姿态测量装置自动校正的方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种姿态测量装置自动校正的方法，包括发射模块、接收模块、处理模块，所述发射模块包括姿态测量装置、重力检测装置和发射装置，所述发射装置可以发射激光面，所述接收模块包括CCD相机。与现有技术相比，本发明专利技术利用发射装置发射激光面而接收模块接收不同特征光信号的方式，调整x轴、y轴、z轴角度零点的位置，降低了姿态测量装置的误差累积带来的影响，减少了使用者的不适应感并增加了沉浸感，对于体感操作和虚拟现实有较大的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及姿态测量领域，更具体地说，涉及一种姿态测量装置自动校正的方法及系统。
技术介绍
姿态测量一般采用姿态测量装置来测量角度信息，姿态测量装置的类型很多，利用三轴地磁解耦和三轴加速度计，受外力加速度影响很大，在运动/振动等环境中，输出方向角误差较大,此外地磁传感器有缺点，它的绝对参照物是地磁场的磁力线,地磁的特点是使用范围大，但强度较低，约零点几高斯，非常容易受到其它磁体的干扰。陀螺仪输出角速度，是瞬时量，角速度在姿态平衡上是不能直接使用，需要角速度与时间积分计算角度，得到的角度变化量与初始角度相加，就得到目标角度，其中积分时间Dt越小，输出角度越精确,但陀螺仪的原理决定了它的测量基准是自身，并没有系统外的绝对参照物，加上Dt是不可能无限小,所以积分的累积误差会随着时间流逝迅速增加，最终导致输出角度与实际不符。
技术实现思路
为了解决当前姿态测量装置累计误差影响角度测量的缺陷，本专利技术提供一种可以消除累计误差的姿态测量装置自动校正装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种姿态测量装置自动校正的方法，包括发射模块、接收模块、处理模块，所述发射模块包括姿态测量装置、重力检测装置和发射装置，所述发射装置可以发射激光面，所述接收模块包括CCD相机，所述姿态测量装置通过以下步骤进行自动校正：S1：所述发射装置发射激光面，所述接收模块处于待机状态；S2：所述接收模块根据所述CCD相机传递的信号传递对应信息到所述处理模块；S3：所述处理模块根据所述接收模块传递的信息对所述姿态测量装置进行校正。优选地，所述CCD相机具有像素检测功能，可以识别所述发射装置发射的激光在所述CCD相机上形成的影像的像素。优选地，存在一个临界角，所述临界角对应的所述CCD相机拍摄的激光影像中单位长度的标准像素，当进入所述CCD相机入射激光的入射角小于所述临界角时，所述CCD相机检测到的单位长度的像素小于标准像素；当进入所述CCD相机入射激光的入射角大于所述临界角时，所述CCD相机检测到的单位长度的像素大于标准像素。优选地，所述临界角为85°。优选地，所述接收模块根据所述光感应装置传递的信号通过以下步骤判断校正信息：S2.1以所述CCD相机为基准建立直角坐标系，z轴与地面垂直，正方向朝上,以光线垂直入射所述CCD相机镜片中心的光线方向为x轴负方向，y轴正方向满足坐标系xyz成右手系；S2.2当所述手柄的几何轴心垂直于地面且所述手柄的顶端朝上时，所述手柄的x轴、y轴角度为零；当所述手柄发射的激光面垂直于所述CCD相机的背面且光线传播方向朝向x轴负方向时，所述手柄的z轴角度为零；S2.3当所述CCD相机检测到激光影像的单位像素高于标准像素，并且所述重力检测装置检测到所述接收装置与竖直方向的夹角为零，所述处理模块调零x轴、y轴、z轴的角度信息。优选地，所述发射模块包括发射端嵌入式控制模块，所述发射端嵌入式控制模块可以接收所述重力检测装置和所述姿态测量装置传输的数据，并将接收到的数据传递到所述处理模块。优选地，所述发射端嵌入式控制模块在接收到所述姿态测量装置和所述重力检测装置发来的数据信息后，将数据信息打上时间戳后发送到所述处理模块进行处理。优选地，当所述处理模块接收到所述接收模块传递来的校正信号后，所述处理模块核对接收到校正信号的时刻t2，并且检测接收到的带时间戳的数据信息，当所述处理模块检测到带时间戳的数据信息的时间戳显示的时间点晚于或等于t2时刻时，所述处理模块按照校正信息对所述姿态测量装置的角度信息进行校正，校正完成后，所述运算处理器在再次接收到所述接收模块传递来的校正信号之前不再监测数据信息的时间戳。提供一种姿态测量装置自动校正系统，其特征在于，所述发射模块包括发射端无线传输模块，所述处理模块包括处理端无线传输模块，所述发射端无线传输模块和所述处理端无线传输模块之间可以通过无线传输的方式传递信息。优选地，所述发射模块为手柄，所述手柄包括发射端口和面激光发射器，所述发射端口为矩形狭缝状，所述面激光发射器发射的激光通过发射端口射入外部空间，形成扇形激光面，当所述手柄的几何轴心垂直于地面时，所述激光面与地面相垂直。与现有技术相比，本专利技术利用发射装置发射激光面而接收模块接收不同特征光信号的方式，调整x轴、y轴、z轴角度零点的位置，降低了姿态测量装置的误差累积带来的影响，减少了使用者的不适应感并增加了沉浸感，对于体感操作和虚拟现实有较大的意义。相对于手动重置姿态检测装置的零点，本专利技术姿态测量装置自动校正的方法和系统调整更加自然和精确，一方面防止了使用者凭“感觉”调零带来的误差，另一方面使使用者在使用过程中自然和不自觉地调零，增加了沉浸感，也减少了刻意调整的生硬，增加了游戏性，提升了体验效果。利用CCD相机的设置，保证了光线必须满足一定的入射条件才可以使CCD相机产生对应的响应，实现了通过像素识别来判断发射模块姿态的方法，使本专利技术的姿态调零得以实现。重力检测装置可以检测发射模块对于重力方向的偏转角度，配合光感应调零的方法实现了姿态测量装置的x轴、y轴、z轴三轴的角度调整，使姿态测量装置在x轴、y轴、z轴的误差积累都可以被校正。CCD相机的临界角设置为85°一方面可以达到校正姿态测量装置误差累积的效果，另一方面可以使发射模块得到校正的机会大为增加，防止将临界角设置得过大导致的入射角长时间不满足临界角而无法进行校正的情况发生。通过设置x轴、y轴、z轴的零点位置来对应激光面的照射角度，从而对应发射模块的姿态的方法，建立了较为简便的姿态识别规则，更方便使用光感应校正姿态。手柄的发射端口被设置为狭长矩形状，可以保证出射的激光形成比较薄的激光面而不会发散，保证了光感应调零的实现。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术姿态测量装置自动校正的系统模块示意图；图2是以手柄为示例的发射模块示意图；图3是以CCD相机为示例的接收装置示意图；图4是CCD相机调零x轴、y轴、z轴示意图；图5是CCD相机不发出调零指令示意图之一；图6是CCD相机不发出调零指令示意图之二；图7是姿态测量装置校正流程示意图。具体实施方式为了解决当前姿态测量装置累计误差影响角度测量的缺陷，本专利技术提供一种可以消除累计误差的姿态测量装置自动校正的方法及系统。为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图1，本专利技术姿态测量装置自动校正系统包括接收模块1、发射模块2和处理模块3。接收模块1包括接收装置11、接收端嵌入式控制模块13，接收装置11和接收端嵌入式控制模块13电性连接。发射模块2包括发射装置21、发射端嵌入式控制模块22、姿态测量装置23、电源模块24、重力检测装置25、操作装置27和发射端无线传输模块29，其中，发射端嵌入式控制模块22与电源模块24电性连接，发射端嵌入式控制模块22与电源模块24分别与发射装置21、姿态测量装置23、重力检测装置25、操作装置27和发射端无线传输模块29电性连接。处理模块3包括处理端无线传输模块31和运算处理器33，处理端无线传输模块31和运算处理器33电性连接，运算处理器33与接收端嵌入式控制模块13电性连接，处理端无线传输模块31可以与发射端无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种姿态测量装置自动校正的方法，其特征在于，包括发射模块、接收模块、处理模块，所述发射模块包括姿态测量装置、重力检测装置和发射装置，所述发射装置可以发射激光面，所述接收模块包括CCD相机，所述姿态测量装置通过以下步骤进行自动校正：S1：所述发射装置发射激光面，所述接收模块处于待机状态；S2：所述接收模块根据所述CCD相机传递的信号传递对应信息到所述处理模块；S3：所述处理模块根据所述接收模块传递的信息对所述姿态测量装置进行校正。

【技术特征摘要】
1.一种姿态测量装置自动校正的方法，其特征在于，包括发射模块、接收模块、处理模块，所述发射模块包括姿态测量装置、重力检测装置和发射装置，所述发射装置可以发射激光面，所述接收模块包括CCD相机，所述姿态测量装置通过以下步骤进行自动校正：S1：所述发射装置发射激光面，所述接收模块处于待机状态；S2：所述接收模块根据所述CCD相机传递的信号传递对应信息到所述处理模块；S3：所述处理模块根据所述接收模块传递的信息对所述姿态测量装置进行校正。2.根据权利要求1所述的姿态测量装置自动校正的方法，其特征在于，所述CCD相机具有像素检测功能，可以识别所述发射装置发射的激光在所述CCD相机上形成的影像的像素。3.根据权利要求2所述的姿态测量装置自动校正的方法，其特征在于，存在一个临界角，所述临界角对应的所述CCD相机拍摄的激光影像中单位长度的标准像素，当进入所述CCD相机入射激光的入射角小于所述临界角时，所述CCD相机检测到的单位长度的像素小于标准像素；当进入所述CCD相机入射激光的入射角大于所述临界角时，所述CCD相机检测到的单位长度的像素大于标准像素。4.根据权利要求3所述的姿态测量装置自动校正的方法，其特征在于，所述临界角为85°。5.根据权利要求4所述的姿态测量装置自动校正的方法，其特征在于，所述接收模块根据所述光感应装置传递的信号通过以下步骤判断校正信息：S2.1以所述CCD相机为基准建立直角坐标系，z轴与地面垂直，正方向朝上,以光线垂直入射所述CCD相机镜片中心的光线方向为x轴负方向，y轴正方向满足坐标系xyz成右手系；S2.2当所述手柄的几何轴心垂直于地面且所述手柄的顶端朝上时，所述手柄的x轴、y轴角度为零；当所述手柄发射的激光面垂直于所述CCD相机的背面且光线传播方向朝向x轴负方向时，所述手柄的z轴角度为零；...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴东，
申请(专利权)人：深圳市虚拟现实科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44