀傳感器數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)臺(tái)所提供的旋轉(zhuǎn)角度標(biāo)定其比例因子和正交參數(shù)。

本發(fā)明提供了一種快速、簡(jiǎn)潔的標(biāo)定方法。

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