用于姿态校正的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本技术一般地涉及校正姿态，以及更具体地涉及校正所确定的电子设备的姿态。
【背景技术】
[0002] 电子设备的姿态通常用于将电子设备在相对坐标系中的位置转换至整体坐标系。 许多电子设备用陀螺仪来确定姿态。尽管陀螺仪可以精确地检测电子设备相对于电子设备 的先前方位的方位，但用陀螺仪检测姿态通常不精确并且误差可能随着时间而加剧。因此， 仅使用陀螺仪来确定电子设备的姿态可能难以精确地确定电子设备的姿态。
【发明内容】
[0003] 根据本技术的某一方面，提供一种用于姿态校正的计算机实现的方法。所述方法 包括检测电子设备的加速度和姿态。所述方法进一步包括检测电子设备的加速度和姿态。 所述方法进一步包括识别时间段，其中所述电子设备在所述时间段的起点时的速度与所述 电子设备在所述时间段的终点时的速度相等。所述方法进一步包括基于所识别的时间段以 及在所述时间段期间所检测的所述电子设备的加速度计算姿态校正。所述方法进一步包括 用所计算的姿态校正来校正所检测的所述电子设备的姿态。
[0004] 根据本技术的另一方面，提供一种用于姿态校正的系统。所述系统包括一个或多 个处理器以及机器可读介质，所述机器可读介质包括其中存储的指令，所述指令在被所述 处理器执行时使得所述处理器执行操作，所述操作包括检测电子设备的加速度和姿态。所 述操作进一步包括识别时间段，其中所述电子设备在所述时间段的起点时的速度与所述电 子设备在所述时间段的终点时的速度相等。所述操作进一步包括基于所识别的时间段以及 在所述时间段期间所检测的所述电子设备的加速度计算姿态校正，其中计算所述姿态校正 包括对于Αφ求丨
其中A'abs是所测量 的在绝对坐标系中的加速度，Aabs是在绝对坐标系中的加速度的真值，ti是所述时间段的所 述起点，t2是所述时间段的所述终点，g是重力，并且?((3是在所述时间段期间所述电子设备 的姿态方差。所述操作进一步包括用所计算的姿态校正来校正所检测的所述电子设备的姿 ??τ〇
[0005] 根据本技术的另一方面，提出一种用于姿态校正的机器可读介质。所述机器可 读介质包括在其中存储的指令，所述指令在被所述处理器执行时使得所述处理器执行操 作，所述操作包括检测智能电话设备的加速度和姿态，其中由所述智能电话设备的加速度 计组件来检测所述智能电话设备的所述加速度，并且其中由所述智能电话设备的陀螺仪 组件来检测所述智能电话设备的所述姿态。所述操作进一步包括识别时间段，其中所述 智能电话设备在所述时间段的起点时的速度与所述智能电话设备在所述时间段的终点时 的速度相等。所述操作进一步包括基于所识别的时间段以及在所述时间段期间所检测的 所述智能电话设备的加速度来计算姿态校正，其中计算所述姿态校正包括对于Δφ求解
实中A' abs是所测量的在绝对坐标系 中的加速度，Aabs是在绝对坐标系中的加速度真值，h是所述时间段的所述起点，t2是所 述时间段的所述终点，g是重力，并且Αφ是在所述时间段期间所述智能电话设备的姿态方 差。所述操作进一步包括用所计算的姿态校正来校正所检测的所述智能电话设备的姿态。
[0006] 根据本技术的另一方面，提供一种用于姿态校正的系统。所述系统包括加速度计， 所述加速度计被配置成检测电子设备的加速度并且提供加速度信号。所述系统进一步包括 陀螺仪，所述陀螺仪被配置成检测所述电子设备的方位并且基于所检测的方位提供姿态信 号。所述系统进一步包括姿态模块，所述姿态模块被配置成基于由所述陀螺仪提供的姿态 信号来确定所述电子设备的姿态。所述系统进一步包括校正模块，所述校正模块被配置成 从所述加速度仪接收所述加速度信号并且从所述陀螺仪接收所述姿态信号，其中所述校正 模块被进一步配置成基于所接收的加速度信号以及所接收的姿态信号识别时间段，其中所 述电子设备在所述时间段的起点时的速度与所述电子设备在所述时间段的终点时的速度 相等，并且其中所述校正模块被进一步配置成基于所识别的时间段以及在所述时间段期间 所述电子设备的所检测的加速度来计算姿态校正并且将所述姿态校正提供给所述姿态模 块，并且其中所述姿态模块被进一步配置成基于所述姿态校正来校正所确定的所述电子设 备的姿态。
[0007] 在下面的说明书中阐明并且在某种程度上由说明书显而易见或者可以通过本技 术的实施了解本技术的其他特征以及优点。将通过本文的说明书和权利要求书以及附图中 具体指出的结构实现并且获得本技术的优点。
[0008] 应理解的是，前述
【发明内容】
以及后述【具体实施方式】均为示例和说明并且旨在为要 求保护的技术提供进一步说明。
【附图说明】
[0009] 被包括以提供本技术的进一步理解并且并入说明书并构成其一部分的附图图示 了本技术的某些方面并结合说明书一起用来解释本技术的原理。其中：
[0010] 图1图示出姿态校正系统的示例框图；
[0011] 图2图示出用于识别电子设备在时间段起点时的速度与在时间段终点时的速度 相等的时间段的示例框图；
[0012] 图3Α图示出用于校正电子设备在时间段的起点和终点时处于静态时的时间段期 间的电子设备的所确定的姿态的示例过程；
[0013] 图3Β图示出用于校正电子设备在时间段的起点和终点时处于周期性运动的共同 阶段的时间段期间的电子设备的所确定的姿态的示例过程；
[0014] 图4A-4C图示出用于确定周期性运动的共同阶段的加速度信号的变换以及分解 的示例截图；
[0015] 图5概念地图示出用来实现本技术的一些实施方式的电子系统。
【具体实施方式】
[0016] 下文所述的【具体实施方式】旨在说明本技术的各种配置而不旨在表示可以实践本 技术的唯一配置。然而，显而易见地，本技术不限于本文所述的特定细节并且可以在没有所 述特定细节的情况下被实践。在一些情况下，为了避免本技术的概念模糊，以框图形式示出 结构和组件。
[0017] 根据本公开，提供一种用于姿态校正的系统和方法。所述系统使用来自陀螺仪以 及加速度计的信号来计算电子设备的姿态。陀螺仪检测电子设备的方位并且输出姿态信 号。加速度计检测电子设备的加速度并且输出加速度信号。所述系统基于加速度信号确定 姿态方差以校正所检测的姿态。
[0018] 在一个示例中，能够通过求解下列等式来计算在^与t2之间的时间段内在绝对坐 标系中电子设备的加速度：
[0019]
[0020] 其中Aabs是在绝对坐标系中的加速度的真值，ti是时间段的起点，12是时间段的 终点，并且g是重力。通过将tJP12选取为对应于其中Vtl和Vt2相等的时间段，将方程式 (1)简化为：
[0021]
[0022] 能够通过对A'abs求解下列等式来计算在绝对坐标系中的所测量的加速度：
[0023] A'ah=A'r(3)
[0024] 其中，A'abs是所测量的在绝对坐标系中的加速度，A' 是在相对坐标系中的加速 度，并且Φ'是所测量的姿态。此外，能够通过对Aabs求解下列等式来计算绝对坐标系中的加 速度的真值：
[0025]
[0026] 其中，Aabs是绝对坐标系中的加速度的真值，A是相对坐标系中的加速度的真值， 并且Φ是姿态的真值。对于短时间段中的Φ的变化，t能够被写为：
[0027]
[0028] 其中，Φι是在时间t叮的安怂，Λ,定仕規叮|日」扠円的t的变化，并且ω是在时间 t时的角速度。如果在h时的姿态偏离其实值，则能够通过求解下列等式来计算在ti时所 测量的姿态：
[0029]
[0030] 其中，:?ρ.'η是在ti时所测量的姿态，φι:?是在ti时姿态的真值，并且Αω是在短时 间段内的f的变化。
[0031] 在时所测量的姿态如果不被纠正则会保持错误。在这种情况下，在t时所测量 的姿态由下列等式给出：
[0032]
[0033] 其中，t能够是包括h的任意时间。因为在相对坐标系下能够直接测量加速度，所 以能够假定A'ral等于Aral。在该条件下，能够通过对求解下列等式来计算在1^与12之 间的时间段内的姿态方差：
[0034]
[0035] 其中，A'abs是在绝对坐标系中所测量的加速度，Aabs是在绝对坐标系中的加速度的 真值，h是所述时间段的所述起点，12是所述时间段的所述终点，g是重力，并且Δφ是在所 述时间段期间所述电子设备的姿态方差。
[0036] 为了找出适当的时间对tJP12，所述系统确定在电子设备的运动中的静态/静止 点对或者在电子装置的周期性运动中的同步点对。在一个示例中，所述系统查找当电子设 备处于静止时的两个时间以找出静态/静止点对。在该情况下，Vtl_Vt2为零。如果电子设 备进行周期性运动，则所述系统查找电子设备处于周期的相同阶段的两个同步点。在该情 况下，Vtl_Vt2也能够被假定为零。然后，所述系统使用与所确定的点对相关联的时间戳来计 算姿态方差。
[0037] 在一个示例中，所述系统以第一间隔△h周期性地捕获来自加速度计的加速度信 号并且将其存储于信号队列中。将每一所捕获的加速度信号与先前所捕获的加速度信号之 间的差与阈值进行比较。如果在第二时间间隔A、内相继捕获的加速度信号之间的差保 持低于阈值，则电子设