用于姿態校正的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本技術一般地涉及校正姿態，以及更具體地涉及校正所確定的電子設備的姿態。
【背景技術】
[0002] 電子設備的姿態通常用于將電子設備在相對坐標系中的位置轉換至整體坐標系。 許多電子設備用陀螺儀來確定姿態。盡管陀螺儀可以精確地檢測電子設備相對于電子設備 的先前方位的方位，但用陀螺儀檢測姿態通常不精確并且誤差可能隨著時間而加劇。因此， 僅使用陀螺儀來確定電子設備的姿態可能難以精確地確定電子設備的姿態。
【發明內容】
[0003] 根據本技術的某一方面，提供一種用于姿態校正的計算機實現的方法。所述方法 包括檢測電子設備的加速度和姿態。所述方法進一步包括檢測電子設備的加速度和姿態。 所述方法進一步包括識別時間段，其中所述電子設備在所述時間段的起點時的速度與所述 電子設備在所述時間段的終點時的速度相等。所述方法進一步包括基于所識別的時間段以 及在所述時間段期間所檢測的所述電子設備的加速度計算姿態校正。所述方法進一步包括 用所計算的姿態校正來校正所檢測的所述電子設備的姿態。
[0004] 根據本技術的另一方面，提供一種用于姿態校正的系統。所述系統包括一個或多 個處理器以及機器可讀介質，所述機器可讀介質包括其中存儲的指令，所述指令在被所述 處理器執行時使得所述處理器執行操作，所述操作包括檢測電子設備的加速度和姿態。所 述操作進一步包括識別時間段，其中所述電子設備在所述時間段的起點時的速度與所述電 子設備在所述時間段的終點時的速度相等。所述操作進一步包括基于所識別的時間段以及 在所述時間段期間所檢測的所述電子設備的加速度計算姿態校正，其中計算所述姿態校正 包括對于Αφ求丨
其中A'abs是所測量 的在絕對坐標系中的加速度，Aabs是在絕對坐標系中的加速度的真值，ti是所述時間段的所 述起點，t2是所述時間段的所述終點，g是重力，并且?((3是在所述時間段期間所述電子設備 的姿態方差。所述操作進一步包括用所計算的姿態校正來校正所檢測的所述電子設備的姿 ??τ〇
[0005] 根據本技術的另一方面，提出一種用于姿態校正的機器可讀介質。所述機器可 讀介質包括在其中存儲的指令，所述指令在被所述處理器執行時使得所述處理器執行操 作，所述操作包括檢測智能電話設備的加速度和姿態，其中由所述智能電話設備的加速度 計組件來檢測所述智能電話設備的所述加速度，并且其中由所述智能電話設備的陀螺儀 組件來檢測所述智能電話設備的所述姿態。所述操作進一步包括識別時間段，其中所述 智能電話設備在所述時間段的起點時的速度與所述智能電話設備在所述時間段的終點時 的速度相等。所述操作進一步包括基于所識別的時間段以及在所述時間段期間所檢測的 所述智能電話設備的加速度來計算姿態校正，其中計算所述姿態校正包括對于Δφ求解
實中A' abs是所測量的在絕對坐標系 中的加速度，Aabs是在絕對坐標系中的加速度真值，h是所述時間段的所述起點，t2是所 述時間段的所述終點，g是重力，并且Αφ是在所述時間段期間所述智能電話設備的姿態方 差。所述操作進一步包括用所計算的姿態校正來校正所檢測的所述智能電話設備的姿態。
[0006] 根據本技術的另一方面，提供一種用于姿態校正的系統。所述系統包括加速度計， 所述加速度計被配置成檢測電子設備的加速度并且提供加速度信號。所述系統進一步包括 陀螺儀，所述陀螺儀被配置成檢測所述電子設備的方位并且基于所檢測的方位提供姿態信 號。所述系統進一步包括姿態模塊，所述姿態模塊被配置成基于由所述陀螺儀提供的姿態 信號來確定所述電子設備的姿態。所述系統進一步包括校正模塊，所述校正模塊被配置成 從所述加速度儀接收所述加速度信號并且從所述陀螺儀接收所述姿態信號，其中所述校正 模塊被進一步配置成基于所接收的加速度信號以及所接收的姿態信號識別時間段，其中所 述電子設備在所述時間段的起點時的速度與所述電子設備在所述時間段的終點時的速度 相等，并且其中所述校正模塊被進一步配置成基于所識別的時間段以及在所述時間段期間 所述電子設備的所檢測的加速度來計算姿態校正并且將所述姿態校正提供給所述姿態模 塊，并且其中所述姿態模塊被進一步配置成基于所述姿態校正來校正所確定的所述電子設 備的姿態。
[0007] 在下面的說明書中闡明并且在某種程度上由說明書顯而易見或者可以通過本技 術的實施了解本技術的其他特征以及優點。將通過本文的說明書和權利要求書以及附圖中 具體指出的結構實現并且獲得本技術的優點。
[0008] 應理解的是，前述
【發明內容】
以及后述【具體實施方式】均為示例和說明并且旨在為要 求保護的技術提供進一步說明。
【附圖說明】
[0009] 被包括以提供本技術的進一步理解并且并入說明書并構成其一部分的附圖圖示 了本技術的某些方面并結合說明書一起用來解釋本技術的原理。其中：
[0010] 圖1圖示出姿態校正系統的示例框圖；
[0011] 圖2圖示出用于識別電子設備在時間段起點時的速度與在時間段終點時的速度 相等的時間段的示例框圖；
[0012] 圖3Α圖示出用于校正電子設備在時間段的起點和終點時處于靜態時的時間段期 間的電子設備的所確定的姿態的示例過程；
[0013] 圖3Β圖示出用于校正電子設備在時間段的起點和終點時處于周期性運動的共同 階段的時間段期間的電子設備的所確定的姿態的示例過程；
[0014] 圖4A-4C圖示出用于確定周期性運動的共同階段的加速度信號的變換以及分解 的示例截圖；
[0015] 圖5概念地圖示出用來實現本技術的一些實施方式的電子系統。
【具體實施方式】
[0016] 下文所述的【具體實施方式】旨在說明本技術的各種配置而不旨在表示可以實踐本 技術的唯一配置。然而，顯而易見地，本技術不限于本文所述的特定細節并且可以在沒有所 述特定細節的情況下被實踐。在一些情況下，為了避免本技術的概念模糊，以框圖形式示出 結構和組件。
[0017] 根據本公開，提供一種用于姿態校正的系統和方法。所述系統使用來自陀螺儀以 及加速度計的信號來計算電子設備的姿態。陀螺儀檢測電子設備的方位并且輸出姿態信 號。加速度計檢測電子設備的加速度并且輸出加速度信號。所述系統基于加速度信號確定 姿態方差以校正所檢測的姿態。
[0018] 在一個示例中，能夠通過求解下列等式來計算在^與t2之間的時間段內在絕對坐 標系中電子設備的加速度：
[0019]
[0020] 其中Aabs是在絕對坐標系中的加速度的真值，ti是時間段的起點，12是時間段的 終點，并且g是重力。通過將tJP12選取為對應于其中Vtl和Vt2相等的時間段，將方程式 (1)簡化為：
[0021]
[0022] 能夠通過對A'abs求解下列等式來計算在絕對坐標系中的所測量的加速度：
[0023] A'ah=A'r(3)
[0024] 其中，A'abs是所測量的在絕對坐標系中的加速度，A' 是在相對坐標系中的加速 度，并且Φ'是所測量的姿態。此外，能夠通過對Aabs求解下列等式來計算絕對坐標系中的加 速度的真值：
[0025]
[0026] 其中，Aabs是絕對坐標系中的加速度的真值，A是相對坐標系中的加速度的真值， 并且Φ是姿態的真值。對于短時間段中的Φ的變化，t能夠被寫為：
[0027]
[0028] 其中，Φι是在時間t叮的安慫，Λ,定仕規叮|日」扠円的t的變化，并且ω是在時間 t時的角速度。如果在h時的姿態偏離其實值，則能夠通過求解下列等式來計算在ti時所 測量的姿態：
[0029]
[0030] 其中，:?ρ.'η是在ti時所測量的姿態，φι:?是在ti時姿態的真值，并且Αω是在短時 間段內的f的變化。
[0031] 在時所測量的姿態如果不被糾正則會保持錯誤。在這種情況下，在t時所測量 的姿態由下列等式給出：
[0032]
[0033] 其中，t能夠是包括h的任意時間。因為在相對坐標系下能夠直接測量加速度，所 以能夠假定A'ral等于Aral。在該條件下，能夠通過對求解下列等式來計算在1^與12之 間的時間段內的姿態方差：
[0034]
[0035] 其中，A'abs是在絕對坐標系中所測量的加速度，Aabs是在絕對坐標系中的加速度的 真值，h是所述時間段的所述起點，12是所述時間段的所述終點，g是重力，并且Δφ是在所 述時間段期間所述電子設備的姿態方差。
[0036] 為了找出適當的時間對tJP12，所述系統確定在電子設備的運動中的靜態/靜止 點對或者在電子裝置的周期性運動中的同步點對。在一個示例中，所述系統查找當電子設 備處于靜止時的兩個時間以找出靜態/靜止點對。在該情況下，Vtl_Vt2為零。如果電子設 備進行周期性運動，則所述系統查找電子設備處于周期的相同階段的兩個同步點。在該情 況下，Vtl_Vt2也能夠被假定為零。然后，所述系統使用與所確定的點對相關聯的時間戳來計 算姿態方差。
[0037] 在一個示例中，所述系統以第一間隔△h周期性地捕獲來自加速度計的加速度信 號并且將其存儲于信號隊列中。將每一所捕獲的加速度信號與先前所捕獲的加速度信號之 間的差與閾值進行比較。如果在第二時間間隔A、內相繼捕獲的加速度信號之間的差保 持低于閾值，則電子設