CN109506617B - 传感器数据处理方法、存储介质、电子设备 - Google Patents
传感器数据处理方法、存储介质、电子设备 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种传感器数据处理方法、存储介质、电子设备,所述方法包括:获取第一传感器采集的第一检测数据;确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度;基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据。本申请实施例中,将第一传感器的检测数据在第二传感器的基准坐标系中进行校准,提高数据处理精度。
Description
技术领域
本申请实施例涉及人工智能技术领域,具体地说,涉及一种传感器数据处理方法、存储介质、电子设备。
背景技术
在智能控制领域,传感器可以安装于用于姿态解算的各类电子设备中,例如,传感器可以安装于手机、游戏手柄、VR(Virtual Reality,虚拟现实)设备中。传感器可以获取电子设备的运动数据,并对获得的运动数据进行姿态解算,获得电子设备的姿态信息。
现有技术中,为了获得准确的姿态信息,通常需要将多种传感器安装于电子设备中,例如可以将加速度传感器、陀螺仪传感器等不同的传感器安装于电子设备中,每一个传感器都可以建立各自的三轴坐标系。通常,为了方便对不同传感器的检测数据同时用于电子设备的姿态解算,可以将不同传感器人为放置于同一个坐标系,使不同传感器感应获得的数据处于同一坐标系中,以便于进行电子设备的姿态解算。
但是,由于人工处理操作的精度限制,不同传感器之间的坐标系可能不是完全对应,会导致姿态解算的结果不够准确。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种传感器数据处理方法、存储介质、电子设备,以解决现有技术中电子设备中不同传感器各自的坐标系不匹配,使电子设备的姿态解算产生误差的技术问题。
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种传感器数据处理方法,包括:
获取第一传感器采集的第一检测数据;
确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;
获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度;
基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据。
优选地,还包括:获取所述第二传感器采集的第二检测数据;根据所述第二检测数据以及所述映射数据,解析所述电子设备的姿态信息。
优选地,所述获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度包括:
根据预先训练获得的所述映射坐标系相对所述基准坐标系的坐标映射模型的模型参数,获取每个轴偏角度;
其中,所述坐标映射模型为:Gok=A*B*Gr,其中,A为每个映射坐标轴相对基准坐标系中与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度参数构成的旋转矩阵、B为第一传感器的仪器误差参数构成的仪器误差矩阵。
优选地,所述坐标映射模型的模型参数通过以下步骤预先训练获得:
第一传感器在保持所述基准坐标系的每一个基准坐标轴朝向不变并按照预设规则运动时,获取所述第一传感器采集的测试数据;
基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数。
优选地,所述基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数之前,所述方法还包括:利用所述映射坐标系中每个映射坐标轴与基准坐标系中对应基准坐标轴之间的旋转角度参数,构建所述旋转矩阵;
利用所述第一传感器在基准坐标系的每个基准坐标轴对应的仪器误差参数,构建误差矩阵;利用所述仪器误差矩阵结合所述旋转矩阵,构建所述坐标映射模型。
优选地,所述基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数包括:
将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差。
优选地,所述将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差包括:
将所述测试数据转换为测试矩阵;
确定所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间;
确定所述误差矩阵对应各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间;
在各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间以及各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间的约束下,训练获得所述测试矩阵映射到所述基准坐标系中的校准矩阵满足映射条件时,所述旋转角度参数对应目标旋转角度以及所述仪器误差参数对应目标仪器误差。
优选地,所述利用所述坐标映射模型的模型参数,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度包括:
基于所述坐标映射模型中旋转角度参数的目标旋转角度,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度。
优选地,所述基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据包括:
利用欧拉角与四元数的转换关系,对各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量;
利用所述轴偏移量将所述第一检测数据转换为映射数据。
优选地,所述利用欧拉角与四元数的转换关系,对所述各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量包括:
基于各个轴偏角度,确定以四元数形式表示的旋转数据;其中,所述旋转数据包括实数数据以及虚数数据;
对所述旋转数据中的实数数据进行反三角函数计算获得所述第一检测数据转换到所述基准坐标系中的轴偏移量。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序;
所述计算机程序使计算机执行时实现:
获取第一传感器采集的第一检测数据;确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度;基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据。
本申请实施例还提供一种电子设备,包括第一传感器、第二传感器、存储组件以及处理组件;
其中,所述存储组件存储一条或多条计算机指令,所述一条或多条计算机指令供所述处理组件调用并执行;
所述处理组件用于:
获取第一传感器采集的第一检测数据;确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度;基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据。
本申请实施例中,获取到第一传感器采集的第一检测数据,该映射坐标系为第一传感器的本体坐标系。之后,可以确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系,进而获取第一传感器的映射坐标系相对第二传感器的基准坐标系之间的轴偏角度,基于每个轴偏角度,可以转换所述第一检测数据至所述基准坐标系,获得校准后的映射数据。通过将第一传感器基于映射坐标系采集的第一检测数据映射到第二传感器的基准坐标轴,可以利用校准后的映射数据在基准坐标系中对电子设备进行姿态解析,避免第一传感器的基准坐标系与第二传感器的基准坐标系之间的坐标系误差对姿态解析产生负面影响,提高数据处理准确度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是本申请实施例提供的一种传感器数据处理方法的一个实施例的流程图;
图2是本申请实施例提供的一种传感器数据处理方法的又一个实施例的流程图;
图3是本申请实施例提供的一种传感器数据处理方法的又一个实施例的流程图;
图4是本申请实施例提供的一种基准坐标系与映射坐标系的角度转换示意图;
图5是本申请实施例提供的一种传感器数据处理方法的又一个实施例的流程图;
图6是本申请实施例提供的一种传感器数据处理装置的一个实施例的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的一种电子设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本申请实施例主要可以应用于电子技术领域,通过将位于同一电子设备中的不同传感器映射到同一个坐标系中,实现不同传感器的坐标系的统一,以便于减少检测数据位于不同坐标系时的映射误差,提高电子设备姿态解算的准确度。
现有技术中,电子设备中的不同传感器分别对应有各自的坐标系,例如,电子设备中包含加速度传感器以及陀螺仪时,加速度传感器对应有一个三轴坐标系,陀螺仪对应有一个三轴坐标系。使用不同传感器获得的检测数据对电子设备进行姿态解算时,需要人工将不同传感器放置于同一个坐标系中,由于手工设置不同传感器的坐标系位于同一坐标系的方式容易出现设置误差,导致电子设备的姿态解算不够准确。
为了解决上述问题,发明人经过一系列研究提出了本申请的技术方案。在本申请实施例中,获取到第一传感器采集的第一检测数据,并确定与第一传感器位于同一电子设备中的第二传感器的基准坐标系后,获得每个映射坐标轴与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度,进而可以基于每个轴偏角度转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据。第一传感器采集的第一检测数据被映射到第二传感器的基准坐标系中,进而解析电子设备的姿态解析时,避免因第一传感器与第二传感器之间的坐标系误差产生的解析误差,提高电子设备的姿态信息的准确度。
下面将结合附图对本申请实施例进行详细描述。
如图1所示,为本申请提供的一种传感器数据处理方法的一个实施例的流程图,所述方法可以包括以下几个步骤:
101:获取第一传感器采集的第一检测数据。
可选地,可以获取第一传感器基于映射坐标系采集的第一检测数据。
本申请实施例可以应用于包含有多个传感器的电子设备中,可以应用于与具有多个传感器的电子设备对应的服务器中。以电子设备为VR(Virtual Reality,虚拟现实)设备为例进行说明,本申请实施例所述的传感器数据处理方法可以应用于VR设备中,也可以应用于与VR设备连接的服务器中,VR设备或者VR设备对应的服务器均可以实现本申请实施例所述的传感器数据处理方法。
本申请中所述的第一传感器可以是任一种传感器,例如,加速度传感器、角速度传感器(例如陀螺仪)等。VR设备、服务器等电子设备可以读取第一传感器采集的第一检测数据。
其中,第一检测数据可以是配置有第一传感器的电子设备在运动过程中由第一传感器采集的,第一传感器所在坐标系为映射坐标系。
可选地,第一传感器可以包括多个,本申请实施例中的第一传感器可以是多个第一传感器中的任一个。
102:确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系。
第二传感器采集数据时所在坐标系为基准坐标系。
在实际应用中,映射坐标系以及基准坐标系均为三维直角空间坐标系。其中,基准坐标系的三个坐标轴分别可以用X轴、Y轴、Z轴表示,映射坐标系的三个坐标轴分别可以用X’轴、Y’轴、Z’轴表示。
作为一种可能的实现方式,基准坐标系的X轴可以指向沿水平线向右,电子设备绕X轴旋转运动时,产生俯仰角;Y轴可以指向沿水平线向前,电子设备绕Y轴旋转时,产生偏航角;Z轴可以指向沿水平线垂线向上,电子设备绕Z轴旋转时,产生翻滚角。
103:获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度。
可选地,获取映射坐标系中每个映射坐标轴与基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度具体可以指获取映射坐标系中X’轴与基准坐标系中X轴之间的第一轴偏角度,映射坐标系中Y’轴与基准坐标系中Y轴之间的第二轴偏角度,映射坐标系中Z’轴与基准坐标系中Z轴之间的第三轴偏角度。
作为一种可能的实现方式,每个映射坐标轴与其在基准坐标系中对应的基准坐标轴之间的轴偏角度以欧拉角的形式表示。每个映射坐标轴按照预定旋转方向,旋转其对应的轴偏角度后可以对应为基准坐标系中的基准坐标轴。
可选地,每个映射坐标系的轴偏角度可以通过第一传感器的映射坐标系相对第二传感器的基准坐标系的坐标映射关系获得。例如,可以确定单位向量E分别在基准坐标系以及映射坐标系中的表示方式,进而基于单位向量E在基准坐标系以及映射坐标系中的表达方式获得基准坐标轴之间的轴偏角度。
104:基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据。
105:根据所述映射数据,解析电子设备的姿态信息
作为一种可能的实现方式,可以根据所述映射数据,在所述基准坐标系中解析电子设备的姿态信息。
映射数据是第一检测数据分别按照每个映射坐标轴对应的轴偏角度进行坐标映射后获得。进一步,可以对映射数据进行姿态解算,获得电子设备的姿态信息,此时电子设备的姿态信息是基于基准坐标系获得的。
本申请实施例中,获取到第一传感器采集的第一检测数据,并确定与第一传感器位于同一电子设备中的第二传感器的基准坐标系后,获得每个映射坐标轴与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度,进而可以基于每个轴偏角度转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据。第一传感器采集的第一检测数据被映射到第二传感器的基准坐标系中,进而在基准坐标系中解析电子设备的姿态解析时,避免因第一传感器与第二传感器之间的坐标系差异产生的解析误差,提高电子设备的姿态信息的准确度。
如图2所示,为本申请提供的一种传感器数据处理方法的又一个实施例的流程图,所示方法可以包括以下几个步骤:
201:获取第一传感器采集的第一检测数据
其中,可以获取第一传感器基于映射坐标系采集的第一检测数据。
202:获取所述第二传感器采集的第二检测数据。
其中,可以获取所述第二传感器基于基准坐标系采集的第二检测数据。
一些实施例中,第一检测数据与所述第二检测数据的采集时间相同。如若采集时间不同,在检测数据处理过程中还需要考虑时间因素。
203:确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系。
204:获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度。
205:基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据。
206:根据所述第二检测数据以及所述映射数据,解析所述电子设备的姿态信息
在某些实施例中,可以根据所述第二检测数据以及所述映射数据,在所述基准坐标系中解析所述电子设备的姿态信息。
本申请实施例中,将第一传感器采集的检测数据转换到第二传感器的基准坐标系中,获得映射数据,并将映射数据以及第二传感器的检测数据同时进行电子设备的姿态信息的解析。用于解算的数据更加全面,且不同传感器采集的检测数据被映射处理后同在基准坐标系中解算电子设备的姿态信息,避免不同传感器各自使用其本体坐标系进行解算时产生解析误差,获得更为准确的姿态信息。
如图3所示,为本申请提供的一种传感器数据处理方法的又一个实施例的流程图,所述方法与图1所示的实施例的不同之处在于,所述步骤103获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度可以包括:
301:根据预先训练获得的所述映射坐标系相对所述基准坐标系的坐标映射模型的模型参数,获取每个轴偏角度;
其中,所述坐标映射模型为:Gok=A*B*Gr,其中,A为每个映射坐标轴相对基准坐标系中与其对应的基准坐标轴之间的旋转角度参数构成的旋转矩阵、B为第一传感器的仪器误差参数构成的仪器误差矩阵。
构建的坐标映射模型为Gok=A*B*Gr,则其中,A表示旋转矩阵,B表示仪器误差矩阵,以及Gr表示测试数据对应的测试矩阵,Gok表示经坐标映射后校准的校准矩阵。
在一种可能的设计中,旋转矩阵A实际可以通过以下公式表示:
其中,A表示旋转矩阵,α表示映射坐标系的X’轴旋转到基准坐标系的X轴时的旋转角度参数、β表示映射坐标系的Y’轴旋转到基准坐标系的Y轴的旋转角度参数、γ表示映射坐标系的Z’轴旋转到基准坐标系的Z轴的旋转角度参数。
图4中示出了映射坐标系的X’轴以及基准坐标系的X轴之间的旋转角度参数α401,映射坐标系的Y’轴以及基准坐标系的Y轴之间的旋转角度参数β402,映射坐标系的Z’轴以及基准坐标系的Z轴之间的旋转角度参数γ403。
在一种可能的设计中,所述仪器误差矩阵B可以通过以下公式表示:
其中,B表示误差矩阵,Sx表示第一传感器在基准坐标系中X轴的仪器误差参数、Sy表示第一传感器在基准坐标系中Y轴的仪器误差参数、Sz表示第一传感器在基准坐标系中Z轴的仪器误差参数。
图5为本发明实施例提供的一种传感器数据处理方法的又一个实施例的流程图,在图5所示的实施例中,坐标映射模型的模型参数可以通过以下步骤预先训练获得:
501:第一传感器在保持所述基准坐标系的每一个基准坐标轴朝向不变并按照预设规则运动时,获取所述第一传感器采集的测试数据。
其中,第一传感器在保持所述基准坐标系的每个基准坐标轴朝向不变并按照预设规则运动时,获取所述第一传感器采集的测试数据具体可以指采集第一传感器绕基准坐标系的X轴沿正方向转动时采集的第一测试数据、绕基准坐标系的Y轴沿正方向转动时采集的第二测试数据以及绕基准坐标系的Z轴沿正方向转动时采集的第三测试数据;确定第一测试数据、第二测试数据以及第三测试数据为测试数据。也即,测试数据可以由第一测试数据、第二测试数据以及第三测试数据组成。
在实际应用中,为了获得准确的测试数据,可以多次获取第一传感器在保持所述基准坐标系的每一个基准坐标轴朝向不变并按照预设规则运动时采集的测试数据,获得多组测试数据,将所述多组测试数据对应的平均值,作为测试数据。
为了采集到更准确的检测数据,可以采集第一传感器在保持基准坐标系的每个基准坐标轴朝向不变并沿正方向转动720度时感应的数据的积分值,并计算积分值与4π的商获得第一传感器在每个基准坐标系对应采集的测试数据,进而获得一组测试数据。
502:基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数。
本申请实施例中,通过构建坐标映射模型,并采集按照某一预设规则运动时获得第一传感器采集的测试数据,利用测试数据训练构建的坐标映射模型的模型参数,通过坐标映射模型的模型参数,可以确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度,进而可以基于每个映射坐标轴对应轴偏角度,将第一感应器感应获得的第一检测数据映射到第二电子设备的基准坐标轴中,获得映射数据,实现不同传感器之间检测数据的坐标轴统一,以避免不同传感器使用各自的坐标系进行解算时产生误差,提高坐标结算的精度。
为了实现处于不同坐标系的传感器的坐标系映射,在某些实施例中,所述基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数之前,所述方法还可以可以包括:
利用所述映射坐标系中每个映射坐标轴与基准坐标系中对应基准坐标轴之间的旋转角度参数,构建旋转矩阵;
利用所述第一传感器在基准坐标系的每个基准坐标轴对应的仪器误差参数,构建误差矩阵;
利用所述仪器误差矩阵结合所述旋转矩阵,构建坐标映射模型。
旋转矩阵为以第一传感器的映射坐标系的每个映射坐标轴与其在基准坐标系中对应的基准坐标轴之间的旋转角度参数为基准构建的。
误差矩阵为以第一传感器在基准坐标系的每个基准坐标轴分别对应的仪器误差参数为基准构建获得。仪器误差参数为第一传感器自身的仪器误差,分别对应基准坐标系中X轴的误差为Sx、对应基准坐标系中Y轴的误差为Sy、对应基准坐标系中Z轴的误差为Sz。
构建的坐标映射模型中的旋转矩阵以及误差矩阵中的旋转角度参数的参数数据以及仪器误差参数的参数数据未知,需要通过训练测试数据,训练获得坐标映射模型中的旋转角度参数的目标旋转角度以及仪器误差参数的目标仪器误差。
可选地,所述利用所述仪器误差矩阵结合所述旋转矩阵,构建坐标映射模型具体可以是:
将旋转矩阵与仪器误差矩阵以及测试数据对应的测试矩阵相乘,获得坐标映射模型。
为了获得坐标映射模型的模型参数,在某些实施例中,所述基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数可以包括:
将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差。
第一传感器采集获得测试数据后,为了方便计算获得坐标映射模型中各个参数的参数数据,可以将第一传感器感应获得的测试数据建模,以方便计算,因此,在某些实施例中,所述将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差包括:
将所述测试数据转换为测试矩阵;
确定所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间;
确定所述误差矩阵对应各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间;
在各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间以及各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间的约束下,训练获得所述测试矩阵映射到所述基准坐标系中的校准矩阵满足映射条件时,所述旋转角度参数对应目标旋转角度以及所述仪器误差参数对应目标仪器误差。
第一传感器在基准坐标系中每个基准坐标轴沿预设方向运动时,可以采集第一传感器在其自身的映射坐标系中的检测数据,获得测试数据。在基准坐标系中的坐标轴分别用X轴、Y轴以及Z轴表示时,第一传感器在基准坐标系中沿X轴正向转动720度时采集的第一测试数据,第一测试数据在各个映射坐标轴分别对应的数据可以表示为Yaw_X、Yaw_Y以及Yaw_Z;第一传感器在基准坐标系中沿Y轴正向转动720度转动时采集的第二测试数据,第二测试数据在各个映射坐标轴分别对应的数据可以表示为Pitch_X、Pitch_Y以及Pitch_Z;第一传感器在基准坐标系中沿Z轴正向转动720度时采集的第三测试数据,第三测试数据在各个映射坐标轴分别对应的数据可以表示为Roll_X、Roll_Y以及Roll_Z。
第一测试数据、第二测试数据以及第三测试数据构成测试数据,测试数据可以表示为:Yaw_X、Yaw_Y、Yaw_Z、Pitch_X、Pitch_Y、Pitch_Z、Roll_X、Roll_Y、Roll_Z;将测试数据转换为测试矩阵Gr可以通过以下公式表示:
可选地,角度旋转区间为映射坐标系中X’轴相对基准坐标系中X轴旋转时的旋转角度参数α的取值区间,映射坐标系中Y’轴相对基准坐标系中Y轴旋转时的旋转角度参数β的取值区间,以及映射坐标系的Z’轴相对基准坐标系的Z轴之间的旋转角度参数γ的取值区间。
以映射坐标系中每个映射坐标轴与基准坐标系中对应基准坐标轴的角度旋转区间均为小于等于3°为例,所述至少一个角度旋转区间可以表示为:
|α|≤3°、|β|≤3°、|γ|≤3°。
3°仅仅是一个较为常见的旋转角度区间的取值,在实际应用中旋转角度参数的取值区间可以根据实际需要任意设定。
感应误差区间为第一感应器在基准坐标系中X轴对应仪器误差参数Sx的感应误差区间,在基准坐标系中Y轴对应仪器误差参数Sy的感应误差区间,以及在基准坐标系中Z轴对应仪器误差参数Sz的感应误差区间。
以第一感应器在基准坐标系中每个基准坐标轴对应仪器误差参数的大于等于0.95,且小于1.05为例,所述至少一个感应误差区间可以表示为:
0.95≤Sx≤1.05,0.95≤Sy≤1.05,0.95≤Sz≤1.05。
由于坐标映射模型的模型参数未知,在至少一个角度旋转区间以及至少一个感应误差区间的约束下,可以训练获得坐标映射模型的模型参数的参数数据。
由于至少一个旋转角度区间以及至少一个感应误差区间为一维约束条件,因此,坐标映射模型的训练过程实际为线性规划过程,可以使用线性规划对应的训练算法训练获得坐标映射模型的模型参数。
在某些实施例中,在至少一个旋转角度区间以及至少一个感应误差区间的约束下,对坐标映射模型的训练算法具体可以是单纯形法算法、LM(Levenberg Marquardt,通用全局优化)算法、下山单纯形法算法等。通过以上算法可以求解坐标映射模型的模型参数。
为了获得坐标映射模型中的各个参数的参数数据,作为一种可能的实现方式,所述在各个旋转角度参数的角度旋转区间以及各个仪器误差参数的感应误差区间的约束下,训练获得所述测试数据映射到所述基准坐标系中的校准矩阵满足映射条件时,所述旋转角度参数对应目标旋转角度以及所述仪器误差参数对应目标仪器误差包括:
从每个旋转角度参数对应的角度旋转区间中随机选择一个旋转角度作为参考旋转角度;
从每个仪器误差参数对应的感应误差区间中随机选择一个感应误差作为参考感应误差;
确定所述各个旋转角度参数各自对应的参考旋转角度以及各个仪器误差参数各自对应的参考感应误差对应参考坐标映射模型;
将所述测试矩阵输入所述参考坐标映射模型,获得校准矩阵;
判断所述校准矩阵的矩阵误差是否满足映射条件;
如果是,将所述参考旋转角度作为所述旋转角度参数的目标旋转角度,以及将所述参考感应误差作为所述旋转误差参数的目标仪器误差;
如果否,更新所述各个旋转角度参数各自对应的参考旋转角度以及所述各个仪器误差参数各自对应的参考感应误差,并返回至所述确定所述参考旋转角度以及所述参考感应误差对应参考坐标映射模型的步骤继续执行。
作为一种可能的实现方式,所述判断所述校准矩阵的矩阵误差是否满足映射条件可以包括:
判断校准矩阵与测试矩阵的矩阵误差是否满足是否小于预设误差阈值。
在获得坐标映射模型中各个参数的参数数据之后,可以利用已训练获得旋转角度参数的参数数据,获得电子设备的第一传感器的映射坐标系中每个映射坐标轴的旋转角度,因此,作为一个实施例,所述利用所述坐标映射模型的模型参数,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度可以包括:
基于所述坐标映射模型中旋转角度参数的目标旋转角度,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度。
由于每个映射坐标轴对应个轴偏角度是以欧拉角的形式表示的,欧拉角的表示方式维数较高,因此会造成在计算映射数据时计算量较大,为了简化计算过程,作为一个实施例,所述基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据可以包括:
利用欧拉角与四元数的转换关系,对各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量;
利用所述轴偏移量将所述第一检测数据转换为映射数据。
可选地,利用轴偏移量将第一检测数据转换为映射数据可以包括:计算第一检测数据与轴偏移量的差,获得映射数据。
作为一种可能的实现方式,所述利用欧拉角与四元数的转换关系,对所述各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量可以包括:
基于各个轴偏角度,确定以四元数形式表示的旋转数据;其中,所述旋转数据包括实数数据以及虚数数据;
对所述旋转数据中的实数数据进行反三角函数计算获得所述第一检测数据转换到所述基准坐标系中的轴偏移量。
为了获得准确的映射结果,作为又一个实施例,所述方法还可以包括:
采集所述第一感应器在任意方向运动时感应获得的验证数据;
利用所述轴偏移量将所述验证数据转换到所述基准坐标轴中,获得参考数据;
利用所述参考数据与所述验证数据,对所述坐标映射模型的旋转角度参数的目标旋转角度以及仪器误差参数的目标仪器误差进行验证。
如图6所示,为本申请实施例提供的一种传感器数据处理装置的一个实施例的结构示意图,所述装置可以包括以下几个模块:
第一获取模块601:用于获取第一传感器采集的第一检测数据;
第一确定模块602:用于确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;
角度获取模块603:用于获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度;
数据转换模块604:用于基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据;
可选地,所述装置还可以包括第一解析模块,用于根据所述映射数据,在基准坐标系中解析电子设备的姿态信息。
本申请实施例中,获取到第一传感器基于映射坐标系采集的第一检测数据,并确定与第一传感器位于同一电子设备中的第二传感器的基准坐标系后,获得每个映射坐标轴与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度,进而可以基于每个轴偏角度转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据。第一传感器采集的第一检测数据被映射到第二传感器的基准坐标系中,进而在映射数据在基准坐标系中解析电子设备的姿态解析时,避免因第一传感器与第二传感器之间的坐标系误差产生的解析误差,提高电子设备的姿态信息的准确度。
作为一个实施例,所述装置还可以包括:
第二获取模型,获取所述第二传感器基于基准坐标系采集的第二检测数据。
其中,第一检测数据与所述第二检测数据的采集时间相同。
第二解析模块,用于根据所述第二检测数据以及所述映射数据,解析所述电子设备的姿态信息。
第二解析模块具体可以根据所述第二检测数据以及所述映射数据,在所述基准坐标系中解析所述电子设备的姿态信息。
将第一传感器采集的检测数据转换到第二传感器的基准坐标系中,获得映射数据,并将映射数据以及第二传感器的检测数据同时进行电子设备的姿态信息的解析。用于解算的数据更加全面,且不同传感器采集的检测数据被映射处理后在同一基准坐标系中解算电子设备的姿态信息,避免不同传感器各自使用其本体坐标系进行解算时产生坐标系误差,获得准确的姿态信息,提高解算的准确度。
作为又一个实施例,所述角度获取模块包括:
第一获得单元,根据预先训练获得的所述映射坐标系相对所述基准坐标系的坐标映射模型的模型参数,获取每个轴偏角度;
其中,所述坐标映射模型为:Gok=A*B*Gr,其中,A为每个映射坐标轴相对基准坐标系中与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度参数构成的旋转矩阵、B为第一传感器的仪器误差参数构成的仪器误差矩阵。
其中,可以模型训练单元通过预先训练获得坐标映射模型的模型参数:
第一传感器在保持所述基准坐标系的每一个基准坐标轴朝向不变并按照预设规则运动时,获取所述第一传感器采集的测试数据;
基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数。
通过构建坐标映射模型,并采集按照某一预设规则运动时获得第一传感器采集的测试数据,利用测试数据训练构建的坐标映射模型的模型参数,通过坐标映射模型的模型参数,可以确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度,进而可以基于每个映射坐标轴对应轴偏角度,将第一感应器感应获得的第一检测数据映射到第二电子设备的基准坐标轴中,获得映射数据,实现不同传感器之间检测数据的坐标轴统一,以避免不同传感器使用各自的坐标系进行解算时产生误差,提高坐标结算的精度。
为了实现处于不同坐标系的传感器的坐标系映射,在某些实施例中,还可以包括:
模型构建单元,用于利用所述映射坐标系中每个映射坐标轴与基准坐标系中对应基准坐标轴之间的旋转角度参数,构建旋转矩阵以及利用所述第一传感器在基准坐标系的每个基准坐标轴对应的仪器误差参数,构建误差矩阵;利用所述仪器误差矩阵结合所述旋转矩阵,构建坐标映射模型。
为了获得坐标映射模型的模型参数,在某些实施例中,所述模型训练单元包括:
模型训练子单元,用于将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差。
测试数据实际为第一传感器采集获得的,为了方便计算获得坐标映射模型中各个参数的参数数据,可以将第一传感器感应获得的测试数据建模,以方便计算,因此,作为一种可能的实现方式,所述模型训练子单元包括:
矩阵转换模块,用于将所述测试数据转换为测试矩阵;
第一获得模块,用于确定所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间;
第二获得模块,用于确定所述误差矩阵对应各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间;
约束训练模块,用于在各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间以及各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间的约束下,训练获得所述测试矩阵映射到所述基准坐标系中的校准矩阵满足映射条件时,所述旋转角度参数对应目标旋转角度以及所述仪器误差参数对应目标仪器误差。
为了获得坐标映射模型中的各个参数的参数数据,作为一种可能的实现方式,所述约束训练模块包括:
初始设定单元,用于从每个旋转角度参数对应的角度旋转区间中随机选择一个旋转角度作为参考旋转角度以及从每个仪器误差参数对应的感应误差区间中随机选择一个感应误差作为参考感应误差;
模型确定单元,用于确定所述各个旋转角度参数各自对应的参考旋转角度以及各个仪器误差参数各自对应的参考感应误差对应参考坐标映射模型;
模型计算单元,用于将所述测试矩阵输入所述参考坐标映射模型,获得校准矩阵;
条件判断单元,用于判断所述校准矩阵的矩阵误差是否满足映射条件;
第一结果单元,用于如果是,将所述参考旋转角度作为所述旋转角度参数的目标旋转角度,以及将所述参考感应误差作为所述旋转误差参数的目标仪器误差;
第二结果单元,用于如果否,更新所述各个旋转角度参数各自对应的参考旋转角度以及所述各个仪器误差参数各自对应的参考感应误差,并返回至所述确定所述参考旋转角度以及所述参考感应误差对应参考坐标映射模型的步骤继续执行。
在获得坐标映射模型中各个参数的参数数据之后,可以利用已训练获得旋转角度参数的参数数据,获得电子设备的第一传感器的映射坐标系中每个映射坐标轴的旋转角度,因此,在某些实施例中,所述角度确定单元包括:
角度确定子单元,用于基于所述坐标映射模型中旋转角度参数的目标旋转角度,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度。
由于每个映射坐标轴对应个轴偏角度是以欧拉角的形式表示的,欧拉角的表示方式维数较高,因此会造成在计算映射数据时计算量较大,为了简化计算过程,作为又一个实施例,所述数据转换模块包括:
数据降维单元,用于利用欧拉角与四元数的转换关系,对各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量;
数据转换单元,用于利用所述轴偏移量将所述第一检测数据转换为映射数据。
作为一种可能的实现方式,所述数据降维单元包括:
第一确定子单元,用于基于各个轴偏角度,确定以四元数形式表示的旋转数据;其中,所述旋转数据包括实数数据以及虚数数据;
数据转换子单元,用于对所述旋转数据中的实数数据进行反三角函数计算获得所述第一检测数据转换到所述基准坐标系中的轴偏移量。
为了获得准确的映射结果,作为又一个实施例,所述装置还可以包括:
第一采集模块,用于采集所述第一感应器在任意方向运动时感应获得的验证数据;
第一转换模块,用于利用所述轴偏移量将所述验证数据转换到所述基准坐标轴中,获得参考数据;
第一验证模块,用于利用所述参考数据与所述验证数据,对所述坐标映射模型的旋转角度参数的目标旋转角度以及仪器误差参数的目标仪器误差进行验证。
图6所述的传感器数据处理装置可以执行图1~图3所示实施例所述的传感器数据处理方法,其实现原理和技术效果不再赘述。对于上述实施例中的传感器数据处理装置其中各个模块、单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
此外,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被计算机执行时可以实现上述任一实施例所述的传感器数据处理方法。
作为一个实施例,所述计算机可读存储介质可以实现:获取第一传感器采集的第一检测数据;确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度;基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据。
图6中的传感器数据处理装置可以配置为一种电子设备,如图7所示,为本申请实施例提供的一种电子设备的一个实施例的结构示意图,所述电子设备可以包括:第一传感器701、第二传感器702、存储组件703以及处理组件704,所述存储组件703存储一条或多条计算机指令,所述一条或多条计算机指令供所述处理组件704调用并执行;
所述处理组件704用于:
获取第一传感器采集的第一检测数据;确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度;基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据。
本申请实施例中,获取到第一传感器基于映射坐标系采集的第一检测数据,并确定与第一传感器位于同一电子设备中的第二传感器的基准坐标系后,获得每个映射坐标轴与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度,进而可以基于每个轴偏角度转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据。第一传感器采集的第一检测数据被映射到第二传感器的基准坐标系中,进而在映射数据在基准坐标系中解析电子设备的姿态解析时,避免因第一传感器与第二传感器之间的坐标系误差产生的解析误差,提高电子设备的姿态信息的准确度。
作为一个实施例,所述处理组件还可以用于:
获取所述第二传感器采集的第二检测数据;根据所述第二检测数据以及所述映射数据,解析所述电子设备的姿态信息。
其中,第一检测数据与所述第二检测数据的采集时间相同。
所述处理组件可以根据所述第二检测数据以及所述映射数据,在所述基准坐标系中解析所述电子设备的姿态信息。
将第一传感器采集的检测数据转换到第二传感器的基准坐标系中,获得映射数据,并将映射数据以及第二传感器的检测数据同时进行电子设备的姿态信息的解析。用于解算的数据更加全面,且不同传感器采集的检测数据被映射处理后在同一基准坐标系中解算电子设备的姿态信息,避免不同传感器各自使用其本体坐标系进行解算时产生坐标系误差,获得准确的姿态信息,提高解算的准确度。
作为又一个实施例,所述处理组件获取所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度具体可以是:
根据预先训练获得的所述映射坐标系相对所述基准坐标系的坐标映射模型的模型参数,获取每个轴偏角度;
其中,所述坐标映射模型为:Gok=A*B*Gr,其中,A为每个映射坐标轴相对基准坐标系中与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度参数构成的旋转矩阵、B为第一传感器的仪器误差参数构成的仪器误差矩阵。
通过构建坐标映射模型,并采集按照某一预设规则运动时获得第一传感器采集的测试数据,利用测试数据训练构建的坐标映射模型的模型参数,通过坐标映射模型的模型参数,可以确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度,进而可以基于每个映射坐标轴对应轴偏角度,将第一感应器感应获得的第一检测数据映射到第二电子设备的基准坐标轴中,获得映射数据,实现不同传感器之间检测数据的坐标轴统一,以避免不同传感器使用各自的坐标系进行解算时产生误差,提高坐标结算的精度。
为了实现处于不同坐标系的感应器的坐标系映射,在某些实施例中,所述处理组件预先训练获得坐标映射模型的模型参数具体可以是:
第一传感器在保持所述基准坐标系的每一个基准坐标轴朝向不变并按照预设规则运动时,获取所述第一传感器采集的测试数据;
基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数。
所述处理组件基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数之前,还可以用于:
利用所述映射坐标系中每个映射坐标轴与基准坐标系中对应基准坐标轴之间的旋转角度参数,构建所述旋转矩阵;利用所述第一传感器在基准坐标系的每个基准坐标轴对应的仪器误差参数,构建误差矩阵;利用所述仪器误差矩阵结合所述旋转矩阵,构建所述坐标映射模型。
为了获得坐标映射模型的模型参数,在某些实施例中,所述处理组件基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数具体可以是:
将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差。
测试数据实际为采集第一传感器感应获得的,为了方便计算获得坐标映射模型中各个参数的参数数据,可以将第一传感器感应获得的测试数据建模,以方便计算,因此,作为一种可能的实现方式,所述处理组件将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差具体可以是:
将所述测试数据转换为测试矩阵;
确定所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间;
确定所述误差矩阵对应各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间;
在各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间以及各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间的约束下,训练获得所述测试矩阵映射到所述基准坐标系中的校准矩阵满足映射条件时,所述旋转角度参数对应目标旋转角度以及所述仪器误差参数对应目标仪器误差。
为了获得坐标映射模型中的各个参数的参数数据,作为一种可能的实现方式,所述处理组件在各个旋转角度参数的角度旋转区间以及各个仪器误差参数的感应误差区间的约束下,训练获得所述测试数据映射到所述基准坐标系中的校准矩阵满足映射条件时,所述旋转角度参数对应目标旋转角度以及所述仪器误差参数对应目标仪器误差具体可以是:
从每个旋转角度参数对应的角度旋转区间中随机选择一个旋转角度作为参考旋转角度;
从每个仪器误差参数对应的感应误差区间中随机选择一个感应误差作为参考感应误差;
确定所述各个旋转角度参数各自对应的参考旋转角度以及各个仪器误差参数各自对应的参考感应误差对应参考坐标映射模型;
将所述测试矩阵输入所述参考坐标映射模型,获得校准矩阵;
判断所述校准矩阵的矩阵误差是否满足映射条件;
如果是,将所述参考旋转角度作为所述旋转角度参数的目标旋转角度,以及将所述参考感应误差作为所述旋转误差参数的目标仪器误差;
如果否,更新所述各个旋转角度参数各自对应的参考旋转角度以及所述各个仪器误差参数各自对应的参考感应误差,并返回至所述确定所述参考旋转角度以及所述参考感应误差对应参考坐标映射模型的步骤继续执行。
在获得坐标映射模型中各个参数的参数数据之后,可以利用已训练获得旋转角度参数的参数数据,获得电子设备的第一传感器的映射坐标系中每个映射坐标轴的旋转角度,因此,在某些实施例中,所述处理组件利用所述坐标映射模型的模型参数,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度具体可以是:
基于所述坐标映射模型中旋转角度参数的目标旋转角度,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度。
由于每个映射坐标轴对应个轴偏角度是以欧拉角的形式表示的,欧拉角的表示方式维数较高,因此会造成在计算映射数据时计算量较大,为了简化计算过程,作为又一个实施例,所述处理组件基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据具体可以是:
利用欧拉角与四元数的转换关系,对各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量;
利用所述轴偏移量将所述第一检测数据转换为映射数据。
在某些实施例中,所述处理组件利用欧拉角与四元数的转换关系,对所述各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量具体可以是:
基于各个轴偏角度,确定以四元数形式表示的旋转数据;其中,所述旋转数据包括实数数据以及虚数数据;
对所述旋转数据中的实数数据进行反三角函数计算获得所述第一检测数据转换到所述基准坐标系中的轴偏移量。
为了获得准确的映射结果,作为又一个实施例,所述处理组件还可以用于:
采集所述第一感应器在任意方向运动时感应获得的验证数据;
利用所述轴偏移量将所述验证数据转换到所述基准坐标轴中,获得参考数据;
利用所述参考数据与所述验证数据,对所述坐标映射模型的旋转角度参数的目标旋转角度以及仪器误差参数的目标仪器误差进行验证。
图6所述的信息处理设备可以执行上述实施例所述的传感器数据处理方法,其实现原理和技术效果不再赘述。对于上述实施例中的传感器数据处理装置其中各个模块、单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
在一个典型的配置中,电子设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被电子设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (11)
1.一种传感器数据处理方法,其特征在于,包括:
获取第一传感器采集的第一检测数据;
确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;
根据预先训练获得的映射坐标系相对所述基准坐标系的坐标映射模型的模型参数,获取每个轴偏角度;
基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据;
其中,所述坐标映射模型为:Gok=A*B*Gr,其中,A为每个映射坐标轴相对基准坐标系中与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度参数构成的旋转矩阵、B为第一传感器的仪器误差参数构成的仪器误差矩阵、Gr表示测试数据对应的测试矩阵,Gok表示经坐标映射后校准的校准矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:获取所述第二传感器采集的第二检测数据;根据所述第二检测数据以及所述映射数据,解析所述电子设备的姿态信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述坐标映射模型的模型参数通过以下步骤预先训练获得:
第一传感器在保持所述基准坐标系的每一个基准坐标轴朝向不变并按照预设规则运动时,获取所述第一传感器采集的测试数据;
基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数之前,所述方法还包括:利用所述映射坐标系中每个映射坐标轴与基准坐标系中对应基准坐标轴之间的旋转角度参数,构建所述旋转矩阵;
利用所述第一传感器在基准坐标系的每个基准坐标轴对应的仪器误差参数,构建误差矩阵;利用所述仪器误差矩阵结合所述旋转矩阵,构建所述坐标映射模型。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述测试数据,训练获得所述坐标映射模型的模型参数包括:
将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述将所述测试数据输入所述坐标映射模型,训练获得所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数的目标旋转角度以及所述误差矩阵对应各个仪器误差参数的目标仪器误差包括:
将所述测试数据转换为测试矩阵;
确定所述旋转矩阵对应各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间;
确定所述误差矩阵对应各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间;
在各个旋转角度参数分别对应的角度旋转区间以及各个仪器误差参数分别对应的感应误差区间的约束下,训练获得所述测试矩阵映射到所述基准坐标系中的校准矩阵满足映射条件时,所述旋转角度参数对应目标旋转角度以及所述仪器误差参数对应目标仪器误差。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述利用所述坐标映射模型的模型参数,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度包括:
基于所述坐标映射模型中旋转角度参数的目标旋转角度,确定所述映射坐标系中每个映射坐标轴与所述基准坐标系中对应基准坐标轴之间的轴偏角度。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得映射数据包括:
利用欧拉角与四元数的转换关系,对各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量;
利用所述轴偏移量将所述第一检测数据转换为映射数据。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述利用欧拉角与四元数的转换关系,对所述各个轴偏角度进行降维,获得轴偏移量包括:
基于各个轴偏角度,确定以四元数形式表示的旋转数据;其中,所述旋转数据包括实数数据以及虚数数据;
对所述旋转数据中的实数数据进行反三角函数计算获得所述第一检测数据转换到所述基准坐标系中的轴偏移量。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序;
所述计算机程序使计算机执行时实现:
获取第一传感器采集的第一检测数据;
确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;
根据预先训练获得的映射坐标系相对所述基准坐标系的坐标映射模型的模型参数,获取每个轴偏角度;
基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据;
其中,所述坐标映射模型为:Gok=A*B*Gr,其中,A为每个映射坐标轴相对基准坐标系中与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度参数构成的旋转矩阵、B为第一传感器的仪器误差参数构成的仪器误差矩阵、Gr表示测试数据对应的测试矩阵,Gok表示经坐标映射后校准的校准矩阵。
11.一种电子设备,其特征在于,包括第一传感器、第二传感器、存储组件以及处理组件;
其中,所述存储组件存储一条或多条计算机指令,所述一条或多条计算机指令供所述处理组件调用并执行;
所述处理组件用于:
获取第一传感器采集的第一检测数据;
确定与所述第一传感器位于同一电子设备的第二传感器的基准坐标系;
根据预先训练获得的映射坐标系相对所述基准坐标系的坐标映射模型的模型参数,获取每个轴偏角度;
基于每个轴偏角度,转换所述第一检测数据至所述基准坐标系以获得校准后的映射数据;
其中,所述坐标映射模型为:Gok=A*B*Gr,其中,A为每个映射坐标轴相对基准坐标系中与其对应的基准坐标轴之间的轴偏角度参数构成的旋转矩阵、B为第一传感器的仪器误差参数构成的仪器误差矩阵、Gr表示测试数据对应的测试矩阵,Gok表示经坐标映射后校准的校准矩阵。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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