CN101365925A - 用于估计固体的移动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于估计可在能够产生由三变量矢量定义的干扰的介质中的移动固体的移动的方法，其中，移动由六变量矢量定义，并且固体配备有具有至少三个敏感轴的至少一个对加速度敏感的传感器和具有至少三个敏感轴的至少一个对磁场敏感的传感器。本发明的用于估计固体的移动的方法包括计算由六变量移动矢量和三变量干扰矢量组成的九变量矢量(Λ)的步骤(B6)和能够将九变量矢量(Λ)转变成具有不多于五个的要被估计的变量的矢量的加权步骤(B6)。

Description

用于估计固体的移动的方法

技术领域

本发明涉及估计固体的移动的方法。

一般而言，本发明涉及用于确定固体的空间位置的姿态中心(attitude center)的领域。

背景技术

姿态中心由加速计和磁力计构成，并适于执行用于确定具有姿态中心的固体的空间朝向的处理。

特别地，一种这样的装置是从法国文献FR 0 20 4260获知的。

在该文献中说明的装置产生达360°的固体的旋转角度的估计，并且相对于固体在其中移动的介质是完全自治的。

并且，这种姿态中心不必使用速率陀螺仪，这降低了装置的成本并减小其整体尺寸。

在文献FR 02 04260中说明的姿态中心在测量模型和对于来自姿态中心的信号的处理中将固体的朝向视为未知量。

由于由固体的移动导致的加速度与由重力导致的加速度有关，因此，如果与重力加速度相比固体的移动的加速度较高，那么估计的角度属于错误。

并且，固体在其中移动的同一介质可产生不被现有的姿态中心考虑的磁扰。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述的缺点并提出在这种类型的姿态中心中使用的用于估计固体的移动的方法，从而在可用数据的估计、计算成本以及结果的精度和鲁棒性方面提供优于在文献FR 02 04 260中说明的方法的改进的性能。

为此，本发明针对用于估计可在易于产生由具有三个变量的矢量定义的干扰的介质中移动的固体的的移动的方法，所述移动由具有六个变量的矢量定义，所述固体配备有具有至少三个敏感轴的至少一个对速度敏感的加速度传感器和具有至少三个敏感轴的至少一个对磁场敏感的磁场传感器。

根据本发明，估计方法包括产生由具有六个变量的所述移动矢量和具有三个变量的所述干扰矢量组成的具有九个变量的矢量的步骤和将适于将所述具有九个变量的矢量转变成具有要被估计的至多五个未知变量的矢量的所述具有九个变量的矢量的加权的步骤。

由于引入由具有九个变量的矢量表示的新的参数，因此，本发明的估计方法因此不仅考虑固体在陆地磁场和重力场中的取向，而且考虑由移动导致的加速度以及诸如在固体在其中移动的介质中出现的磁扰的干扰。

本申请发现，根据固体以及它在其中移动的介质的移动条件，能够通过假定该矢量的至少四个变量是已知的将具有九个变量的矢量加权。

由于分别具有三个敏感轴的加速度传感器和磁场传感器，能够确定这样加权的矢量的五个未知的变量。

由于不仅确定固体的取向而且确定加速度或介质的干扰的固体的移动的该估计，使能够利用具有姿态中心的这种固体并执行本发明的估计方法。

特别是能够捕获更快的移动，并在需要精确和测量稳定性的应用中使用该固体。

同样地能够估计平移的固体相对于开始位置的位置。

实际上，估计方法包括从移动配置表中选择移动配置的步骤，并且加权步骤适于根据所述选择的配置在具有九个变量的矢量中用已知的值代替未知变量。

实际上，在给定的应用中，固体的空间移动很少是自由的。特别地，如果固体可在易于产生磁扰的介质中移动，那么移动配置可选自包含在没有磁扰的介质中的移动、在具有一个维度的空间中的移动、在平面中的移动和具有至少两个已知的自由度的移动的一组移动配置。

实际上，加权步骤包括选择适于修改装配固体的传感器的各权重的加权矢量的步骤，并且，该方法包括根据至少一个传感器的测量估计具有要估计的至多五个未知变量的具有九个变量的矢量的至少一个变量的步骤。

因此，加权矢量使得其敏感轴中的一些或全部上的一些传感器能够被忽略，使得能够仅确定一些要被估计的变量。

估计方法有利地包括迭代选择加权矢量和估计具有要估计的至多五个未知变量的矢量的至少一个变量的所述步骤的至少一个迭代步骤，在所述选择步骤中选择的加权矢量在各个迭代步骤中是不同的。

通过实现多次并修改加权矢量的配置，能够交替地估计具有要估计的至多五个未知变量的矢量的不同变量。

在本发明的一个实际的实施例中，估计方法包括选择适于忽略来自加速度传感器的测量的加权矢量的步骤、根据磁场传感器的测量估计具有要估计的至多五个未知变量的矢量的至少两个变量的步骤、选择适于忽略来自磁场传感器的测量的加权矢量的步骤和根据加速度传感器的测量估计具有要估计的至多五个未知矢量的所述矢量的至多其它三个变量的步骤。

由此，通过初始忽略来自加速度传感器的测量，能够通过使用不对固体的加速度敏感的磁场传感器确定与固体的取向对应的空间角度。

一旦这些角度被估计，那么能够通过使用加速度传感器估计其它的变量，例如，固体的第三角度和两个加速度。

作为替代方案，估计方法包括选择适于忽略来自磁场传感器的测量的加权矢量的步骤、根据加速度传感器的测量估计具有要估计的至多五个未知变量的所述矢量的至少两个变量的步骤、选择适于忽略加速度传感器的加权矢量的步骤和根据磁场传感器的测量估计具有要估计的至多五个未知变量的所述矢量的至多其它三个变量的步骤。

实际上，为了减少关于计算时间的问题，如果具有九个变量的矢量包含具有三个自由度的旋转矢量，那么由与对于四元数的四个分量的约束相关的四元数的四个分量表示旋转矢量。

使用四元数符号导致比三角函数更容易求解的二次函数，该三角函数给予对于要求解的方程特定的非线性特征以确定用于估计固体的移动的矢量的五个变量。

实际上，在估计具有要估计的至多五个未知变量的所述矢量的至少一个变量的步骤中，对于四元数的分量的约束被集成到旋转矢量的表示中。

在本发明的一个实际的实施例中，在估计具有要估计的至多五个未知变量的所述矢量的至少一个变量的步骤中使用准牛顿型的误差最小化函数。

本发明的第二方面涉及一种用于估计可在易于产生由具有三个变量的矢量定义的干扰的介质中移动的固体的移动的装置，所述移动由具有六个变量的矢量定义。

该估计器装置被安装在所述固体上并包含具有至少三个敏感轴的至少一个加速度传感器和具有至少三个敏感轴的至少一个磁场传感器。

该估计器装置适于使用本发明的估计固体的移动的方法。

用于估计固体的移动的装置具有与以上关于本发明的方法说明的特征和优点类似的特征和优点。

在以下的说明中，本发明的其它特征和优点将变得更加明显。

附图说明

在附图中，作为非限制性例子提供：

图1是解释可通过本发明的移动估计方法估计的固体的移动的示图；

图2A、图2B和图2C是根据本发明的三个实施例的用于估计固体的移动的装置的示意图；

图3是解释用于估计固体的移动的本发明的方法的框图。

具体实施方式

首先参照图1说明通过本发明的方法估计的固体的一种类型的移动。

目的是随时间重构携带测量装置的移动固体的取向和动态即加速度。因此，轨迹(加速度的双重积分)也可被估计。

移动固体在这里被视为点，并且在图1中示出其位置M。其取向由矢量θ表示，该矢量θ与固定的轴系Ro(可以是点0上的静止阶段中的初始轴系)中的轴系R的取向对应。

并且，在任意时间，移动固有的加速度由a表示。测量装置还对由Go表示的由重力导致的加速度和由Ho表示的周围陆地磁场(在静止时测量的磁场)敏感。移动物体的位置上的任何磁扰都增加由b表示的磁贡献(分量)。

这里，作为非限制性例子，固定的轴系Ro的轴Z与垂直线并由此与Go对准。

根据伽利略-爱因斯坦原理，M上的得到的可测量的加速度是非重力加速度，即与a-GO成比例的加速度。

M上的得到的可测量的磁场是Ho+b。

固体的移动由具有与固体特有的移动对应的六个变量的矢量定义。前三个变量与三个旋转的维度即与由矢量θ表示的取向对应。

三个其它的变量与固体在轴系R中的位置对应，由此与轴系R中的坐标X、Y、Z对应。可以通过移动物体的加速度矢量a的双重积分导出这些坐标，这些坐标由此被选择为移动的变量。

并且，给定固体在其中移动的介质，它可由具有代表可能的磁扰b的三个变量的矢量限定。

作为一般规则，九个变量能够描述在其环境中移动的所观察的系统。

由此，当固体处于静止时的初始位置时，可以定义矢量Po，使得：

Po＝(Go，Ho)

这里，

-3维的Go与由重力导致的加速度对应，

-3维的Ho与陆地磁力对应，

-(M，R)≡(O，Ro)，并且，

-矢量θ＝0。

当固体开始移动时，在初始矢量Po上加上矢量p。

矢量p被定义为p＝(a，b)，这里，a和b是3维的矢量。

由测量装置测量的总场由此与矢量Po+p的和对应。

由此获得具有定义固体的移动的九个变量的矢量，其中，未知量是矢量θ的角度、固体的加速度和磁扰b。

以下参照图2A、图2B和图2C说明用于估计移动的本发明的装置的不同的实施例。

估计器装置仅由磁力计和加速计构成。它被安装在要估计移动的固体上。

如图2A所示，移动估计装置必须包含具有至少三个敏感轴V1、V2、V3的至少一个加速度传感器Ca和也具有三个敏感轴V4、V5、V6的至少一个磁场传感器Cm。

在另一实施例中，如图2B所示，各个传感器C′a和C′m可具有四个不同的敏感轴，使得加速度传感器C′a具有敏感轴V′1、V′2、V′3，V′4，并且磁场传感器C′m具有敏感轴V′5、V′6、V′7，V′8。

类似地，为了提高测量的可靠性，如图2C所示的方式，估计装置可包含分别具有三个敏感轴V〞1、V〞2、V〞3、V″4、V〞5、V〞6的两个加速度传感器C〞a以及分别具有三个敏感轴V″7、V〞8、V〞9、V〞10、V〞11和V〞12的两个磁场传感器C〞m。

实际上，本发明的估计装置必须至少具有和要在配备所述装置的固体的移动中估计的未知参数一样多的敏感轴。

并且，根据要被估计的变量的类型，一些传感器是必不可少的。特别地，在没有在水平面的投影为非零的磁力计的情况下，不可能正确地估计水平方位角。

并且，沿不同的方向存在的敏感轴越多，由于信噪比增加，因此参数的估计越好。但是，估计装置具有直接依赖于使用的加速度传感器或磁场传感器的数量的成本。

实际上，两个测量轴系V1、V2、V3和V4、V5、V6在相同的点上混淆。为了清楚起见，在图2A、图2B、图2C中在空间上将它们分开。

实际上，不可能在同一点上重叠传感器Ca和Cm，但是，如果使用微传感器，那么引入的误差较低。

三个非对准的敏感轴对于各种类型的加速计和磁力计传感器来说是足够的。如在信号处理中公知的那样，超过该数量，信噪比增加并更好地在操作范围上分布。

下面参照图3说明用于估计固体的移动的本发明的方法。

该方法首先包括定义基本的轴系Ro的步骤B1，该轴系Ro可以是由诸如纬度和经度的其地球物理学坐标或者通过考虑它是固体在初始时间t＝0的位置以相对的方式定义的固定轴系。

移动轴系Ro的位置由此与由传感器V(t)在t＝0的情况下提供的初始测量对应。

如上所述，该初始位置被赋值陆地磁场Ho和重力加速度Go。

还实施初始化步骤B2以定义旋转矢量θ和干扰矢量p在时间t＝0的初始值。

然后，为了实现测量V(t)，在各个时间上执行测量步骤B3。

下面说明该测量的处理的一般原理。

测量V(t)是完全的物理场Po+p在传感器的轴系中的表现。为了在固定的轴系Ro中表达由移动和磁干扰导致的九个未知的变量，用于从物理场Po+p获得测量值的必需的连续的操作(在轴系Ro中表示)如下：

-在移动轴系中表示固定轴系的旋转θ，

-将场Po+p投影到移动轴系上，

-将结果投影到附着到移动轴系上的已知的取向感测轴系θj中(对于传感器轴与选择的移动轴系的轴一致的情形，忽略该操作)。

作为场的函数的理论测量的表达式(或测量模型)因此具有以下形式：

V_mod(j)＝proj_θj[R_θ(Po+p)]

直接反函数(la function inverse directe)在一般情况下是不明确的，并且，在评价步骤B4中使用误差最小化方法，最小化的准则为：

$f(\mathrm{\θ},p)=\underset{j=1}{\overset{\mathrm{Na}+\mathrm{Nb}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_j{(V_{\mathrm{mod}}\left(j\right)-V\left(j\right))}^2$

其中，新参数α_j表示传感器沿敏感轴j的贡献的加权，Na+Nb与磁场和加速度传感器的敏感轴的总数对应。

矢量α＝(α₁、α₂...α_j...α_Na+Nb)具有维度Na+Nb，并被用于根据它们的各敏感轴将来自传感器的测量值加权。例如，对于倾斜补偿指南针，在加速计的两个轴上使用测量值相对于垂直线给出倾斜，并且沿磁力计的四个轴使用测量值在倾斜面中给出角度。

该加权矢量α可由用户强加或者根据使根据各传感器的敏感轴的测量值协调的信任准则适应性地更新：

α_j＝1：信任，

α_j＝0：撇开传感器在敏感轴j上给出的测量。

可以在这两个极端值之间表达测量信息的或大或小的贡献。

例如，如果与其它方面相比传感器更多地受噪声影响，那么将选择与变化成反比的加权系数。

如下面说明的那样，可以由特定的体系(Euler、Cardan等)中的矩阵分量(三角函数)或由四元数(二次函数)表示旋转函数θ的公式。

在所有的情况下，将测量模型以仿射方式表示为未知量p的函数：

V_mod(j)＝A(θ)×p+B(θ)

这里，A(θ)和B(θ)是矢量θ的函数。

处理过程必须将(θ，p)最优化，使得准则f为最小。计算步骤B5因此旨在求解函数：

$\underset{(\mathrm{\θ},p)}{\min }f(\mathrm{\θ},p)=\underset{\mathrm{\θ}}{\min }\left\{\underset{p}{\min }\left(f(\mathrm{\θ},p)\right)\right\}$

由于p的求解是线性的，因此p的最小二乘方解是显解。

优选使用准牛顿型误差最小化函数。

为了简化计算，可以由与对于四元数的四个分量的约束相关的这四个分量表示具有三个自由度的旋转矢量。

事实上，用于旋转矢量的标准数学表达式是角度的矩阵的表达式。最终的表达式包含给予准则特定的非线性特征并导致关于计算时间的问题的大量的三角函数。

优选使用产生二次函数的四元数符号。然后由以下四个分量表示三个取向度：

q＝(q₀q₁q₂q₃)

这里，

q₀＝cos(x₁)

q₁＝sin(x₁)u_x

q₂＝sin(x₁)u_y

q₃＝sin(x₁)u_z

这里，u是旋转轴的坐标。如果这四个分量代表旋转，那么它们符合以下约束：

∑q₁ ²＝1

并且，在计算步骤B5中，为了避免使用受约束的最优化方法，可以在旋转矢量中使用“综合约束”：

-通过考虑所有的以下的可能的情况：

$u=\frac{1}{\sqrt{1+x_2^2+x_3^2}}\left(\begin{array}{c}1\\ x_2\\ x_3\end{array}\right)\mathrm{ou\; u}=\frac{1}{\sqrt{1+x_2^2+x_3^2}}\left(\begin{array}{c}{x}_1\\ 1\\ x_3\end{array}\right)$

-或者，通过在球坐标中表达旋转轴：

$q=\left(\begin{array}{c}\cos \left(x_1\right)\\ \sin \left(x_1\right)u\end{array}\right)$ $u=\left(\begin{array}{c}\cos \left(x_2\right)\cos \left(x_3\right)\\ \sin \left(x_2\right)\cos \left(x_3\right)\\ \sin \left(x_3\right)\end{array}\right)$

根据本发明，为了有利于求解如上面说明的那样的最小化准则f，加权步骤B6将具有九个变量的矢量加权，以将其转换成具有至多五个要被估计的未知变量的矢量。

该加权矢量特别依赖于在配置选择步骤B7中从移动配置表中选择移动配置。

至少在使用该装置的标准情况下，优选自动地实现该选择配置的步骤B7。

九个变量被表示如下：

(θ＝θ₀θ₁θ₂，p＝a₀a₁a₂ b₀b₁b₂)

以及，体系的变量的矢量：

$\mathrm{\Λ}=(...{\mathrm{\θ}}_{i1}...{\widetilde{\mathrm{\θ}}}_{i2}..-..i_1,i_2\∈\left\{\mathrm{0,1,2}\right\},{\tilde{a}}_{j1}...a_{j2}.-..j_1,j_2\∈\left\{\mathrm{0,1,2}\right\},{\tilde{b}}_{k1}...b_{k2}.-..k_1,k_2\∈\left\{\mathrm{0,1,2}\right\})$

这里，

-符号Xi表示要确定的未知变量，

-符号“-”表示问题不依赖于该变量(在忽略一些传感器的情况下是这种情况)，

-符号

表示替换变量的已知的值。

下面说明当没有磁扰或磁扰是已知的时将该矢量Λ加权的特定情况。

这种情况将移动物体不在被侵入的或未知的铁磁性质量干扰的陆地磁环境中移动的所有应用集合起来。

特别是在体育馆中或在房间中并在至少离开钢设备一米的位置上执行体育运动的人是这种情况。

当移动物体处于例如如果将传感器固定到物理特性已知的铁磁性物体(移动电话、电池、汽车车体、所有类型的车辆等中的传感器)上那么可预测磁扰的情形中时，也适于该应用。

在选择配置的步骤B7中可以事先获知或者预测移动的配置。

由于与磁扰关联的变量为零或是已知的，因此六个未知的变量与固体的移动矢量对应。

必须获知固体的这些取向和/或加速度变量中的一个。

选择配置的步骤B7还根据移动的类型事先确定这些变量中的一个。

例如，如果将传感器放在诸如人的四肢或机器人臂的结构上，那么，如人的关节(肘部、膝部、踝、腕部)或用于机器人臂的旋转电动机(一个或两个关节电动机)的情况那样，角自由度常常严格地小于三个。

类似地，对于诸如有轮车辆的悬挂系统，在良好的附着条件下，弹簧允许纵摇和横摇即以两个旋转角移动，并且，可以通过例如GPS的另一系统给出与航向对应的第三个。

类似地，在加速度方面，特别是如果如道路上的车辆或者火车的情况那样在平面中平移移动被加速，能够事先获知变量中的一个，在这种情况下，沿与平面垂直的方向的加速度为零。

因此，加权步骤B6在一个方面中将具有九个变量的矢量加权以便将某些变量视为零或已知，并且加权上面说明的加权矢量α以便通过忽略一个或更多个传感器有利于计算最小化准则f。

例如，选择加权矢量α以适于忽略来自加速度传感器的测量：

如果不存在磁扰b或者如果磁扰是已知的，那么具有三个敏感轴的磁场传感器可确定固体在两个维度中的取向。并且，这些磁力计传感器不对加速度敏感，因此，能够与其加速度无关地确定固体的取向。

为了增加灵敏度，优选将基准轴系选择为具有与磁场线性对应的轴Z。

由此加权的具有九个变量的矢量被写为：

如上面指示的那样，通过使用加权矢量α和加权矢量Λ执行评价准则的步骤B4和计算步骤B5，以估计固体的与沿两个方向的取向对应的角度θ₂和θ₃的值。

然后，迭代步骤将加权步骤B6迭代，从而修改加权矢量α。

因此，在加权步骤B6中，选择适于忽略来自磁场传感器的测量值的加权矢量α：

与其并行，具有九个变量的加权的矢量被写为以下形式：

其中，通过事先计算的值估计取向角度θ₂和θ₃，并且通过根据选择的配置确定的已知的值代替与加速度a₃对应的未知的变量。

由此能够通过迭代评价误差准则的步骤(B4)和计算步骤(B5)确定加速度a₁和a₂。

由此，在前面的例子中，由磁场传感器给出的测量确定与固体的取向θ₁和θ₂关联的两种状态。在第二阶段中，由加速度传感器给出的测量被用于估计三个其它的变量，这三个变量例如为与固体的取向θ₃关联的一个变量和与加速度a₁和a₂关联的两个变量。

当然，根据固体的移动的配置，如果可以很容易地估计或通过诸如GPS的另一测量系统给出第三取向参数θ₃的值，那么能够从由加速度传感器给出的测量估计三个加速度参数a₁、a₂和a₃。

当然，特别是如果由介质产生的磁扰是未知的，可以在不同的移动配置使用移动估计方法。

为了解决估计问题，必须将具有九个变量的矢量加权以仅包含至多五个未知的变量。

如果与磁扰关联的三个变量是未知的，那么固体的移动必须具有至少四个已知的自由度。

特别是步行者的头部关于两个旋转轴的移动是这种情况。对于这种类型的移动，移动的配置考虑加速度基本上为零。

类似地，如果固体在平坦的平面中移动，那么仅存在与平面中的移动的航向对应的一个旋转角和移动物体在该平面中按平面的两个轴的移动的两个未知的加速度。

也可通过移动估计方法确定平面中的任何磁扰。

实际上，求解模式与上述的相同，只有由磁场传感器和加速度传感器进行的测量之间的形式被交换。

在以上的例子中，认为能够在选择配置的步骤B7中根据移动的配置以已知的方式确定固体的磁扰或取向或加速度的某些参数。

装置可同样地寻求与自动建立已知的移动配置的某一模式的操作相关联。

因此，能够设置与固体在平面中的移动对应的操作的“汽车”模式、与不导致磁扰的固体在平面中的移动对应的“自行车”模式或加速度基本上为零的“头部移动”模式。

实际上，用于确定要建立的具有九个未知变量的矢量的至少四个变量的配置的选择可以是动态的，并且特别依赖于磁场的模数(module)的监视。

因此，在选择配置的步骤B7中，磁场的模数的自动监视可被用于渐进地考虑磁扰源的存在，诸如产生影响配备移动固体的传感器的磁扰的铁磁性物体的存在。

因此，从实际测量计算的磁场和前述的磁场的模方(norme)之间的差值被监视。

一旦该差值太高，达到10％的量级，就按比例减小估计的信任准则。

类似地，选择配置的步骤B7可包含测量的加速度场的模数的自动监视。

然后，当差值a-Go变得大于10％Go时，可以不再忽略加速度或将其视为常数。

当然，本发明不限于上述的实施例。

特别地，测量装置可互换地包含具有三个敏感轴的传感器或在三个轴上设置的分别仅具有一个敏感轴的三个传感器。

并且，加权矢量α可包含值0和1之间的加权系数。

Claims (11)

1.一种用于估计在易于产生由具有三个变量的矢量(b)定义的干扰的介质中的移动固体的移动的方法，所述移动由具有六个变量(θ，a)的矢量定义，所述固体配备有至少一个具有至少三个敏感轴的对加速度敏感的加速度传感器(Ca)和至少一个具有至少三个敏感轴的对磁场敏感的磁场传感器(Cm)，其特征在于，它包括产生由具有六个变量的所述移动矢量和具有三个变量的所述干扰矢量组成的具有九个变量的矢量(Λ)的步骤(B6)和适于将所述具有九个变量的矢量变转成具有至多五个要被估计的未知变量的矢量的所述具有九个变量的矢量(Λ)的加权步骤(B6)。

2.根据权利要求1的估计方法，其特征在于，包括从移动配置表中选择移动配置的步骤(B7)，并且加权步骤(B6)适于根据所述选择的配置在所述具有九个变量的矢量(Λ)中用已知的值代替未知变量。

3.根据权利要求2的估计方法，其特征在于，所述固体在易于产生磁扰的介质中移动，所述移动配置选自尤其包含在没有磁扰的介质中的移动、在一个维度的空间中的移动、在平面中的移动和具有至少两个已知的自由度的移动的一组移动配置。

4.根据权利要求1～3中的任一项的估计方法，其特征在于，加权步骤(B6)包括选择适于修改装配固体的所述各传感器的各权重的加权矢量(α)的步骤，并且，所述方法包括根据至少一个传感器的测量结果估计具有至多五个要估计的未知变量的所述矢量(Λ)的至少一个变量的步骤(B4，B5)。

5.根据权利要求4的估计方法，其特征在于，包括迭代选择加权矢量(α)的所述步骤(B6)和估计具有至多五个要估计的未知变量的矢量(Λ)的至少一个变量的所述步骤(B4，B5)的至少一个迭代步骤，在所述选择步骤中选择的加权矢量(α)在各迭代步骤中是不同的。

6.根据权利要求4或5的估计方法，其特征在于，包括选择适于忽略来自加速度传感器(Ca)的测量结果的加权矢量(α)的步骤(B6)、根据磁场传感器(Cm)的测量结果估计具有至多五个要估计的未知变量的所述矢量(Λ)的至少两个变量(θ₂，θ₃)的步骤(B4，B5)、选择适于忽略来自磁场传感器(Cm)的测量结果的加权矢量(α)的步骤(B6)和根据加速度传感器(Ca)的测量结果估计具有至多五个要估计的未知矢量的所述矢量(Λ)的至多其它三个变量(θ₁，a₁、a₂)的步骤(B4，B5)。

7.根据权利要求4或5中的估计方法，其特征在于，包括选择适于忽略来自磁场传感器(Cm)的测量结果的加权矢量(α)的步骤(B6)、根据加速度传感器(Ca)的测量结果估计具有至多五个要估计的未知变量的所述矢量(Λ)的至少两个变量的步骤(B4，B5)、选择适于忽略来自加速度传感器(Ca)的测量结果的加权矢量(α)的步骤(B6)和根据磁场传感器(Cm)的测量结果估计具有至多五个要估计的未知变量的所述矢量(Λ)的至多其它三个变量的步骤(B4，B5)。

8.根据权利要求1～7中的任一项的估计方法，其特征在于，所述具有九个变量的矢量(Λ)包含具有三个自由度的旋转矢量θ，所述旋转矢量由与对于四元数(q)的四个分量(q₀、q₁、q₂、q₃)的约束相关的所述四个分量(q₀、q₁、q₂、q₃)表示。

9.根据权利要求8的估计方法，其特征在于，在估计具有至多五个要估计的未知变量的所述矢量(Λ)的至少一个变量的步骤(B4，B5)中，对于四元数(α)的分量的所述约束被集成到旋转矢量θ的表示中。

10.根据权利要求1～9中的任一项的估计方法，其特征在于，在估计具有至多五个要估计的未知变量的所述矢量(Λ)的至少一个变量的步骤(B5)中使用准牛顿型的误差最小化函数。

11.一种用于估计在易于产生由具有三个变量的矢量(b)定义的干扰的介质中的移动固体的移动的装置，所述移动由具有六个变量的矢量(θ，a)定义，所述装置被安装在所述固体上并包含具有至少三个敏感轴(V1、V2、V3)的至少一个加速度传感器(Ca)和具有至少三个敏感轴(V4、V5、V6)的至少一个磁场传感器(Cm)，其特征在于，它适于实施根据权利要求1～10中的任一项的估计固体的移动的方法。

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