姿势检测设备制造技术

本发明专利技术涉及一种姿势检测设备，所述姿势检测设备既不需要光学传感器也不需要视觉传感器而是使用一种先进的处理方法，所述设备可以用于如数据录入、测量、运动控制、在图形用户界面上的光标指点、游戏等应用中。所述设备包括如加速度计、陀螺仪等惯性测量单元(IMU)，并且还可以包括磁力计。所述方法利用所述IMU的传感器数据并使用修正的方法将3维旋转变换成如四元数、欧拉角、偏航、俯仰、和滚动等表示。当所述设备从中断中恢复时，所述方法还提供了更好的性能。所述方法进一步利用上述表示并以精确的方式将其变成2维值，同时有意地除去由在其他未使用的自由度上的转动所引起的效果。

Postural testing equipment

The invention relates to a position detection device, the position detection device does not require optical sensors do not need visual sensor but use an advanced processing method, the device can be used for data entry, measurement, motion control, in the graphical user interface of the cursor pointing and game applications in. The equipment includes an inertial measurement unit (IMU) such as an accelerometer, gyroscope and the like, and can also include a magnetometer. The method uses the IMU sensor data and uses the modified method to transform the 3 dimensional rotation into four yuan number, Euler angle, yaw, pitch and roll. When the device is recovered from the interrupt, the method also provides better performance. The method further uses the above representation and transforms it into 2 dimensions in an accurate way, and intentionally removes the effect caused by rotation on other unused degrees of freedom.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】姿势检测设备
本专利技术涉及用于对设备进行姿势或取向检测的方法，并且涉及包括姿势检测装置、或传感器的所述设备。所述方法不需要来自例如光学传感器或视觉传感器的数据而是使用将来自所述设备中的姿势检测装置的测量的数据转变成数学表示的处理方法。所述方法可以用于比如用于数据录入、测量、运动控制、图形用户界面上的光标指点、游戏等的应用或设备中。所述设备包括姿势检测装置、或传感器，比如(像加速度计、陀螺仪等)惯性测量单元(IMU)，并且还可以包括磁力计。所述方法利用从姿势检测装置获得的数据(像IMU的传感器数据)，并使用方法将3维旋转变换成如四元数或欧拉角、偏航、俯仰、和滚动等数学表示。实施例中的方法包括以下步骤：以精确的方式将3维数据变成2维值，同时有意地除去由在其他未使用的自由度上的转动所引起的效果。
技术介绍
指点笔是本领域中熟知的，比如像涉及提供数据输入单元的问题的JPH0764710A中所披露的，既不需要与鼠标组件的机械和物理接触，也不需要用于移动鼠标组件的平面，并且在抵抗环境方面也是极好的。通过具有以下各项解决了这个问题：振动陀螺仪，被安排用于本专利技术检测移动方向和移动速度的检测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备(1)，所述设备在3维运动下运转，并且其中，其取向被转变成数学3D表示(2)，所述数学3D表示然后进一步被变换成数学2D表示(3)，其中，所述设备包括姿势或取向检测装置(5)，其中，所述数学表示变换用来消除未使用的自由度的影响。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.13 DK PA2015001541.一种设备(1)，所述设备在3维运动下运转，并且其中，其取向被转变成数学3D表示(2)，所述数学3D表示然后进一步被变换成数学2D表示(3)，其中，所述设备包括姿势或取向检测装置(5)，其中，所述数学表示变换用来消除未使用的自由度的影响。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述2D表示(3)是基于在这两个使用的自由度上所见的所述对象(1)取向向量F计算的。3.根据权利要求2所述的设备(1)，其中，所述检测装置(5)包括加速度计和陀螺仪以及可选地磁力计。4.根据权利要求3所述的设备(1)，其中，所述设备(1)包括以下各项中的一项或一些中的至少三项：被定位用于生成测量的传感器数据向量比如测量加速度向量A＝(Ax,Ay,Az)、陀螺仪向量ω＝(ωx,ωy,ωz)和/或磁向量M＝(Mx,My,Mz)的所述加速度计、陀螺仪和/或磁力计。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述数学表示包括：作为固定的基本参考坐标系(X，Y，Z)的世界坐标系、以及作为所述世界坐标系(X，Y，Z)的旋转的传感器坐标系(X’，Y’，Z’)，并且其中，所述对象(1)取向在所述传感器坐标系(X’，Y’，Z’)中由所述向量F(X1，Y1，Z1)表示。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述向量F与所述未使用的自由度平行。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备(1)，其中，所述对象(1)的当前取向是通过如所述传感器所记录的取向变化估计的，包括估计两个取向之间的数学转换算子的步骤，其中，此转换算子是基于所述测量的传感器数据比如加速度向量A＝(Ax,Ay,Az)、陀螺仪向量ω＝(ωx,ωy,ωz)和/或磁向量M＝(Mx,My,Mz)估计的，并且其中，所述对象(1)的所述数学表示是基于此类计算迭代来计算的，其中，当基于新的传感器数据估计新的转换算子时，所述计算的对象(1)取向被用作下一次迭代时所述对象(1)的输入取向，并且其中，实施例包括基于以下方程动态地计算这两个增益参数。8.根据权利要求7所述的设备(1)，其中，在所述计算中，通过动态地改变增益参数来对所述测量的传感器数据中的一部分进行加权，所述增益参数是根据实际测量的传感器数据参数动态地计算出的。9.根据权利要求8所述的设备(1)，其中，所述设备(1)的取向变化的一种数学表示用四元数表示，并且所述转换算子是四元数q，并且其中，根据以下方程计算表示如所述检测装置(5)所测量的所述对象(1)的最新位置变化的新四元数的迭代计算qi+1＝qi+(dqω，i-η×dqa，i-ζ×dqm，i)×dT其中，η和ζ是增益值、或权重，dT是自从上次测量以后所经过的时间，并且dqω,i、dqa,i和dqm,i是所述迭代过程中的对应四元解的梯度、或修正量。10.根据权利要求9所述的设备(1)，其中，所述增益包括根据所述方程以及以下各项计算的两个值并且

【专利技术属性】
技术研发人员：桑一男，巩卓成，施丽平，
申请(专利权)人：桑一男，巩卓成，施丽平，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK