一种三维姿态角的计算方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种三维姿态角的计算方法与系统，所述方法包括获取运动物体对应的运动信息，对所述运动信息进行CRC校验以得到一校验结果，判断所述校验结果是否与预设校验结果相同；若是，则对所述运动信息进行形式转换；对所述形式转换后的所述运动信息进行校正处理，根据所述校正处理后的所述运动信息计算以得到一对应的四元数，其中所述校正处理为分别对所述三维加速度进行加速度参数标定，对所述三维角速度进行角速度温度补偿以及对所述三维磁场强度进行磁场强度参数标定；根据所述四元数计算得到对应的所述三维姿态角。本发明专利技术在实际应用中可以提高计算所得的三维姿态角的精度，使其更接近于真实值，满足了实际应用需求。

A method and system for calculating three dimensional attitude angle

The present invention relates to a system and a calculation method of the three-dimensional attitude, the method includes obtaining motion information of moving objects corresponding to the motion information, CRC check to get the check result, whether the calibration results and check whether the same default; if, on the motion information form conversion; the motion information in the form of conversion corrected treatment, according to the calculation of four yuan to get a number corresponding to the motion information of the correction, the correction respectively the three-dimensional acceleration acceleration parameter calibration, temperature compensation of the angular velocity of the three-dimensional angular velocity and the three-dimensional magnetic strength parameters are determined; according to the number of four yuan calculated corresponding to the three-dimensional attitude angle. In practical application, the invention can improve the accuracy of the calculated three-dimension attitude angle, make it closer to the real value, and meet the practical application requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种三维姿态角的计算方法与系统
本专利技术涉及仪器测量
，特别涉及一种三维姿态角的计算方法与系统。
技术介绍
近年来，随着科技的不断进步以及技术的不断革新，现代工业得到了十足的发展，为人们生活水准的提升提供了保障。在现代工业中，尤其是在汽车制造以及航天技术中，由于都涉及到运动的对象。在实际测试以及应用中，常涉及到三维姿态角的计算。对所述三维姿态角而言，具体的为以一运动物体的质心为坐标系原点，用来描述该运动物体相对自身运动位置的角度。以卫星姿态角为例，卫星姿态角指的是以卫星质心为坐标系原点，用来描述卫星相对自身运动位置的角度。卫星姿态角的测定方法有多种，例如可采用姿态测量仪测定，航天飞机上可采用星象机测定，也可以用3个GPS测定姿态。姿态角由于其独特的物理意义，是准确描述一运动对象的运动状态的一个不可或缺的参数，因此对其测量计算具有重要的意义。然而，现有的对姿态角的测量计算的精度不高，无法非常精准地得到更接近真实值的姿态角(与真实值存在一定的偏差)，从而有可能影响工作人员对运动物体实际运动状态的准确判断，不利于实际应用。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提出一种能够更加准确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维姿态角的计算方法，用于计算一运动物体对应的三维姿态角，其特征在于，包括如下步骤：获取所述运动物体对应的运动信息，所述运动信息包括三维加速度、三维角速度以及三维磁场强度；对所述运动信息进行CRC校验以得到一校验结果，判断所述校验结果是否与预设校验结果相同；若是，则对所述运动信息进行形式转换，所述形式转换包括数据格式转换以及方位坐标变换；对所述形式转换后的所述运动信息进行校正处理，根据所述校正处理后的所述运动信息计算以得到一对应的四元数，其中所述校正处理为分别对所述三维加速度进行加速度参数标定，对所述三维角速度进行角速度温度补偿以及对所述三维磁场强度进行磁场强度参数标定；根据所述四元数计算...

【技术特征摘要】
1.一种三维姿态角的计算方法，用于计算一运动物体对应的三维姿态角，其特征在于，包括如下步骤：获取所述运动物体对应的运动信息，所述运动信息包括三维加速度、三维角速度以及三维磁场强度；对所述运动信息进行CRC校验以得到一校验结果，判断所述校验结果是否与预设校验结果相同；若是，则对所述运动信息进行形式转换，所述形式转换包括数据格式转换以及方位坐标变换；对所述形式转换后的所述运动信息进行校正处理，根据所述校正处理后的所述运动信息计算以得到一对应的四元数，其中所述校正处理为分别对所述三维加速度进行加速度参数标定，对所述三维角速度进行角速度温度补偿以及对所述三维磁场强度进行磁场强度参数标定；根据所述四元数计算得到对应的所述三维姿态角。2.根据权利要求1所述的三维姿态角的计算方法，其特征在于，对所述三维角速度进行角速度温度补偿的步骤包括：根据ΔT＝Ti-T0计算温度的变化值，其中ΔT为温度的变化值，Ti为i时刻的温度值，T0为基准温度值；根据计算所述三维角速度的变化量，其中为第i时刻的所述三维角速度，为初始时刻的所述三维角速度；根据MATLAB计算中以及对应的系数值；根据对所述三维角速度进行计算以完成所述角速度温度补偿。3.根据权利要求1所述的三维姿态角的计算方法，其特征在于，对所述三维加速度进行所述加速度参数标定的步骤包括：根据对所述三维加速度进行所述加速度参数标定，其中A'X、A'Y以及A'Z为实际的所述三维加速度，AX、AY以及AZ为测量得到的所述三维加速度，a、b以及c为第一比例因子，d、e以及f为第一偏移因子。4.根据权利要求1所述的三维姿态角的计算方法，其特征在于，对所述三维磁场强度进行所述磁场强度参数标定的步骤包括：根据对所述三维磁场强度进行所述磁场强度标定，其中M'X、M'Y以及M'Z为实际的所述三维磁场强度，MX、MY以及MZ为测量得到的所述三维磁场强度，a'、b'以及c'为第二比例因子，d'、e'以及f'为第二偏移因子。5.根据权利要求1所述的三维姿态角的计算方法，其特征在于，所述数据格式转换为将所述运动信息转换为十进制格式。6.根据权利要求1所述的三维姿态角的计算方法，其特征在于，计算所述四元数的步骤包括：根据T＝[EXEYEZ]得到一变换矩阵，其中为所述三维加速度组成的矩阵，为所述三维磁场强度组成的矩阵，EY＝EY/(SQRT(EY·EY))，SQRT为数学函数开平方；根据所述变换矩阵T计算得到所述四元数，所述四元数的表达式分别为：q0＝SQRT(1+T(1，1)+T(2，2)+T(3，3))/2；q1＝SIGN(T(3，2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷志坚，王自敏，闫娜，胡予婧，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：江西,36