用于确定物体的运动方向的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于确定物体(2)的运动方向的方法，所述方法包括：使用连接在所述物体(2)的周期性运动部分上的加速计传感器(13)或惯性传感器来记录所述周期性运动部分在多个周期上的加速度数据，从而确定所述物体(2)的周期性运动部分的周期性运动；在运动的至少一个周期上对所述加速度数据进行积分，以确定所述物体(2)的所述周期性运动部分相对于水平面的倾斜；使用磁力计传感器(12)来测量所述物体(2)的所述周期性运动部分的外部磁场，以确定所述周期性运动部分相对于所述外部磁场的取向；基于所述物体(2)的所述周期性运动部分的倾斜和取向来确定所述物体(2)的运动方向(3,4,5)。

【技术实现步骤摘要】
用于确定物体的运动方向的方法和系统
本专利技术涉及一种用于确定物体的运动方向的方法。另外，本专利技术还涉及一种用于确定物体的运动方向的系统。此外，本专利技术还涉及一种非暂时性计算机可读介质。特别是，本专利技术的实施例涉及移动装置的传感器技术，更具体地涉及由多个传感器提供的信息的处理。本专利技术尤其涉及提高由移动装置或系统所测量的位置指示的精度。移动装置例如可以是腕上型电脑、移动电话或任何其他便携式装置。
技术介绍
来自GPS(全球定位系统)传感器或位于手腕或身体其他地方上的由人所携带的装置中的其他基于卫星的导航系统的信号具有非常小的偏移误差，即系统误差，但是包含大量的噪声。在人行走或跑步的情况下，在1Hz的测量频率下，与纯GPS信号相比，纯粹基于GPS的速度测量中的噪声可以是20-30％的量级。由直接携带在人体上的传感器所测量和估计的方向或速度数据通常包含较少的噪声。然而，在这些测量信号中可能存在较大的偏移误差。传感器融合意味着第一和第二传感器可以基于不同的操作原理，但是它们测量相同的物理变量。例如，可以使用卫星定位传感器或加速度传感器来测量水平速度。可以用于传感器融合的传感器例如可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定物体(2)的运动方向的方法，所述方法包括：使用连接在所述物体(2)的周期性运动部分上的加速计传感器(13)或惯性传感器来记录所述周期性运动部分在多个周期上的加速度数据，从而确定所述物体(2)的周期性运动部分的周期性运动，在运动的至少一个周期上对所述加速度数据进行积分，以确定所述物体(2)的所述周期性运动部分相对于水平面的倾斜，使用磁力计传感器(12)来测量所述物体(2)的所述周期性运动部分的外部磁场，以确定所述周期性运动部分相对于所述外部磁场的取向，基于所述物体(2)的所述周期性运动部分的倾斜和取向来确定所述物体(2)的运动方向(3,4,5)。

【技术特征摘要】
2017.10.31 FI 20175966;2017.10.31 GB 1717965.61.一种用于确定物体(2)的运动方向的方法，所述方法包括：使用连接在所述物体(2)的周期性运动部分上的加速计传感器(13)或惯性传感器来记录所述周期性运动部分在多个周期上的加速度数据，从而确定所述物体(2)的周期性运动部分的周期性运动，在运动的至少一个周期上对所述加速度数据进行积分，以确定所述物体(2)的所述周期性运动部分相对于水平面的倾斜，使用磁力计传感器(12)来测量所述物体(2)的所述周期性运动部分的外部磁场，以确定所述周期性运动部分相对于所述外部磁场的取向，基于所述物体(2)的所述周期性运动部分的倾斜和取向来确定所述物体(2)的运动方向(3,4,5)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在随后的周期中确定所述周期性运动部分的特征位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述特征位置中测量所述周期性运动部分的外部磁场。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述物体(2)的之前确定的方向和所述物体(2)的周期性运动部分的取向来确定所述物体(2)的运动方向(3,4,5)。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述物体(2)的之前确定的方向和所述物体(2)的周期性运动部分的测量的地磁方位来确定所述物体(2)的运动方向(3,4,5)。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，基于从外部定位系统中接收到的信号来确定运动物体的所述之前确定的方向。7.根据权利要求4到6中任一项所述的方法，其特征在于，基于在两个单独的时间点处测量的GPS信号来确定运动物体的所述之前确定的方向。8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，基于从外部定位系统中接收到的信号来确定所述物体(2)的运动的第一部分的第一方向(3)，使用连接在所述物体(2)的第二部分上的加速计传感器(13)或惯性传感器在多个周期上记录所述物体(2)的第二部分的加速度数据，其中所述第二部分相对于所述物体(2)的第一部分周期性运动，在运动的至少一个周期上对所述加速度数据进行积分，以确定所述物体(2)的所述周期性运动部分相对于水平面的倾斜，在随后的周期中确定所述物体(2)的周期性运动的第二部分的特征位置，使用磁力计在所述特征位置中测量所述物体(2)的第二部分的地磁第一方位，通过使用磁力计(12)在所述特征位置中测量所述物体(2)的第二部分的地磁第二方位来确定所述物体(2)的第一部分的运动的第二方向(4)，其中，所述确定基于所述物体(2)的第二部分的地磁第一方位和地磁第二方位之间的倾斜和偏差。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，跟踪运动物体的第一部分的第一方向、第二方向、加速度、速度和位置中的至少一个。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，确定所述物体的第二部分的地磁第一方位和所述物体的第一部分的第一方向之间的第一角度以及所述物体的第二部分的地磁第一方位和地磁第二方位之间的第二角度中的至少一个。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述物体的第二部分的地磁第二方位和所述物体的第一部分的第二方向之间的第三角度与所述第一角度相同。12.根据权利要求8到11中任一项所述的方法，其特征在于，通过组合使用用于确定所述物体的第一部分的第一方向的外部定位系统、用于确定加速度数据的加速计传感器或惯性传感器、用于确定所述物体的第二部分的第一取向和第二取向的磁力计传感器，以及用于记录所述物体在任何方向上已经运动的时间的计时工具来确定所述物体的第一部分的位置。13.根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其特征在于，使用计时工具来记录所述物体在任何方向上已经运动的时间。14.根据权利要求1到13中任一项所述的方法，其特征在于，所述加速度计(13)或惯性传感器的倾斜使用下述公式来确定：其中是人的第二部分的加速度，是总体坐标系中的重力，是倾斜，而t是时间。15.根据权利要求1到14中任一项所述的方法，其特征在于，通过空气压力传感器来测量空气压力，并且基于所述空气压力来确定所述物体的海拔高度。16.根据权利要求1到15中任一项所述的方法，其特征在于，运动物体的位置显示在系统的显示屏上，从所述系统传输到另一个设备，或显示在能通过互联网获得的地图上。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述位置是室内或室外位置。18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述位置实时地确定，或在更后的阶段中确定。19.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，各个周期的特征位置在最大或最小的加速度值处。20.根据权利要求1到19中任一项所述的方法，其特征在于，在第一坐标系中形成的跟踪与第二坐标系对准。21.一种用于确定物体的运动方向的系统，所述系统包括：用于接收来自外部定位系统的信号的接收器，至少一个惯性传感器或加速度计，磁力计，至少一个存储器单元，以及处理单元，所述处理单元包括至少一个处理核心、包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和计算机程序代码配置为能通过所述至少一个处理核心来使所述系统至少：使用连接在所述物体(2)的周期性运动部分上的加速计传感器(13)或惯性传感器来记录所述周期性运动部分在多个周期上的加速度数据，从而确定所述物体(2)的周期性运动部分的周期性运动，在运动的至少一个周期上对所述加速度数据进行积分，以确定所述物体(2)的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·哈坡拉，海基·涅米宁，米科·马蒂卡，埃里克·林德曼，
申请(专利权)人：亚玛芬体育数字服务公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI