CN105378432A - 用于姿态校正的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于姿态校正的系统和方法。检测电子设备的加速度和姿态。识别其中电子设备在时间段的起点时的速度与电子设备在时间段的终点时的速度相等的时间段。基于所识别的时间段以及在时间段期间检测的电子设备的加速度来计算姿态校正。用所计算的姿态校正来校正所检测的电子设备的姿态。

Description

用于姿态校正的系统和方法
技术领域
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
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
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。
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求解其中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，t1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态。
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求解其中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真值，t1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。
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。
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。
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
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：
图1图示出姿态校正系统的示例框图；
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；
图3A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；
图3B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；
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；
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
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。
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。
在一个示例中，能够通过求解下列等式来计算在t1与t2之间的时间段内在绝对坐标系中电子设备的加速度：
∫ t 1 t 2 A a b s d t = ( V t 2 - V t 1 ) - g ( t 2 - , - - - ( 1 )
其中Aabs是在绝对坐标系中的加速度的真值，t1是时间段的起点，t2是时间段的终点，并且g是重力。通过将t1和t2选取为对应于其中Vt1和Vt2相等的时间段，将方程式(1)简化为：
∫ t 1 t 2 A a h s d t = - g ( t 2 - - - - ( 2 )
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：
A′abs＝A′r(3)
其中，A’abs是所测量的在绝对坐标系中的加速度，A’rel是在相对坐标系中的加速度，并且是所测量的姿态。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：
其中，Aabs是绝对坐标系中的加速度的真值，Arel是相对坐标系中的加速度的真值，并且是姿态的真值。对于短时间段中的的变化，t能够被写为：
其中，是在时间t时的姿态，Δt是在短时间段内的t的变化，并且ω是在时间t时的角速度。如果在t1时的姿态偏离其实值，则能够通过求解下列等式来计算在t1时所测量的姿态：
其中，是在t1时所测量的姿态，是在t1时姿态的真值，并且Δω是在短时间段内的的变化。
在t1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：
其中，t能够是包括t1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’rel等于Arel。在该条件下，能够通过对求解下列等式来计算在t1与t2之间的时间段内的姿态方差：
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，t1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，并且是在所述时间段期间所述电子设备的姿态方差。
为了找出适当的时间对t1和t2，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，Vt1-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，Vt1-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。
在一个示例中，所述系统以第一间隔Δt1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Δt2内相继捕获的加速度信号之间的差保持低于阈值，则电子设备被认定为在第二时间间隔Δt2内处于静态。输出第二时间间隔的起点和终点的时间戳以求解姿态中的方差。
在另一示例中，所述系统处理来自加速度计的加速度信号以确定电子设备的周期性运动。所述系统使用小波变换(例如多贝西小波D4)来分解加速度信号。然后，使用阈值将小波变换成二相波，并且将二相波的连续上升沿识别为电子设备处于周期的相同阶段的点。输出对应于上升沿的时间戳以求解姿态中的方差。
所述系统使用陀螺仪来连续监测设备的姿态并且每当以上综述的两种方法中任一方法输出静态/静止点或者同步点的时间戳时都校正姿态。
图1图示出姿态校正系统的示例框图。如图1中描绘的系统100包括陀螺仪102、加速度计104、磁力计106、姿态模块108以及校正模块110。在一个示例中，姿态模块108以及校正模块110能够被实现在软件中。在另一示例中，陀螺仪102包括用于测量系统的姿态的组件(例如用来检测不同轴中的运动的运动传感器等)，加速度计104包括用于检测系统的加速度的组件，并且磁力计106包括用于测量系统周围的磁场的组件。系统100可以被集成到许多种类型的电子设备中，包括智能电话设备、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)等。
陀螺仪102被配置成响应于由包括系统100的电子设备(例如智能电话设备、平板计算机、PDA等)的运动所引起的力矩而检测该电子设备的方位。在一个示例中，使用包括用于多轴的陀螺传感器的基于微电子机械系统(MEMS)的陀螺仪来检测电子设备的方位。加速度计104被配置成检测电子设备的加速度。加速度计104可以既检测静态加速度(例如诸如重力的加速度的相对恒力)，又检测随时间变化的动态加速度。姿态模块108被配置成基于由陀螺仪所提供的姿态信号来确定电子设备的姿态。
校正模块110被配置成接收由加速度计104生成的加速度信号以及由陀螺仪102提供的姿态信号。校正模块110被进一步配置成基于所接收的加速度信号来识别时间段，其中电子设备在时间段的起点时的速度与电子设备在时间段的终点时的速度相等。校正模块110被进一步配置成基于所识别的时间段以及在该时间段期间所检测的电子设备的加速度来计算姿态校正。校正模块110被进一步配置成将姿态校正提供至姿态模块108。在接收到姿态校正后，姿态模块108被配置成基于所接收的姿态校正来校正所确定的电子设备的姿态。
图2图示出识别电子设备在时间段起点时的速度与在时间段的终点时的速度相等的时间段的示例框图。在开始块202之后，系统200初始化一级静态探测器204、时间范围探测器206、二级静态探测器214、时间范围探测器216、第一周期性探测器224、时间范围探测器216、第二周期性探测器234以及时间范围探测器236。在电子设备的加速度和姿态的检测后，一级静态探测器204以第一时间间隔周期性地将所检测的加速度值存储于信号队列中并且将所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差与阈值进行比较。在一个示例中，所检测的加速度值每隔0.3秒被存储一次。如果差大于或等于阈值，则将一级静态探测器204以及时间范围探测器206重置。如果所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差低于阈值，则一级静态探测器204确定自一级静态探测器204的初始化起所经过的时间是否长于第二时间间隔。如果自一级静态探测器204的初始化起所经过的时间短于第二时间间隔，则一级静态探测器204继续以第一时间间隔周期性地将所检测的加速度值存储于信号队列中并且将所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差与阈值进行比较。可以选择第二时间间隔的最小时间间隔。在一个示例中，第二时间间隔的最小时间间隔是1秒。替选地，如果自一级静态探测器204的初始化起所经过的时间长于或等于第二时间间隔，则将第二时间间隔的起点以及第二时间间隔的终点指定为速度相等的时间段的起点和终点。时间范围探测器206获取第二时间间隔的起点以及第二时间间隔的终点的时间戳并且将所获取的时间戳输出至块208。
在检测了电子设备的加速度和姿态后，第一周期性探测器224将所检测的加速度信号分解成小波。然后，第一周期性探测器224基于阈值将小波变换成二相波。如果所变换的二相波不具有至少两个上升沿，则将周期性探测器224和时间范围探测器226重置。如果所变换的二相波具有至少两个上升沿，则将二相波的连续上升沿识别为电子设备在时间段的起点时的速度等于电子设备在时间段的终点时的速度的时间段的起点和终点。时间范围探测器226对时间段的起点以及时间段的终点加时间戳并且将所获取的时间戳输出至块208。
在图2中，使用多个静态探测器204、214和对应的时间范围探测器206、216以及多个周期性探测器224、234和对应的时间范围探测器226、236来确定电子设备在时间段的起点时和终点时的速度相等的时间段。可以同时使用多个静态探测器204和214以及周期性探测器224和234。在由时间范围探测器206、216、226或236向块208最初输出时间戳后，使用时间戳来计算第二时间间隔期间的姿态方差。然后，过程返回到开始块202并且将静态探测器、周期性探测器以及时间范围探测器中的每一个重置。
图3A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。在一个示例中，在步骤S302、S304、S306、S308、S309、S310和S312中所描述的过程能够由静态探测器204或214来执行。在块S302中检测电子设备的加速度以及电子设备的姿态。电子设备的加速度可以由电子设备的加速度计来检测，并且电子设备的姿态可以由电子设备的陀螺仪来检测。
在块S304中，以第一时间间隔周期性地将所检测的加速度值存储于信号队列中。在块S306中，将所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差与阈值进行比较。在一个示例中，阈值是将电子设备认定为静态的电子设备的最大加速度值。在块S308中，如果所检测的加速度值与先前所存储的加速度值之间的差不低于阈值，则过程继续至块S309，在此将时间重置，然后返回至块S304。替选地，如果所检测的加速度值与先前所存储的加速度值之间的差低于阈值，则过程继续至块S310。在块S310中，如果时间t短于t2，则第二时间间隔尚未过去并且过程返回至S304。如果时间t长于或等于时间t2，则第二时间间隔已过并且过程继续至块S312，其中将第二时间间隔的起点指定为时间段的起点并且将第二时间间隔的终点指定为时间段的终点，其中在时间段的起点时与时间段的终点时的速度相等。
在块S314中，电子设备基于所识别的时间段以及所检测的电子设备的姿态来计算姿态校正。在一个示例中，通过对于求解等式(8)来计算姿态校正。在块S316中，基于所计算的姿态校正来校正所测量的电子设备的姿态。然后，过程返回至块S302。
图3B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。在一个示例中，在步骤S322、S324、S326、S328和S330中所描述的过程能够由周期性探测器224或234来执行。
在块S322中检测电子设备的加速度以及电子设备的姿态。电子设备的加速度可以由电子设备的加速度计来检测，并且电子设备的姿态可以由电子设备的陀螺仪来确定。图4A图示出从加速度计接收的加速度信号的示例。
在块S324中，将所检测的加速度信号分解成小波。在一个示例中，使用多贝西小波变换来分解所检测的加速度信号。可以使用其他小波变换将所检测的加速度信号分解成小波。可以基于获取加速度信号的频率来选择小波，使用加速度信号的测量值和/或变换技术来分解加速度信号。图4B图示出使用D4多贝西小波变换对图4A中所示的加速度信号进行小波变换的示例。在块S326中，基于阈值将所分解的小波变换成二相波。在一个示例中，阈值是预定的。在另一示例中，基于所分解的小波的特性来选择阈值。在另一示例中，阈值是用户选择的。阈值使得二相波的上升沿在周期性运动的同步点出现。在一个示例中，二相波的连续上升沿必须由阈值时间段分开(例如，仅考虑分开发生至少0.5秒的上升沿)。可以使用不同的小波变换技术将所分解的小波变换成二相波。图4C图示出基于阈值将图4B的所分解的小波变换成二相波的示例。在块S328中，如果所变换的二相波不具有至少两个上升沿，则过程返回至块S322。替选地，如果所变换的二相波具有两个或更多个上升沿，则过程继续至块S330。
在块S330中，电子设备将二相波的连续上升沿分别识别为时间段的起点和时间段的终点，其中电子设备在时间段的起点时的速度等于电子设备在时间段的终点时的速度。在图4C中，将所变换的二相波的连续上升沿401和402识别为时间段的起点和时间段的终点，其中电子设备处于周期性运动的共同阶段。在块S332中，电子设备基于所识别的时间段以及所检测的电子设备的姿态来计算姿态校正。在一个示例中，通过对于求解等式(8)来计算姿态校正。
在块S334中，基于所计算的姿态校正来校正所测量的电子设备的姿态。然后，过程返回至块S322。
上述特征和应用中的许多被实现为软件过程，所述软件过程被指定为存储于计算机可读存储介质(也称为计算机可读介质)上的一组指令。当这些指令由一个或多个处理单元(例如，一个或多个处理器、处理器的核心或者其他处理单元)执行时，它们使得处理单元执行在指令中指示的动作。计算机可读介质的示例包括但不限于CD-ROM、闪存驱动器、RAM芯片、硬盘驱动器、EPROM等。计算机可读介质不包括载波以及无线传递或通过有线连接的电子信号。
在本说明书中，术语“软件”意味着包括驻留于只读存储器中的固件或存储于磁存储中的应用，其能够被读取到存储器用于由处理器来处理。此外，在一些实施方式中，本公开的多个软件方面能够被实现为较大程序的子部分，而保留本公开的不同软件方面。在一些实施方式中，多个软件方面还可以被实现为单独的程序。最后，一起实现本文所述的软件方面的分立程序的任意组合落入本公开的范围内。在一些实施方式中，软件程序当被安装用来在一个或多个电子系统上运行时定义运行和执行软件程序的操作的一个或多个特定机器实施方式。
计算机程序(也公知为程序、软件、软件应用、脚本或代码)能够以任何形式的编程语言编写，所述编程语言包括编译或解释性语言、声明或过程性语言，并且所述计算机程序能够以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、组件、子例程、对象或者适于在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。可以将程序存储在保存其他程序或数据的文件的某一部分中(例如存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)、存储专用于在所讨论的程序的单个文件中或者存储在多个协作文件中(例如存储一个或多个模块、子程序或者代码部分的文件)。计算机程序能够被部署成在一台计算机或位于一个站点或者分布于多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。
图5概念地图示出实践本技术的一些实施方式的电子系统。在一些方面中，计算机系统500可以使用硬件或者软件与硬件的组合实现于电子设备中或集成于另一实体中或者分布于多个实体。
计算机系统500包括总线508或者用于通信信息的其他通信机制以及与总线508耦合的用于处理信息的处理器502。通过示例，计算机系统500可以用一个或多个处理器502来实现。处理器502可以是通用型微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、控制器、状态机、门控逻辑、离散硬件组件或者能够执行计算或其他信息操纵的任何其他适当实体。
计算机系统500除硬件之外还能够包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者其中一个或多个的组合的代码，所述代码存储于诸如随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、DVD或任何其他适当存储设备的存储器504中，所述存储器耦合至总线508用于存储待由处理器502执行的信息和指令。处理器502和存储器504能够通过专用逻辑电路补偿或并入专用逻辑电路。
指令可以被存储在存储器504中并且被实现在一个或多个计算机程序产品中，例如用于由计算机系统500执行或者控制其操作的在计算机可读介质上编码的一个或多个计算机程序指令的模块，并且根据本领域技术人员众所周知的任何方法，包括但不限于诸如面向数据的语言(例如SQL、dBase)、系统语言(例如C、Objective-C、C++、汇编)、架构语言(例如Java、.NET)以及应用语言(例如PHP、Ruby、Perl、Python)的计算机语言。指令也可以被实现在诸如阵列语言、面向方面的语言、汇编语言、编辑语言、命令行界面语言、编译语言、并发语言、花括号语言、数据流语言、数据结构化语言、声明性语言、深奥性语言、扩展语言、第四代语言、函数式语言、交互模式语言、解释性语言、迭代式语言、基于列表的语言、小众语言、基于逻辑的语言、机器语言、宏语言、元编程语言、多范式语言、数值分析、基于非英语的语言、面向对象的基于分类的语言、面向对象的基于原型的语言、越位规则语言、过程性语言、反映性语言、基于规则的语言、脚本语言、基于栈的语言、同步语言、语法处理语言、视觉语言、Wirth语言以及基于XML的语言的计算机语言中。存储器504也可以被用于存储待由处理器502执行的指令的执行期间的临时变量或者其他中间信息。
如本文所讨论的计算机程序不必对应于文件系统中的文件。可以将程序存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中(例如存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中或者存储在多个协作文件中(例如存储一个或多个模块、子程序或者代码部分的文件)。计算机程序能够被部署成在一台计算机或位于一个站点或者分布于多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。在本说明书中所述的流程和逻辑流程能够由一个或多个可编程处理器来执行，所述可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作以及生成输出来执行功能。
计算机系统500进一步包括诸如磁盘或光盘的数据存储设备506，该数据存储设备506耦合至总线508用于存储信息和指令。计算机系统500可以经由输入/输出模块510耦合至各个设备。输入/输出模块510能够是任意的输入/输出模块。示范性的输入/输出模块510包括诸如USB端口的数据端口。输入/输出模块510被配置成连接至通信模块512。示范性的通信模块512包括诸如以太网卡和调制解调器的网络接口卡。在某些方面，输入/输出模块510被配置成连接至多个设备，诸如输入设备514和/或输出设备516。示范性的输入设备514包括用户能够通过其向计算机系统500提供输入的键盘和指示设备，例如鼠标或轨迹球。还能够使用其他种类的输入设备514来提供与用户的交互，诸如触觉输入设备、视觉输入设备、音频输入装置或者人机接口设备。例如，向用户提供的反馈能够是任何形式的感知反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或者触觉反馈；并且能够以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音、触感或者脑波输入。示范性的输出设备516包括用于向用户显示信息的显示设备，诸如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示)监视屏。
根据本公开的一方面，电子设备可以使用计算机系统500响应于处理器502执行在存储器504中所包含的一个或多个指令的一个或多个序列来实现。这样的指令可以从诸如数据存储设备506的另一机器可读介质被读取到存储器504中。在主存储器504中包含的指令序列的执行使得处理器502执行本文所述的过程步骤。还可以使用多处理布置中的一个或多个处理器来执行在存储器504中包含的指令序列。在替选方面中，可以使用硬连线电路代替或结合软件指令来实现本公开的各个方面。因此，本公开的方面不限于硬件电路和软件的任意特定组合。
本说明书中所述的主题的各个方面能够被实现在包括例如数据服务器的后端组件或者包括例如应用服务器的中间件组件或者包括例如具有用户能够通过其与本说明书中所述的主题的实施方式交互的图形用户界面或者Web浏览器的前端组件或者包括一个或多个这样的后端、中间件或者前端组件的任意组合的计算系统中。系统的组件能够通过例如通信网络的数字数据通信的任何形式或介质互连。通信网络能够包括例如个域网(PAN)、局域网(LAN)、校园网(CAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、宽带网、因特网等等中的任何一个或多个。另外，通信网络能够包括但不限于例如下列网络技术中的任何一个或多个，包括：总线网络、星型网络、环形网络、网状网络、星型总线网络、树型或层次化网络等等。通信模块能够例如是调制解调器或者以太网卡。
计算系统500能够包括电子设备和服务器。电子设备和服务器通常彼此远离。电子设备与服务器的关系凭借在相应的计算机上运行并且彼此具有电子装置-电子装置或者电子装置-访问点的关系的计算机程序而产生。计算机系统500能够是例如并不限于触摸屏设备、桌面型计算机、膝上型计算机或者平板计算机。还能够将计算机系统500嵌入另一设备，例如并不限于移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频播放器、全球定位系统(GPS)接收器、视频游戏机和或电视机顶盒。
本文所使用的术语“机器可读存储介质”或者“计算机可读介质”是指参与向处理器502提供指令用于执行的任意介质。这样的介质可以采用许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质以及传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如数据存储设备506。易失性介质包括动态存储器，诸如存储器502。传输介质包括同轴电缆、铜线以及光纤，包括包含总线508的线缆。机器可读介质的常用形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他带孔形式的物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪编程只读存储器(FLASHEPROM)、任何其他存储芯片或卡盒或者计算机能够自其读取的其他任何介质。机器可读存储介质能够是机器可读存储设备、机器可读存储基片、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质组成或其一个或多个的组合。
虽然本说明书包含许多细节，但这些不应被理解为限制可能要求保护的范围，而应被理解为本主题的特定实施方式的说明。在本说明书的不同实施例的上下文中描述的某些特征也能够被组合实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各个特征也能够被分立地实现在多个实施例中或者实现在任何适当子组合中。此外，尽管特征可能如上文被描述为作用在某些组合乃至最初被如此要求，但来自所要求的组合的一个或多个特征能够在某些情况下从组合中删除，并且所要求的组合可以针对子组合或者子组合的变体。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是其不应理解为要求以所示的特定顺序或以连续顺序来执行这样的操作或者要求执行所有图示的操作来获得理想结果。在某些情况下，多任务以及并行处理可能是有利的。此外，在上述方面中各种系统组件的分离不应理解为在所有方面中都要求这样的分离，并且应理解的是，所述的程序组件和系统通常能够被一起集成到单个软件产品中或者被打包成多个软件产品。
已经根据特定方面来描述本说明书的主题，但其他方面能够被实现并且在所述权利要求的范围内。例如，在权利要求中记载的动作能够以不同顺序被执行并且仍然获得理想结果。作为一个示例，在附图中所描绘的过程不一定需要所示的特定顺序或者连续顺序来获得期望结果。在某些实施方式中，多任务以及并行处理可能是有利的。其他变体在所属权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一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；
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；
基于所识别的时间段以及在所述时间段期间检测的所述电子设备的加速度来计算姿态校正；以及
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。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述电子设备在所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点处于静态。
3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中，识别所述时间段包括：
以第一时间间隔周期性地将所检测的加速度值存储于信号队列中；
对于第二时间间隔内的每一检测的加速度值，将所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差与阈值进行比较；以及
如果所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差保持低于所述阈值，则将所述第二时间间隔的起点指定为所述时间段的所述起点并且将所述第二时间间隔的终点指定为所述时间段的所述终点。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述电子设备在所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点处于周期性运动的共同阶段。
5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，其中，识别所述时间段包括：
将所检测的加速度信号分解成小波；
基于阈值将所述小波变换为二相波；以及
将所述二相波的连续上升沿分别识别为所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点。
6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，使用多贝西小波变换来分解所检测的加速度信号。
7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，计算所述姿态校正包括对于求解：
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，
t1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
是在所述时间段期间的所述电子设备的姿态方差。
8.一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存储于其中的指令，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；
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；
基于所识别的时间段以及在所述时间段期间检测的所述电子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求解：
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，
t1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
是在所述时间段期间所述电子设备的姿态方差；以及
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。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电子设备在所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点处于静态。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，识别所述时间段包括：
以第一时间间隔周期性地将所检测的加速度值存储于信号队列中；
对于第二时间间隔内的每一检测的加速度值，将所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差与阈值进行比较；以及
如果所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差保持低于所述阈值，则将所述第二时间间隔的起点指定为所述时间段的所述起点并且将所述第二时间间隔的终点指定为所述时间段的所述终点。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电子设备在所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点处于周期性运动的共同阶段。
12.如权利要求11所述的系统，其中，识别所述时间段包括：
将所检测的加速度信号分解成小波；
基于阈值将所述小波变换为二相波；以及
将所述二相波的连续上升沿分别识别为所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，使用多贝西小波变换来分解所检测的加速度信号。
14.一种机器可读介质，所述机器可读介质包括存储于其中的指令，所述指令在被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，其中所述智能电话设备的所述加速度由所述智能电话设备的加速度计组件来检测，并且其中所述智能电话设备的所述姿态由所述智能电话设备的陀螺仪组件来检测；
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；
基于所识别的时间段以及在所述时间段期间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求解：
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，
t1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
是在所述时间段期间的所述智能电话设备的姿态方差；以及
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。
15.根据权利要求14所述的机器可读介质，其中，所述电子设备在所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点处于周期性运动的共同阶段。
16.根据权利要求15所述的机器可读介质，其中，识别所述时间段包括：
以第一时间间隔周期性地将所检测的加速度值存储于信号队列中；
对于第二时间间隔内的每一检测的加速度值，将所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差与阈值进行比较；以及
如果所检测的加速度值与先前存储的加速度值之间的差保持低于所述阈值，则将所述第二时间间隔的起点指定为所述时间段的所述起点并且将所述第二时间间隔的终点指定为所述时间段的所述终点。
17.根据权利要求14所述的机器可读介质，其中，所述电子设备在所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点处于周期性运动的共同阶段。
18.根据权利要求17所述的机器可读介质，其中，识别所述时间段包括：
将所检测的加速度信号分解成小波；
基于阈值将所述小波变换为二相波；以及
将所述二相波的连续上升沿分别识别为所述时间段的所述起点以及所述时间段的所述终点。
19.根据权利要求18所述的机器可读介质，其中，使用多贝西小波变换来分解所检测的加速度信号。
20.一种姿态校正系统，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；
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来提供姿态信号；
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；
校正模块，所述校正模块被配置成从所述加速度计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来识别时间段，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，以及
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检测的所述电子设备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；以及
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。
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