一种利用三轴加速度计检测倾角的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种利用三轴加速度计检测倾角的处理方法，所述方法包括：（1）分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行粗调；（2）分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行细调；（3）得到被测倾角数据。本发明专利技术提供的处理方法，是利用三轴加速度计配合粗调加细调的本发明专利技术独特的算法对相应的设备或产品进行全方位、高精度、高灵敏度及快速动态的倾角检测。本发明专利技术的突出特点在于：全方位的检测范围，整个球面的不同角度都能高分辨率的检测；高精度检测，加速度计内置的十二位高精度运动检测得出的原始采集数据；通过粗调加细调的独特算法体现高灵敏度检测；通过粗调算法体现快速动态检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加速度传感计在电子/机械行业的应用，尤其涉及。
技术介绍
在电子或是机械领域，越来越多的用到加速度传感计的重力矢量及其在轴上的投影来确定倾角度。但是，这种方法存在以下不足:一、不管是利用单轴、两轴还是三轴的加速度计来检测倾角，由于其算法的原因只能局限于一个特定的范围，要不倾角发生在小范围内，做到高精度的检测；要不在大范围内，快速检测；无法同时做到不管在哪个范围内，既能高精度检测也能快速检测。二、单轴和两轴加速度计在使用过程中，受到其本身特性的限制，如单轴加速度计倾角检测系统，是通过反正弦函数^ =来实现从加速度到角度的转换，可以发现单轴加速度计用于检测倾角的不足及局限性，该角越接近±90°，灵敏度越接近于0，而检测范围也受到限制，从公式中也能得知，检测范围是-90° +90°。采用两轴加速度计，也同样受到检测范围的限制。从公式中能得知，检测范围为0° 360°，而不能做到对整个球面的倾角检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决上述现有技术的不足，提供一种全方位、高精度、高灵敏度、及快速动态的倾角检测的处理方法。 本专利技术的目的 是采用下述的技术方案来实现: ，其特征在于:所述方法包括如下步骤: (I)分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行粗调，所述的对被测倾角粗调采用算法公式:I Cd_n-Pd_n | >=Th, 其中:η是对应三轴的某一轴X轴/Y轴/Z轴，Cd_n是当前三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴的输出值，Pd_n是上一次三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴的输出值，Th是设置的阈值。这个值根据实际情况来设置，但不能在加速度计采集数据的噪音范围内，否则会误判。公式的意思是当当前采集到的数据和上一次采集到的数据进行比较，如果超过了设定的阈值，并且连续三次超过了阈值(为了确保当前状态确实与上一次测的数据发生大范围的变化，而不是某个噪音引起的变化)，Cd_n = Pd_n-Th(当前值Cd_n大于初始值Pd_n)或Cd_n = Pd_n+Th (当前值Cd_n小于初始值Pd_n)。通过这个算法分别实现对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角的粗调，以实现快速的定位到被测倾角当前的状态。(2)分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行细调，所述的对被测倾角细调采用算法公式:Cd_n = Pd_n+( Cd_n - Pd_n)/AverTimes, 其中:n是对应三轴的某一轴X轴/Y轴/Z轴，AverTimes是调整分辨率的平均次数的参数，Pd_n是上一次三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴输出数据，Cd_n是当前三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴输出数据。通过这个算法实现对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角的细调，以提高被测倾角当前状态的分辨率。(3)采用如下的算法得到被测倾角数据:权利要求1.，其特征在于:所述方法包括如下步骤: (1)分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行粗调，所述的对被测倾角粗调采用算法公式:I Cd_n-Pd_n | >=Th, 其中:n是对应三轴的某一轴X轴/Y轴/Z轴，Cd_n是当前三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴的输出值，Pd_n是上一次三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴的输出值，Th是设置的阈值； (2)分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行细调，所述的对被测倾角细调采用算法公式:Cd_n = Pd_n+( Cd_n - Pd_n)/AverTimes, 其中:n是对应三轴的某一轴X轴/Y轴/Z轴，AverTimes是调整分辨率的平均次数的参数，Pd_n是上一次三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴输出数据，Cd_n是当前三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴输出数据； (3)采用如下的算法得到被测倾角数据:全文摘要本专利技术涉及，所述方法包括(1)分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行粗调；(2)分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行细调；(3)得到被测倾角数据。本专利技术提供的处理方法，是利用三轴加速度计配合粗调加细调的本专利技术独特的算法对相应的设备或产品进行全方位、高精度、高灵敏度及快速动态的倾角检测。本专利技术的突出特点在于全方位的检测范围，整个球面的不同角度都能高分辨率的检测；高精度检测，加速度计内置的十二位高精度运动检测得出的原始采集数据；通过粗调加细调的独特算法体现高灵敏度检测；通过粗调算法体现快速动态检测。文档编号G01C9/00GK103105160SQ201310020669公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日专利技术者郑淑艳, 吴炆皜 申请人:苏州明皜传感科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用三轴加速度计检测倾角的处理方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：（1）分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行粗调，所述的对被测倾角粗调采用算法公式：|Cd_n‑Pd_n|>=Th，其中：n是对应三轴的某一轴X轴/Y轴/Z轴，Cd_n是当前三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴的输出值，Pd_n是上一次三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴的输出值，Th是设置的阈值；（2）分别对被测倾角的X轴/Y轴/Z轴倾角进行细调，所述的对被测倾角细调采用算法公式：Cd_n = Pd_n+( Cd_n – Pd_n)/AverTimes，其中：n是对应三轴的某一轴X轴/Y轴/Z轴，AverTimes是调整分辨率的平均次数的参数，Pd_n是上一次三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴输出数据，Cd_n是当前三轴加速度计采集到的X轴/Y轴/Z轴输出数据；（3）采用如下的算法得到被测倾角数据：                                                ，，，其中：Ax、Ay、Az分别是三轴加速度计X轴/Y轴/Z轴输出值经过上述步骤（1）粗调和步骤（2）细调后的Pd_X、Pd_Y、Pd_Z，即上述步骤（2）细调公式中的Pd_n值，θ是X轴和水平面的夹角，Ψ是Y轴和水平面的夹角，Φ是Z轴和水平面垂直面的倾角。41832dest_path_image002.jpg,796161dest_path_image004.jpg,96955dest_path_image006.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑淑艳，吴炆皜，
申请(专利权)人：苏州明皜传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32