加速度传感器校准方法及装置与流程

本申请涉及传感器校准领域，具体而言，涉及一种加速度传感器校准方法及装置。

背景技术：

在移动终端中，导航软件的使用频率越来越高，比如说百度地图、高德导航等。目前，移动终端通常包含加速度传感器，在导航过程中一般使用加速度传感器的坐标系与车辆坐标系重合，再对加速度传感器采集的数据进行校正。然而目前的方法并不能针对任意姿态安装的加速度传感器进行校准，仍旧需要用户参与很多校准工作。

申请内容

为了克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种加速度传感器校准方法及装置，基本无需用户参与校准工作，通过基于每个运动周期中所述终端设备的加速度检测信息和视频检测信息即可针对任意姿态安装的加速度传感器进行有效校准并不断追踪历史校准过程进行适应性校准，极大改善导航体验。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种加速度传感器校准方法，应用于终端设备，所述方法包括：

获取每个运动周期中所述终端设备的加速度检测信息和视频检测信息，其中，所述加速度检测信息包括所述终端设备在该运动周期中各轴方向上的多个相对位移坐标，所述视频检测信息包括所述终端设备在该运动周期中的起点定位坐标和终点定位坐标；

根据所述加速度检测信息和所述视频检测信息计算该运动周期的加速度传感器校准参数；

基于所述加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标；

根据所述起点定位坐标、所述终点定位坐标以及所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标对所述加速度传感器进行校准；

在下一运动周期开始时，获取下一运动周期中的加速度检测信息；

基于历史运动周期的加速度传感器校准参数对下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标；

根据下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标继续对所述加速度传感器进行校准。

在一种可能的示例中，所述各轴方向包括第一轴向、第二轴向以及第三轴向，所述根据所述加速度检测信息和所述视频检测信息计算该运动周期的加速度传感器校准参数的步骤，包括：

计算各轴方向上的所述多个相对位移坐标的第一轴向坐标之和、第二轴向坐标之和以及第三轴向坐标之和；

计算所述起点定位坐标和终点定位坐标之间的第一轴向坐标之差、第二轴向坐标之差以及第三轴向坐标之差；

根据所述第一轴向坐标之和以及所述第一轴向坐标之差计算该运动周期的第一轴向坐标加速度传感器校准参数；

根据所述第二轴向坐标之和以及所述第二轴向坐标之差计算该运动周期的第二轴向坐标加速度传感器校准参数；

根据所述第三轴向坐标之和以及所述第三轴向坐标之差计算该运动周期的第三轴向坐标加速度传感器校准参数；

根据所述第一轴向坐标加速度传感器校准参数、第二轴向坐标加速度传感器校准参数以及第三轴向坐标加速度传感器校准参数得到该运动周期的加速度传感器校准参数；

所述基于所述加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标的步骤，包括：

基于所述第一轴向坐标加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的第一轴向上的每个相对位移坐标的第一轴向坐标进行校准，得到校准后的第一轴向方向上的各个相对位移坐标的第一轴向坐标；

基于所述第二轴向坐标加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的第二轴向上的每个相对位移坐标的第二轴向坐标进行校准，得到校准后的第二轴向上的各个相对位移坐标的第二轴向坐标；

根据所述校准后的第三轴向上的各个相对位移坐标的第一轴向坐标和校准后的第三轴向上的各个相对位移坐标的第二轴向坐标得到校准后的第三轴向上的各个第三轴向坐标。

在一种可能的示例中，所述根据所述起点定位坐标、所述终点定位坐标以及所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标对所述加速度传感器进行校准的步骤，包括：

根据所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标计算得到将所述起点定位坐标和所述终点定位坐标之间的所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标对应的位置坐标；

基于所述起点定位坐标、所述终点定位坐标以及所述起点定位坐标和所述终点定位坐标之间的各个位置坐标对所述加速度传感器的各轴检测参数进行校准。

在一种可能的示例中，所述基于历史运动周期的加速度传感器校准参数对下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标的步骤，包括：

计算历史运动周期的各个加速度传感器校准参数的平均加速度传感器校准参数；

基于所述平均加速度传感器校准参数对下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标。

在一种可能的示例中，所述方法还包括：

获取所述终端设备从第一姿态转换为第二姿态时校准后的所述加速度传感器的姿态转换角度数据，所述姿态转换角度数据包括所述加速度传感器的待校准方位角、待校准翻转角、参考方位角和参考翻转角；

将所述参考方位角与所述待校准方位角进行加权求和计算得到校准后方位角，并将所述参考翻转角与所述待校准翻转角进行加权求和计算得到校准后翻转角；

获取所述校准后的加速度传感器检测得到的实时加速度；

判断所述加速度是否在预设范围内，若所述加速度在预设范围内，则调整所述参考方位角的权重和所述待校准方位角的权重，使得所述参考方位角的权重高于所述待校准方位角的权重，并且调整所述参考翻转角的权重和所述待校准翻转角的权重，使得所述参考翻转角的权重高于所述待校准翻转角的权重；若所述加速度不在预设范围内，则调整所述参考方位角的权重和所述待校准方位角的权重，使得所述参考方位角的权重低于所述待校准方位角的权重，并且调整所述参考翻转角的权重和所述待校准翻转角的权重，使得所述参考翻转角的权重低于所述待校准翻转角的权重。

第二方面，本申请实施例还提供一种加速度传感器校准装置，应用于终端设备，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取每个运动周期中所述终端设备的加速度检测信息和视频检测信息，其中，所述加速度检测信息包括所述终端设备在该运动周期中各轴方向上的多个相对位移坐标，所述视频检测信息包括所述终端设备在该运动周期中的起点定位坐标和终点定位坐标；

计算模块，用于根据所述加速度检测信息和所述视频检测信息计算该运动周期的加速度传感器校准参数；

坐标校准模块，用于基于所述加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标；

传感器校准模块，用于根据所述起点定位坐标、所述终点定位坐标以及所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标对所述加速度传感器进行校准；

所述获取模块，还用于在下一运动周期开始时，获取下一运动周期中的加速度检测信息；

所述坐标校准模块，还用于基于历史运动周期的加速度传感器校准参数对下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标；

所述传感器校准模块，还用于根据下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标继续对所述加速度传感器进行校准。

第三方面，本申请实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的加速度传感器校准方法。

基于上述任一方面，本申请实施例提供根据每个运动周期中终端设备的加速度检测信息和视频检测信息计算该运动周期的加速度传感器校准参数，并以此对加速度检测信息中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，然后根据起点定位坐标、终点定位坐标以及校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标对加速度传感器进行校准。此后，在下一运动周期开始时，获取下一运动周期中的加速度检测信息，并基于历史运动周期的加速度传感器校准参数对下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，并以此继续对加速度传感器进行校准。在上述过程中，基本无需用户参与校准工作，即可针对任意姿态安装的加速度传感器进行有效校准并不断追踪历史校准过程进行适应性校准，极大改善导航体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的终端设备的结构示意框图；

图2为本申请实施例提供的加速度传感器校准方法一种流程示意图之一；

图3为本申请实施例提供的加速度传感器校准方法一种流程示意图之二；

图4为本申请实施例提供的加速度传感器校准装置的功能模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1所示为本申请实施例一种终端设备100的结构示意框图，所述终端设备100可以包括智能手机、触摸pda或者平板电脑，或者带有触摸屏幕功能的计算机等，然而，应当理解，该终端设备100还可以任选地包括一个或多个其他物理用户接口设备，诸如物理键盘、鼠标和/或操纵杆等。

终端设备100通常支持各种应用(例如app等完成某些功能的软件)，诸如以下中的一者或多者：导航应用、定位应用、记事本制作应用、绘图应用、呈现应用、文字处理应用、网站创建应用、盘编辑应用、电子表格应用、游戏应用、电话应用、视频会议应用、电子邮件应用、即时消息应用、健身支持应用、照片管理应用、数字相机应用、数字视频摄像机应用、网页浏览应用、数字音乐播放器应用和/或数字视频播放器应用。

在终端设备100上执行的各种应用任选地使用至少一个通用物理用户接口设备，诸如触摸屏幕。触摸屏幕的一种或多种功能以及显示在设备上的对应信息任选地从一种应用调整和/或变化至下一种应用和/或在相应应用内被调整和/或变化。这样，设备的共用物理架构(诸如触摸屏幕)任选地利用对于用户而言直观且清楚的用户界面来支持各种应用程序。

终端设备100包括存储器102(其任选地包括一个或多个计算机可读存储介质)、存储器控制器104、一个或多个处理器(cpu)106、外围设备接口108、射频电路110、音频电路112、扬声器1121、麦克风1122、输入/输出(i/o)子系统114和外部端口116、接近传感器118以及加速度传感器120，还包括支持整个终端设备100中各电子部件工作运转的电力系统132。

所述存储器102中存储有操作系统、通信模块、图形模块、文本输入等各种功能模块以及各种应用程序，处理器106利用在存储控制器104控制下的存储于存储器102中的数据完成便携式多功能设备例如文本处理、通信、拍照等各种功能。

所述i/o子系统114进一步包括显示控制器1141，光学传感器控制器1142，触觉反馈控制器1143，其他输入控制器1144用于控制终端设备100的相应部件。终端设备100还任选地包括触摸显示系统122，用于在显示屏幕上接收用户的触摸输入。终端设备100还任选地包括一个或多个光学传感器124，用于感应光线强度。设备100还任选地包括用于在设备100上生成触觉输出的一个或多个触觉输出发生器126(例如在触摸屏幕诸如设备100的触摸显示系统122上由马达生成触觉输出)。终端设备100还任选地包括其他输入或控制设备128。这些部件任选地通过一条或多条通信总线或信号线130通信。

可以理解的是，可以理解，图1所示的结构仅为示意，所述终端设备100还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参阅图2，为本申请实施例提供的加速度传感器校准方法的一种流程示意图，本实施例中，所述加速度传感器校准方法由图1中所示的终端设备100执行，所述方法的具体流程如下：

步骤s1，获取每个运动周期中所述终端设备的加速度检测信息和视频检测信息。

本实施例中，所述加速度检测信息可以包括所述终端设备在该运动周期中各轴方向上的多个相对位移坐标，所述视频检测信息包括所述终端设备在该运动周期中的起点定位坐标和终点定位坐标。

步骤s2，根据所述加速度检测信息和所述视频检测信息计算该运动周期的加速度传感器校准参数。

可选地，所述各轴方向包括第一轴向、第二轴向以及第三轴向。

作为一种实施方式，首先，计算各轴方向上的所述多个相对位移坐标的第一轴向坐标之和、第二轴向坐标之和以及第三轴向坐标之和。示例性地，假设在开始时刻t0，运动周期为t1，在每个运动周期内的(t0+nt1，t0+(n+1)t1)时间段，由视频检测得到的终端设备100的起点坐标为(xn，yn，zn)，(xn+1，yn+1，zn+1)，而在此运动周期t1间共进行了m次加速度检测，则由加速度检测到的终端设备100的相对位移为(sx1，sy1，sz1)，......，(sxi，syi，szi)，.......，(sxm，sym，szm)，总位移为(∑sxi，∑syii，∑szi)，其中，各轴方向上的所述多个相对位移坐标的第一轴向坐标之和为∑sxi，各轴方向上的所述多个相对位移坐标的第二轴向坐标之和为∑syi，各轴方向上的所述多个相对位移坐标的第三轴向坐标之和为∑szi。

然后，计算所述起点定位坐标和终点定位坐标之间的第一轴向坐标之差、第二轴向坐标之差以及第三轴向坐标之差；基于上述示例，所述起点定位坐标和终点定位坐标之间的第一轴向坐标之差为xn+1-xn，所述起点定位坐标和终点定位坐标之间的第二轴向坐标之差为yn+1-yn，所述起点定位坐标和终点定位坐标之间的第三轴向坐标之差为zn+1-zn。

然后，根据所述第一轴向坐标之和以及所述第一轴向坐标之差计算该运动周期的第一轴向坐标加速度传感器校准参数。所述第一轴向坐标加速度传感器校准参数为：

kxn＝(xn+1-xn)/∑sxi

根据所述第二轴向坐标之和以及所述第二轴向坐标之差计算该运动周期的第二轴向坐标加速度传感器校准参数。所述第二轴向坐标加速度传感器校准参数为：

kyn＝(yn+1-yn)/∑syi

根据所述第三轴向坐标之和以及所述第三轴向坐标之差计算该运动周期的第三轴向坐标加速度传感器校准参数。所述第三轴向坐标加速度传感器校准参数为：

kzn＝(zn+1-zn)/∑szi

根据所述第一轴向坐标加速度传感器校准参数、第二轴向坐标加速度传感器校准参数以及第三轴向坐标加速度传感器校准参数得到该运动周期的加速度传感器校准参数。

步骤s3，基于所述加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标。

作为一种实施方式，首先，基于所述第一轴向坐标加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的第一轴向上的每个相对位移坐标的第一轴向坐标进行校准，得到校准后的第一轴向方向上的各个相对位移坐标的第一轴向坐标。

例如，每个相对位移坐标的第一轴向坐标为sxi，则对应的校准后的第一轴向坐标s’xi＝kxnsxi。

基于所述第二轴向坐标加速度传感器校准参数对所述加速度检测信息中的第二轴向上的每个相对位移坐标的第二轴向坐标进行校准，得到校准后的第二轴向上的各个相对位移坐标的第二轴向坐标。

例如，每个相对位移坐标的第二轴向坐标为syi，则对应的校准后的第二轴向坐标s’yi＝kynsyi。

根据所述校准后的第三轴向上的各个相对位移坐标的第一轴向坐标和校准后的第三轴向上的各个相对位移坐标的第二轴向坐标得到校准后的第三轴向上的各个第三轴向坐标。

例如，每个相对位移坐标的第二轴向坐标为szi，则对应的校准后的第二轴向坐标s’zi＝kznszi。

步骤s4，根据所述起点定位坐标、所述终点定位坐标以及所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标对所述加速度传感器进行校准。

详细地，首先根据所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标计算得到将所述起点定位坐标和所述终点定位坐标之间的所述校准后的各轴方向上的各个相对位移坐标对应的位置坐标。

然后，基于所述起点定位坐标、所述终点定位坐标以及所述起点定位坐标和所述终点定位坐标之间的各个位置坐标对所述加速度传感器的各轴检测参数进行校准。

步骤s5，在下一运动周期开始时，获取下一运动周期中的加速度检测信息。

步骤s6，基于历史运动周期的加速度传感器校准参数对下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标。

详细地，可以计算历史运动周期的各个加速度传感器校准参数的平均加速度传感器校准参数，然后基于所述平均加速度传感器校准参数对下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，得到下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标。

步骤s7，根据下一运动周期中的各轴方向上的每个相对位移坐标对应的预测位置坐标继续对所述加速度传感器进行校准。

基于上述设计，根据每个运动周期中终端设备的加速度检测信息和视频检测信息计算该运动周期的加速度传感器校准参数，并以此对加速度检测信息中的各轴方向上的每个相对位移坐标进行校准，然后根据起点定位坐标、终点定位坐标以及校准后的各个相对位移坐标对加速度传感器进行校准。此后不断追踪历史校准过程进行适应性校准，降低在下一运动周期开始但未结束期间加速度检测形成累积误差，实现更加精准校准。在上述过程中，基本无需用户参与校准工作，即可针对任意姿态安装的加速度传感器进行有效校准，极大改善导航体验。

进一步地，请参阅图3，在该步骤s3之后，本实施例提供的加速度传感器校准方法还可以包括如下步骤：

步骤s8，获取所述终端设备从第一姿态转换为第二姿态时校准后的所述加速度传感器的姿态转换角度数据，所述姿态转换角度数据包括所述加速度传感器的待校准方位角、待校准翻转角、参考方位角和参考翻转角。

步骤s9，将所述参考方位角与所述待校准方位角进行加权求和计算得到校准后方位角，并将所述参考翻转角与所述待校准翻转角进行加权求和计算得到校准后翻转角。

步骤s10，获取所述校准后的加速度传感器检测得到的实时加速度。

步骤s11，判断所述加速度是否在预设范围内，若所述加速度在预设范围内，则调整所述参考方位角的权重和所述待校准方位角的权重，使得所述参考方位角的权重高于所述待校准方位角的权重，并且调整所述参考翻转角的权重和所述待校准翻转角的权重，使得所述参考翻转角的权重高于所述待校准翻转角的权重；若所述加速度不在预设范围内，则调整所述参考方位角的权重和所述待校准方位角的权重，使得所述参考方位角的权重低于所述待校准方位角的权重，并且调整所述参考翻转角的权重和所述待校准翻转角的权重，使得所述参考翻转角的权重低于所述待校准翻转角的权重。

通过上述步骤，可以在校准加速度传感器之后继续测试加速度传感器的加速度检测精度，并不断调整加速度传感器的姿态转换角度数据，从而进一步地提高导航精度。

进一步地，本申请实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述任意方法实施例中的加速度传感器校准方法。

值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本申请方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。