一种获取物体偏转角的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种获取物体偏转角的方法及装置，该方法包括先在物体的任意位置安装六轴传感器，以六轴传感为原点建立空间直角坐标系，获取物体初始状态下六轴传感器采集的数据以及物体发生偏转后六轴传感器采集的数据，并且分别计算出物体重力矢量在物体初始状态下和物体发生偏转后在空间直角坐标系中的坐标G

A method and device for obtaining the deflection angle of an object

【技术实现步骤摘要】
一种获取物体偏转角的方法及装置
本专利技术涉及物体偏转角测量
，具体涉及一种获取物体偏转角的方法及装置。
技术介绍
目前获取物体偏转角的方法是通过物体的特定位置安装传感器，并以传感器为原点建立空间直角坐标系，再要求物体的偏转方向与空间直角坐标系的三轴旋转方向一致，才能计算出物体偏转角，但在实际的生活中，传感器的安装位置不固定，并且也不能保证物体的偏转方向与空间直角坐标系的三轴旋转方向一致，降低该方法的适用性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可将传感器安装在物体任意位置并且物体随意旋转都能测量出其偏转角的获取物体偏转角的方法及装置。本专利技术的目的在于提供一种获取物体偏转角的方法，该方法是通过以下技术方案实现的：一种获取物体偏转角的方法，包括：先在物体的任意位置安装六轴传感器，以六轴传感器为原点建立空间直角坐标系，获取物体初始状态下六轴传感器采集的数据以及物体发生偏转后六轴传感器采集的数据，并且分别计算出物体重力矢量在物体初始状态下和物体发生偏转后在空间直角坐标系中的坐标G1和G2，将两个坐标带入公式(Ⅰ)计算出偏转角θ；式中，θ为物体的偏转角；G1为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中的坐标，G2为重力矢量物体偏转后在空间直角坐标系中的坐标。进一步地，所述物体初始状态下六轴传感器采集的数据是指物体初始状态下空间直角坐标系的X、Y、Z轴分别与地面之间夹角α、β、γ，所述物体发生偏转后六轴传感器采集的数据是指物体发生偏转后空间直角坐标系的X、Y、Z轴分别与地面之间夹角δ、ε、η。进一步地，所述标G1为(cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ))；坐标G2为(cos(90-δ)，cos(90-ε)，cos(90-η))。进一步地，所述偏转角θ为式中，θ为物体的偏转角；cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ)为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中对应的XYZ轴的坐标，cos(90-δ)，cos(90-ε)，cos(90-η)为重力矢量物体偏转后在空间直角坐标系中对应的XYZ轴的坐标。进一步地，所述获取物体初始状态下六轴传感器采集的数据是指六轴传感器在物体不动的状态下连续采集2～4s的数据，且数据无变化。本专利技术的另一目的在于提供一种获取物体偏转角的装置，该装置是通过以下技术方案实现的：一种获取物体偏转角的装置，包括安装在物体任意位置的六轴传感器，以及与六轴传感器连接用于获取六轴传感器采集数据和对数据进行处理并计算出偏转角的信息处理单元；所述六轴传感器用于采集物体初始状态下的数据以及物体发生偏转后的数据；所述信息处理单元用于获取六轴传感器采集的数据，并分别计算出物体重力矢量在物体初始状态下和物体发生偏转后坐标G1和G2，将两个坐标带入公式(Ⅰ)计算出偏转角θ；式中，θ为物体的偏转角；G1为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中的坐标，G2为重力矢量物体偏转后在空间直角坐标系中的坐标。进一步地，所述物体初始状态下六轴传感器采集的数据是指物体初始状态下空间直角坐标系的X、Y、Z轴分别与地面之间夹角α、β、γ，所述物体发生偏转后六轴传感器采集的数据是指物体发生偏转后空间直角坐标系的X、Y、Z轴分别与地面之间夹角δ、ε、η。进一步地，所述坐标G1为(cos(90-)α,cos(90-β),cos(90-γ))；坐标G2为(cos(90-δ)，cos(90-ε)，cos(90-η))。进一步地，所述偏转角θ为式中，θ为物体的偏转角；cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ)为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中对应的XYZ轴的坐标，cos(90-δ)，cos(90-ε)，cos(90-η)为重力矢量物体偏转后在空间直角坐标系中对应的XYZ轴的坐标。进一步地，所述采集物体初始状态下的数据是指六轴传感器在物体不动的状态下连续采集2～4s的数据，且数据无变化。本专利技术通过在物体的任意位置安装六轴传感器，以六轴传感器为原点建立空间直角坐标系，获取物体重力矢量在物体初始状态下和物体发生偏转后在空间直角坐标系中的坐标G1和G2，通过两个坐标G1和G2计算出偏转角θ，且偏转角θ的可检测范围0～180°；本专利技术可实现位置调零自动化，无需人为调整，简单易懂，高效可靠。附图说明图1为本专利技术物体初始状态下的重力矢量在空间坐标系的示意图。图2为本专利技术物体偏转后重力矢量的夹角与物体偏转角之间的关系示意图。具体实施方式实施例1本实施例提供了获取物体偏转角的方法，包括先在物体的任意位置安装六轴传感器，以六轴传感为原点建立空间直角坐标系，获取物体初始状态下六轴传感器采集的数据以及物体发生偏转后六轴传感器采集的数据，并且分别计算出物体重力矢量在物体初始状态下和物体发生偏转后在空间直角坐标系中的坐标G1和G2，将两个坐标带入公式(Ⅰ)计算出偏转角θ；式中，θ为物体的偏转角；G1为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中的坐标，G2为重力矢量物体偏转后在空间直角坐标系中的坐标。本实施例的具体计算步骤如下：(1)先在物体上安装六轴传感器，并以六轴传感器为原点建立空间直角坐标系O-XYZ，六轴传感器采集初始状态下XYZ轴与地面之间夹角，本本实施例提供的六轴传感器可采集的XYZ轴与地面之间夹角范围-90°～+90°；(2)计算物体的重力矢量在空间直角坐标系O-XYZ中的坐标，物体的重力矢量其方向为垂直朝地面，其大小为单位1，如图1所示，物体的重力矢量在空间直角坐标系O-XYZ中的坐标G1为(cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ))，α、β、γ为偏转角检测装置采集的初始状态下XYZ轴与地面之间夹角，具体地：因重力矢量垂直地面，所述重力矢量与地面之间的夹角为90°，通过六轴传感器采集到空间直角坐标系的XYZ轴与地面之间夹角为α、β、γ，所述重力矢量与空间直角坐标系的XYZ轴之间的夹角为(90-α)、(90-β)、(90-γ)，进而得到重力矢量的坐标G1为(cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ))；(3)物体偏转一定角度后，空间直角坐标系相对于地面发生了偏转，改变了空间直角坐标系X、Y、Z轴与地面的夹角，通过六轴传感器采集空间直角坐标系的X、Y、Z轴分别与地面之间夹角δ、ε、η，所述物体重量矢量在空间坐标系中的坐标G2为(cos(90-δ)，cos(90-ε)，cos(90-η))；(4)如图2所示，通过坐标G1和G2计算出待检测物体的偏转角θ；式中，θ为物体的偏转角；cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ)为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中对应的XYZ轴的坐标，α、β、γ为偏转角检测装置采集的初始状态下XYZ轴与地面之间夹角，cos(90-δ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取物体偏转角的方法，其特征在于包括：先在物体的任意位置安装六轴传感器，以六轴传感器为原点建立空间直角坐标系，获取物体初始状态下六轴传感器采集的数据以及物体发生偏转后六轴传感器采集的数据，并且分别计算出物体重力矢量在物体初始状态下和物体发生偏转后在空间直角坐标系中的坐标G

【技术特征摘要】
1.一种获取物体偏转角的方法，其特征在于包括：先在物体的任意位置安装六轴传感器，以六轴传感器为原点建立空间直角坐标系，获取物体初始状态下六轴传感器采集的数据以及物体发生偏转后六轴传感器采集的数据，并且分别计算出物体重力矢量在物体初始状态下和物体发生偏转后在空间直角坐标系中的坐标G1和G2，将两个坐标带入公式(Ⅰ)计算出偏转角θ；



式中，θ为物体的偏转角；G1为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中的坐标，G2为重力矢量物体偏转后在空间直角坐标系中的坐标。


2.根据权利要求1所述的获取物体偏转角的方法，其特征在于：所述物体初始状态下六轴传感器采集的数据是指物体初始状态下空间直角坐标系的X、Y、Z轴分别与地面之间夹角α、β、γ，所述物体发生偏转后六轴传感器采集的数据是指物体发生偏转后空间直角坐标系的X、Y、Z轴分别与地面之间夹角δ、ε、η。


3.根据权利要求2所述的获取物体偏转角的方法，其特征在于：所述坐标G1为(cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ))；坐标G2为(cos(90-δ)，cos(90-ε)，cos(90-η))。


4.根据权利要求3所述的获取物体偏转角的方法，其特征在于：所述偏转角θ为



式中，θ为物体的偏转角；cos(90-α),cos(90-β),cos(90-γ)为重力矢量物体初始状态下在空间直角坐标系中对应的XYZ轴的坐标，cos(90-δ)，cos(90-ε)，cos(90-η)为重力矢量物体偏转后在空间直角坐标系中对应的XYZ轴的坐标。


5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的获取物体偏转角的方法，其特征在于：所述获取物体初始状态下六轴传感器采集的数据是指六轴传感器在物体不动的状态下连续采集2～4s的数据，且数据无变化。


6.一种获取物体偏转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王皓民，张顺，陈峻，
申请(专利权)人：成都微思格科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51