CN105675012A - 一种消除微机电陀螺仪误差的方法、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种消除微机电陀螺仪误差的方法、装置及终端，其中该方法包括：在设备的使用过程中，对所述设备的重力加速度进行实时监测；所述设备为使用微机电MEMS陀螺仪的设备；当监测到所述设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内，若否，向所述设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除所述MEMS陀螺仪的误差。本发明能够在设备使用过程中实现MEMS陀螺仪的自我校准，及时纠正MEMS陀螺仪的误差，克服了现有技术存在的缺点。

Description

一种消除微机电陀螺仪误差的方法、装置及终端

技术领域

本发明涉及惯性测量器件技术领域，尤其涉及一种消除微机电陀螺仪误差的方法、装置及终端。

背景技术

目前微机电(MicroElectroMechanicalsystems，MEMS)陀螺仪被广泛应用于各种便携终端设备，它能够让便携设备能够提供包括提高相机性能的图像稳定功能、增加更多功能并提高易用性的用户界面、令人兴奋的游戏娱乐等特色功能，还可用于高灵敏度、低噪声、低漂移的航位推测和GPS辅助导航，以及应用于各种运动健身类的电子设备用于判断用户姿态等等。它的工作原理是利用科里奥利力(即旋转物体在有径向运动时所受到的切向力)，测量包含MEMS陀螺仪的设备(为了方便说明，以下均简称设备)在x，y，z轴方向上的实时旋转的角速度(degreepersecond：dps)。但是陀螺仪最大的问题是它自身有测量误差，而且这个误差会一直累积下去。

为了消除MEMS陀螺仪产生的误差，现有技术的做法一般是在使用该MEMS陀螺仪的设备出厂时，让MEMS陀螺仪进行自检和自我校准(MEMS具有自检和自我校准的功能)来把误差控制在可以接受的范围。具体过程如下：使用用户终端命令MEMS陀螺仪进入自检模式，然后用户终端发出一个激励，模拟设备绕某一个轴旋转的速度，比如模拟绕x轴按10dps的速度旋转，然后让陀螺仪测量这个时候x轴的实测值是多少，如果有实测值是9dps，那么误差是-1dps，那么保存这个值，以后实测出来的值都会加上1dps；y轴，z轴与x轴类似。

上述做法必须保证自检时设备一直处于静止状态，但由于这个自检和自我校准只能是在使用该MEMS陀螺仪的设备出厂前进行，随着设备长时间使用，一旦MEMS陀螺仪发生误差，这个误差会逐步漂移，无法纠正过来。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种消除微机电陀螺仪误差的方法、装置及终端。

基于上述问题，本发明提供的一种消除微机电陀螺仪误差的方法，包括：

在设备的使用过程中，对所述设备的重力加速度进行实时监测；所述设备为使用微机电MEMS陀螺仪的设备；

当监测到所述设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内，若否，向所述设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除所述MEMS陀螺仪的误差。

基于同一发明构思，本发明提供的一种消除微机电陀螺仪误差的装置，包括：

监测模块，用于在设备的使用过程中，对所述设备的重力加速度进行实时监测；所述设备为使用微机电MEMS陀螺仪的设备；

判断模块，用于当所述监测模块监测到所述设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内；

误差消除模块，用于当所述判断模块判断结果为是否时,向所述设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除所述MEMS陀螺仪的误差。

基于同一发明构思，本发明提供的一种终端，该终端包括本发明提供的前述消除微机电陀螺仪误差的装置。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的一种消除微机电陀螺仪误差的方法、装置及终端，在设备(使用微机电MEMS陀螺仪的设备)使用过程中,对设备的重力加速度进行实时监测,当监测到设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时,表明此时设备处于静止状态，这时判断MEMS陀螺仪的输出值与零的差值是否在设定的范围内，如果不在，则向设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除MEMS陀螺仪的误差。这样，本发明能够在设备使用过程中，当设备处于静止状态时，对MEMS陀螺仪的输出进行监测，当发现MEMS陀螺仪的输出存在误差时，及时进行MEMS陀螺仪的自我校准，及时纠正MEMS陀螺仪的误差，克服了现有技术存在的缺点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的消除微机电陀螺仪误差的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的消除微机电陀螺仪误差的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面对本发明实施例提供的消除微机电陀螺仪误差的方法、装置及终端的具体实施方式进行详细的说明。

本发明实施例提供的一种消除微机电陀螺仪误差的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S11、在设备的使用过程中，对该设备的重力加速度进行实时监测；设备为使用微机电MEMS陀螺仪的设备；

S12、当监测到设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，判断MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内；若否，则执行下述S13，若是，则转向S11；

S13、向所述设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除所述MEMS陀螺仪的误差。

下面分别对上述各步骤进行详细的说明。

进一步地，上述S11中在设备的使用过程中，对该设备的重力加速度进行实时监测，在具体实施时，可以通过对设备的重力加速度计输出的三个轴的重力加速度测量值进行实时监测；这三个轴包括：x、y和z轴。

之所以通过设备的重力加速度计进行设备的重力加速度测量，是因为，现在的3轴MEMS陀螺仪通常会和3轴重力加速度计集成在一起，同时输出数据。3轴的重力加速度计负责测量x，y，z三个轴的重力加速度值。因此，通过对重力加速度计的测量值进行监测，就能够及时获取到设备是否处于静止状态。

上述S12中，当监测到设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，例如在设定的时长(10s)之内，重力加速度计的三个轴的输出都没有发生变化，则判定当前设备处于静止状态，此时，需要判断MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内，这个范围通常非常小，也就是说，需要判断一下，此时MEMS陀螺仪的三个轴的输出值与零之间的差值是否都在设定的范围内，换言之是否都是接近于零的数值，如果至少有一个的差值不在改设定的范围内，即至少有一个不是一个接近于零的数值，则此时需要进一步执行S13。

进一步地，S13中，向MEMS陀螺仪发出自我校准的指令，其发出指令的方式和指令采用的格式、内容等，可参照现有技术中的做法，由于MEMS陀螺仪具有自我校准的功能，收到该指令后，MEMS陀螺仪会进行自我校准以消除误差。

为了避免MEMS陀螺仪自我校准之后还存在误差(如果不消除误差容易累积)，较佳地，在本发明实施例提供的消除微机电陀螺仪误差的方法中，上述S13之后，还可以执行下述步骤：

对已完成自我校准的MEMS陀螺仪的三个输出值进行检测，判断此时的三个输出值与零的差值是否在设定的范围内；

若至少有一个差值不在该范围内，则保存此时的三个输出值与零的差值，并使用保存的差值对MEMS陀螺仪后续输出的三个输出值分别进行校正。

对完成自我校准的MEMS陀螺仪的三个输出值接着进行检测，看看此时输出的这三个值与零的差值是否在设定的范围内(是否是接近于零的数)，如果至少有一个差值不在该范围内，也就是说，至少有一个输出值不是接近于零的数，那么就意味着MEMS陀螺仪校准之后还存在误差，需要利用这个误差，对后续MEMS陀螺仪的输出进行一个校准，比如，如果此时MEMS陀螺仪x轴的输出值为1dps，意味着误差为1dps，那么后续MEMS陀螺仪x轴的输出值需要减去1dps才是真实测量值。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种消除微机电陀螺仪误差的装置和终端，由于这些装置和终端所解决问题的原理与前述消除微机电陀螺仪误差的方法相似，因此该装置和终端的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

如图2所示，本发明实施例提供的消除微机电陀螺仪误差的装置，包括：

监测模块201，用于在设备的使用过程中，对所述设备的重力加速度进行实时监测；设备为使用微机电MEMS陀螺仪的设备；

判断模块202，用于当监测模块201监测到设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，判断MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内；

误差消除模块203，用于当判断模块202判断结果为是否时,向设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除MEMS陀螺仪的误差。

进一步地，上述监测模块201，具体用于对所述设备的重力加速度计输出的三个轴的重力加速度测量值进行实时监测；所述三个轴包括：x、y和z轴。

进一步地，上述判断模块202，具体用于判断所述MEMS陀螺仪的三个轴的输出值与零之间的差值是否都在设定的范围内；若至少有一个差值不在所述设定的范围内，则判断MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值不在所述设定的范围内。

进一步地，上述误差消除模块203，还用于对已完成自我校准的所述MEMS陀螺仪的三个输出值进行检测，判断此时的三个输出值与零的差值是否在所述设定的范围内；若至少有一个差值不在所述范围内，则保存所述此时的三个输出值与零的差值，并使用保存的所述差值对所述MEMS陀螺仪后续输出的三个输出值分别进行校正。

本发明实施例还提供了一种终端，还终端包含本发明实施例提供的上述消除微机电陀螺仪误差的装置。

进一步地，上述终端可以为各种便携式终端设备，例如手机、PAD等等。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的消除微机电陀螺仪误差的装置和终端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种消除微机电陀螺仪误差的方法，其特征在于，包括：

在设备的使用过程中，对所述设备的重力加速度进行实时监测；所述设备为使用微机电MEMS陀螺仪的设备；

当监测到所述设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内，若否，向所述设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除所述MEMS陀螺仪的误差。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述设备的重力加速度进行实时监测，包括：

对所述设备的重力加速度计输出的三个轴的重力加速度测量值进行实时监测；所述三个轴包括：x、y和z轴。

3.如权利要求1所述的方法，其特征仍在于，判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内，包括：

判断所述MEMS陀螺仪的三个轴的输出值与零之间的差值是否都在设定的范围内；

若至少有一个差值不在所述设定的范围内，则判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值不在所述设定的范围内。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，向所述设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令的步骤之后，还包括：

对已完成自我校准的所述MEMS陀螺仪的三个输出值进行检测，判断此时的三个输出值与零的差值是否在所述设定的范围内；

若至少有一个差值不在所述范围内，则保存所述此时的三个输出值与零的差值，并使用保存的所述差值对所述MEMS陀螺仪后续输出的三个输出值分别进行校正。

5.一种消除微机电陀螺仪误差的装置，其特征在于，包括：

监测模块，用于在设备的使用过程中，对所述设备的重力加速度进行实时监测；所述设备为使用微机电MEMS陀螺仪的设备；

判断模块，用于当所述监测模块监测到所述设备的重力加速度在设定的时长内未发生变化时，判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值是否在设定的范围内；

误差消除模块，用于当所述判断模块判断结果为是否时,向所述设备的MEMS陀螺仪发出自我校准的指令以消除所述MEMS陀螺仪的误差。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述监测模块,具体用于对所述设备的重力加速度计输出的三个轴的重力加速度测量值进行实时监测；所述三个轴包括：x、y和z轴。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断模块,具体用于判断所述MEMS陀螺仪的三个轴的输出值与零之间的差值是否都在设定的范围内；若至少有一个差值不在所述设定的范围内，则判断所述MEMS陀螺仪的输出值与零之间的差值不在所述设定的范围内。

8.如权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述误差消除模块，还用于对已完成自我校准的所述MEMS陀螺仪的三个输出值进行检测，判断此时的三个输出值与零的差值是否在所述设定的范围内；若至少有一个差值不在所述范围内，则保存所述此时的三个输出值与零的差值，并使用保存的所述差值对所述MEMS陀螺仪后续输出的三个输出值分别进行校正。

9.一种终端，其特征在于，包含如权利要求5-8任一项所述的消除微机电陀螺仪误差的装置。