基于惯性测量单元的转角测量装置、方法及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种基于惯性测量单元的转角测量装置、方法及电子设备，根据惯性测量单元中加速度计的XYZ三轴的测量数据确定待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值，并根据确定的XYZ三轴的权值以及当前时刻惯性测量单元中陀螺仪的XYZ三轴的测量数据，计算待测物体在当前时刻的转角，能够在非特定姿态的情况下对待测物体的转角进行准确的测量，且计算复杂度较低，能够进行实时测量。

【技术实现步骤摘要】
基于惯性测量单元的转角测量装置、方法及电子设备
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种基于惯性测量单元的转角测量装置、方法及电子设备。
技术介绍
近年来，对于基于位置服务的需求与日俱增，从而定位技术的应用也逐渐广泛。其中，对于物体的转角测量是重要的课题之一。当前，惯性测量单元(IMU，InertialMeasurementUnit)常集成于飞行器、机器人、可穿戴设备以及智能手机上以用于检测物体的姿态以及运动轨迹信息，现有的基于惯性测量单元的转角测量方法需要基于一个重要前提，即，在测量过程中惯性测量单元相对于待测物体需要保持特定姿态，例如，惯性测量单元与待测物体保持30度的特定角度。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
在实际应用中，任意的固定姿态甚至姿态可变情况下的应用场景也非常广泛，例如，在人体运动过程中，当利用智能手机中的惯性测量单元检测人体运动的转角时，智能手机的姿态可能并不是保持特定的，其与人体的角度可能并不能一直保持上述30度的特定角度。当利用上述现有的基于惯性测量单元的转角测量方法时，在惯性测量单元的姿态不特定的情况下，其测量结果并不能反映人体的真实运动状态，导致测量结果不准确。本专利技术实施例提供一种惯性测量单元的转角测量装置、方法及电子设备，根据惯性测量单元中加速度计的XYZ三轴的测量数据确定待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值，并根据确定的XYZ三轴的权值以及当前时刻惯性测量单元中陀螺仪的XYZ三轴的测量数据，计算待测物体在当前时刻的转角，能够在非特定姿态的情况下对待测物体的转角进行准确的测量，且计算复杂度较低，能够进行实时测量。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于惯性测量单元的转角测量装置，所述惯性测量单元被待测物体携带，所述惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，所述装置包括：第一确定单元，其用于根据所述加速度计的XYZ三轴的测量数据，确定所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值；第一计算单元，其用于根据确定的所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值以及所述陀螺仪在当前时刻的XYZ三轴的测量数据，计算所述待测物体在当前时刻的转角。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括根据本专利技术实施例的第一方面所述的装置。根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种基于惯性测量单元的转角测量方法，所述惯性测量单元被待测物体携带，所述惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，所述方法包括：根据所述加速度计的XYZ三轴的测量数据，确定所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值；根据确定的所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值以及所述陀螺仪在当前时刻的XYZ三轴的测量数据，计算所述待测物体在当前时刻的转角。本专利技术的有益效果在于：根据惯性测量单元中加速度计的XYZ三轴的测量数据确定待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值，并根据确定的XYZ三轴的权值以及当前时刻惯性测量单元中陀螺仪的XYZ三轴的测量数据，计算待测物体在当前时刻的转角，能够在非特定姿态的情况下对待测物体的转角进行准确的测量，且计算复杂度较低，能够进行实时测量。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本专利技术实施例1的基于惯性测量单元的转角测量装置的示意图；图2是本专利技术实施例1的第一确定单元101的示意图；图3是本专利技术实施例1的第一检测单元103的示意图；图4是本专利技术实施例1的第二确定单元201的示意图；图5是本专利技术实施例1的第一计算单元102的示意图；图6是本专利技术实施例1的根据运动主轴确定的XYZ三轴权值的变化情况来检测该惯性测量单元的姿态变化的示意图；图7是本专利技术实施例1的第八确定单元106的示意图；图8是本专利技术实施例2的电子设备的示意图；图9是本专利技术实施例2的电子设备的系统构成的示意框图；图10是本专利技术实施例3的基于惯性测量单元的转角测量方法的示意图；图11是本专利技术实施例3的基于惯性测量单元的转角测量方法的另一示意图。具体实施方式参照附图，通过下面的说明书，本专利技术的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本专利技术的特定实施方式，其表明了其中可以采用本专利技术的原则的部分实施方式，应了解的是，本专利技术不限于所描述的实施方式，相反，本专利技术包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。实施例1本实施例提供一种基于惯性测量单元的转角测量装置，该惯性测量单元被待测物体携带，该惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪。图1是本专利技术实施例1的基于惯性测量单元的转角测量装置的示意图。如图1所示，该转角测量装置100包括：第一确定单元101，其用于根据该加速度计的XYZ三轴的测量数据，确定待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值；第一计算单元102，其用于根据确定的该待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值以及所述陀螺仪在当前时刻的XYZ三轴的测量数据，计算该待测物体在当前时刻的转角。在本实施例中，该转角测量装置100基于惯性测量单元的测量数据进行转角的测量，惯性测量单元可以不包含在该转角测量装置100中，而只是将测量数据提供给该转角测量装置100使用，其也可以包含在该转角测量装置100中。在本实施例中，待测物体携带该惯性测量单元，例如，该惯性测量单元集成于飞行器、机器人、可穿戴设备以及智能手机等电子设备中，飞行器或机器人，或者佩戴该可穿戴设备以及携带该智能手机的用户，可以作为待测物体。在本实施例中，该惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，其可以使用现有结构。由上述实施例可知，根据惯性测量单元中加速度计的XYZ三轴的测量数据确定待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值，并根据确定的XYZ三轴的权值以及当前时刻惯性测量单元中陀螺仪的XYZ三轴的测量数据，计算待测物体在当前时刻的转角，能够在非特定姿态的情况下对待测物体的转角进行准确的测量，且计算复杂度较低，能够进行实时测量。在本实施例中，第一确定单元101用于根据该加速度计的XYZ三轴的测量数据，确定待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值。在本实施例中，该待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值指的是陀螺仪的XYZ三轴的测量数据用于计算当前时刻的转角时，该陀螺仪的XYZ三轴的测量数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于惯性测量单元的转角测量装置，所述惯性测量单元被待测物体携带，所述惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，所述装置包括：第一确定单元，其用于根据所述加速度计的XYZ三轴的测量数据，确定所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值；第一计算单元，其用于根据确定的所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值以及所述陀螺仪在当前时刻的XYZ三轴的测量数据，计算所述待测物体在当前时刻的转角。

【技术特征摘要】
1.一种基于惯性测量单元的转角测量装置，所述惯性测量单元被待测物体携带，所述惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，所述装置包括：第一确定单元，其用于根据所述加速度计的XYZ三轴的测量数据，确定所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值；第一计算单元，其用于根据确定的所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的权值以及所述陀螺仪在当前时刻的XYZ三轴的测量数据，计算所述待测物体在当前时刻的转角。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括：第一检测单元，其用于检测所述待测物体是否处于准静态；所述第一确定单元包括：第二确定单元，其用于当所述待测物体没有处于准静态时，根据所述加速度计在当前时刻之前预定时间段内的XYZ三轴的测量数据，确定所述待测物体在当前时刻的运动主轴，并根据所述运动主轴确定所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的所述权值；第三确定单元，其用于当所述待测物体处于准静态时，根据所述加速度计在当前时刻的XYZ三轴的测量数据，获得当前时刻的XYZ三轴的重力分量，并根据所述重力分量确定所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的所述权值。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一检测单元包括：第二计算单元，其用于计算所述加速度计在当前时刻的XYZ三轴的测量数据的模值与重力加速度的差值；第四确定单元，其用于当所述差值小于或等于预定阈值时，确定所述待测物体在当前时刻处于准静态；第五确定单元，其用于当所述差值大于所述预定阈值时，确定所述待测物体在当前时刻没有处于准静态。4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第二确定单元包括：第三计算单元，其用于计算所述加速度计在当前时刻之前预定时间段内的XYZ三轴的测量数据的均值的绝对值与重力加速度之间的差值的绝对值；第六确定单元，其用于将测量数据的均值的绝对值与重力加速度之间的差值的绝对值最小的轴作为所述待测物体在当前时刻的运动主轴；第七确定单元，其用于根据所述运动主轴确定所述待测物体在当前时刻的XYZ三轴的所述权值。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁根明，田军，赵倩，谢莉莉，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP