CN109737953A - 一种基于加速度传感器的位移检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于加速度传感器的位移检测方法和装置，应用于移动设备，该方法包括：设置加速度采样时间间隔；在接收到位移检测触发时，以移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；在每一个位移更新周期循环执行：累加位移更新周期的周数；当达到加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；根据采集到的加速度传感器监测到的加速度，确定移动设备的加速度；基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移。本发明提供的方案能够比较准确的检测移动智能设备的位移。

Description

一种基于加速度传感器的位移检测方法和装置

技术领域

本发明涉及位置检测技术领域，特别涉及一种基于加速度传感器的位移检测方法和装置。

背景技术

对于现在的移动智能设备如智能手机、扫地机器人来说，其位移检测方式主要通过GPS定位系统或者基站。但是，不管是GPS定位系统，还是基站定位，其主要是针对比较大范围的移动进行检测。而对于比较小的移动范围，比如扫地机器人只在客厅或者卧室内移动，则很难通过GPS定位系统或者基站准确的检测移动智能设备的位移。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于加速度传感器的位移检测方法和装置，能够比较准确的检测移动智能设备的位移。

一种基于加速度传感器的位移检测方法，应用于移动设备，设置加速度采样时间间隔；还包括：

在接收到位移检测触发时，以所述移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；

在每一个位移更新周期执行N1至N4：

N1：累加所述位移更新周期的周数；

N2：当达到所述加速度采样时间间隔时，采集所述加速度传感器监测到的加速度；

N3：根据采集到的所述加速度传感器监测到的加速度，确定所述移动设备的加速度；

N4：基于所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移。

优选地，在所述确定所述移动设备的加速度之后，在所述计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移之前，进一步包括：

基于所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备的速度；

判断所述加速度是否为零，

如果是，则当所述移动设备的当前速度为零时，执行所述N2；当所述移动设备的当前速度不为零时，利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

否则，执行所述N4。

优选地，上述位移检测方法，进一步包括：

当所述加速度为零且所述移动设备的当前速度为零时，以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的所述位移更新周期的周数归零；

当重新采集到所述加速度传感器监测到的加速度不为零时，循环执行M1和M2：

M1：累加所述位移更新周期的周数，利用重新累加的所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述基点的当前位移；

M2：根据所述移动设备相对于所述基点的当前位移和所述基点的位置坐标，确定所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移。

优选地，所述基于所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，包括：

利用下述第一位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第一位移计算公式：

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，...；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

优选地，

所述基于所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备的速度，包括：

根据下述速度计算公式，计算所述移动设备的速度；

速度计算公式：

v_nu＝(a_0u+a_1u+…+a_(n-1)u)×ΔT

其中，v表征所述移动设备的速度；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

优选地，

所述利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，包括：

利用下述第二位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第二位移计算公式：

r_(n+1)u＝r_nu+v_nu×ΔT

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；v表征所述移动设备的速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

优选地，上述位移检测方法，进一步包括：

设置所述移动设备位置信息更新时间间隔，其中，所述移动设备位置信息更新时间间隔不小于所述加速度采样时间间隔；

当达到所述移动设备位置信息更新时间间隔时，根据所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，更新所述移动设备的当前位置信息。

一种基于加速度传感器的位移检测装置，应用于移动设备，包括：设置单元、初始化单元以及位移检测单元，其中，

所述设置单元，用于设置加速度采样时间间隔；

所述初始化单元，用于在接收到位移检测触发时，以所述移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；

所述位移检测单元，用于在每一个位移更新周期执行N1至N4：

N1：累加所述位移更新周期的周数；

N2：当达到所述设置单元设置的所述加速度采样时间间隔时，采集所述加速度传感器监测到的加速度；

N3：根据采集到的所述加速度传感器监测到的加速度，确定所述移动设备的加速度；

N4：基于所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述初始化单元确定的所述坐标原点的当前位移。

优选地，

所述位移检测单元，进一步用于基于所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备的速度；

判断所述加速度是否为零，

如果是，则当所述移动设备的当前速度为零时，执行所述N2；当所述移动设备的当前速度不为零时，利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

否则，执行所述N4。

优选地，

所述位移检测单元，进一步用于当所述加速度为零且所述移动设备的当前速度为零时，以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的所述位移更新周期的周数归零；

当重新采集到所述加速度传感器监测到的加速度不为零时，循环执行M1和M2：

M1：累加所述位移更新周期的周数，利用重新累加的所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述基点的当前位移；

M2：根据所述移动设备相对于所述基点的当前位移和所述基点的位置坐标，确定所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移。

优选地，

所述位移检测单元，用于根据下述速度计算公式，计算所述移动设备的速度；

速度计算公式：

v_nu＝(a_0u+a_1u+…+a_(n-1)u)×ΔT

其中，v表征所述移动设备的速度；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝1，2，…；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

优选地，

所述位移检测单元，用于利用下述第二位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第二位移计算公式：

r_(n+1)u＝r_nu+v_nu×ΔT

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；v表征所述移动设备的速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

优选地，

所述位移检测单元，用于利用下述第一位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第一位移计算公式：

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，...；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

优选地，

上述位移检测装置进一步包括，位置更新单元，其中，

所述设置单元，进一步用于设置所述移动设备位置信息更新时间间隔，其中，所述移动设备位置信息更新时间间隔不小于所述加速度采样时间间隔；

所述位置更新单元，用于当达到所述设置单元设置的所述移动设备位置信息更新时间间隔时，根据位移检测单元确定出的所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，更新所述移动设备的当前位置信息。

本发明实施例提供了一种基于加速度传感器的位移检测方法和装置，应用于移动设备，通过设置加速度采样时间间隔；在接收到位移检测触发时，以移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；在每一个位移更新周期执行N1至N4：N1：累加位移更新周期的周数；N2：当达到加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；N3：根据采集到的加速度传感器监测到的加速度，确定移动设备的加速度；N4：基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移，由于加速度传感器能够检测到移动设备的轻微移动，而只要加速度传感器检测到加速度，即可按照加速度计算位移，同时位移计算是按照加速度采样时间间隔来计算的，一般来说加速度采样时间间隔为100ms～1s，使得移动设备轻微的移动也能被检测出来，因此，能够比较准确的检测移动智能设备的位移。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的基于加速度传感器的位移检测方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的基于加速度传感器的位移检测方法的流程图；

图3是本发明一个实施例提供的基于加速度传感器的位移检测装置所在架构的结构示意图；

图4是本发明一个实施例提供的基于加速度传感器的位移检测装置的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的基于加速度传感器的位移检测装置的结构示意图；

图6是本发明一个实施例提供的位移检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于加速度传感器的位移检测方法，应用于移动设备，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：设置加速度采样时间间隔；

步骤102：在接收到位移检测触发时，以移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；

步骤103：累加位移更新周期的周数；

步骤104：当达到加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；

步骤105：根据采集到的加速度传感器监测到的加速度，确定移动设备的加速度；

步骤106：基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移，并执行步骤103。

其中，上述步骤103至步骤106是在每一个位移更新周期执行的。

另外，上述移动设备可以为智能手机、平板、扫地机器人等。

动力学参数可包括移动设备的运动位移、加速度、速度及运动时间等，初始化动力学参数即为初始化运动位移、加速度、速度及运动时间均为零。

位移检测触发可以为开启移动设备时实现位移检测触发，可以为在基于客户端时，客户端开启时实现位移检测触发等。

上述加速度采样时间间隔可为100ms～1s，由于加速度采样时间间隔比较短，在每一个加速度采样时间间隔内默认加速度值为恒定值。

在图1所示的实施例中，应用于移动设备，通过设置加速度采样时间间隔；在接收到位移检测触发时，以移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；在每一个位移更新周期执行N1至N4：N1：累加位移更新周期的周数；N2：当达到加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；N3：根据采集到的加速度传感器监测到的加速度，确定移动设备的加速度；N4：基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移，由于加速度传感器能够检测到移动设备的轻微移动，而只要加速度传感器检测到加速度，即可按照加速度计算位移，同时位移计算是按照加速度采样时间间隔来计算的，一般来说加速度采样时间间隔为100ms～1s，使得移动设备轻微的移动也能被检测出来，因此，能够比较准确的检测移动智能设备的位移。

在本发明另一实施例中，在上述步骤105之后，步骤106之前，进一步包括：基于移动设备的加速度和加速度采样时间间隔，计算移动设备的速度；判断加速度是否为零，如果是，则当移动设备的当前速度为零时，执行步骤104；当移动设备的当前速度不为零时，利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移；否则，执行步骤106。即当移动设备的加速度为零速度也为零时，只需采集加速传感器监测到的加速度，只有当移动设备具有加速度或者速度时，才计算位移，避免了无效的位移计算，从而降低了移动设备的计算负载。

在本发明另一实施例中，上述方法进一步包括：当加速度为零且移动设备的当前速度为零时，以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的位移更新周期的周数归零；当重新采集到加速度传感器监测到的加速度不为零时，循环执行M1和M2：M1：重新累加位移更新周期的周数，利用重新累加的位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于基点的当前位移；M2：根据移动设备相对于基点的当前位移和基点的位置坐标，确定移动设备相对于坐标原点的当前位移。即在移动设备加速度和速度均为零后，则重新确定基点，以重新确定的基点计算位移，避免了移动设备加速度和速度均为零后统计位移更新周期出现混乱，以使位移计算更加准确。

在本发明另一实施例中，上述步骤106的具体实施方式可为：利用下述第一位移计算公式，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移；

第一位移计算公式：

其中，r表征移动设备相对于坐标原点的位移；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；a表征移动设备的加速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

在本发明另一实施例中，上述基于移动设备的加速度和加速度采样时间间隔，计算移动设备的速度的具体实施方式可为：

根据下述速度计算公式，计算移动设备的速度；

速度计算公式：

v_nu＝(a_0u+a_1u+…+a_(n-1)u)×ΔT

其中，v表征移动设备的速度；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；a表征移动设备的加速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

在本发明另一实施例中，上述利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算移动设备相对于所述坐标原点的当前位移的具体实施方式可为：

利用下述第二位移计算公式，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移；

第二位移计算公式：

r_(n+1)u＝r_nu+v_nu×ΔT

其中，r表征移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；v表征移动设备的速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

在本发明另一实施例中，上述位移检测方法，进一步包括：设置移动设备位置信息更新时间间隔，其中，移动设备位置信息更新时间间隔不小于加速度采样时间间隔；当达到移动设备位置信息更新时间间隔时，根据移动设备相对于坐标原点的当前位移，更新移动设备的当前位置信息。

为了能够清楚地说明位移检测方法，下面以移动设备为扫地机器人为例进行说明。如图2所示，本发明实施例提供的基于加速度传感器的位移检测方法可以包括以下步骤：

步骤201：设置加速度采样时间间隔和扫地机器人位置信息更新时间间隔；

在该步骤中，扫地机器人位置信息更新时间间隔不小于加速度采样时间间隔；比如：扫地机器人位置更新时间间隔为1s；加速度采样时间间隔为100ms；又比如扫地机器人位置更新时间间隔为2s；加速度采样时间间隔为1s等。

步骤202：在接收到位移检测触发时，以扫地机器人的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；

该接收到位移检测触发则可为扫地机器人启动；

动力学参数可包括扫地机器人的运动位移、加速度、速度及运动时间等，初始化动力学参数即为初始化运动位移、加速度、速度及运动时间均为零。

步骤205：累加位移更新周期的周数；

比如第一个更新周期则位移更新周期的周数为1；第二个更新周期则位移更新周期的周数为2等。该位移更新周期可按照加速度采样时间间隔划分。

步骤204：当达到加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；

由于采样时间间隔为100ms～1s，比较短，则在每一个加速度采样时间间隔内默认加速度值为恒定值。

步骤205：基于扫地机器人的加速度和加速度采样时间间隔，计算扫地机器人的速度；

根据下述速度计算公式，计算扫地机器人的速度；

速度计算公式：

v_nu＝(a_0u+a_1u+…+a_(n-1)u)×ΔT

其中，v表征扫地机器人的速度；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝1，2，…；a表征扫地机器人的加速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

步骤206：判断加速度是否为零，如果是，则执行步骤207，否则执行步骤214；

步骤207：判断扫地机器人的当前速度是否为零，如果是，则执行步骤步骤208；否则执行步骤213；

该判断扫地机器人的当前速度的方式可为查看扫地机器人的位移是否发生变化。

步骤208：以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的位移更新周期的周数归零；

步骤209：当达到加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；

步骤210：当重新采集到加速度传感器监测到的加速度不为零时，重新累加位移更新周期的周数；

步骤211：利用重新累加的位移更新周期的周数、扫地机器人的加速度以及加速度采样时间间隔，计算扫地机器人相对于基点的当前位移；

该步骤的计算方式与下面步骤中扫地机器人相对于原点的当前位移的计算方式一致，将在下面步骤详细说明，在此不再赘述。

步骤212：根据扫地机器人相对于基点的当前位移和基点的位置坐标，确定扫地机器人相对于坐标原点的当前位移，并执行步骤209；当达到扫地机器人位置信息更新时间间隔时，执行步骤216；

步骤213：利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算扫地机器人相对于坐标原点的当前位移，并执行步骤209；当达到扫地机器人位置信息更新时间间隔时，执行步骤216；

该步骤计算扫地机器人相对于坐标原点的当前位移的具体方式：利用下述第二位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第二位移计算公式：

r_(n+1)u＝r_nu+v_nu×ΔT

其中，r表征扫地机器人相对于坐标原点的位移；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝0，1，2，...；v表征移动设备的速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

步骤214：根据采集到的加速度传感器监测到的加速度，确定扫地机器人的加速度；

对于未去掉重力影响的加速度传感器来说，该加速度传感器给出的加速度值并不是扫地机器人真实运动的加速度，原因是重力加速度的存在，但重力加速度一般为定值。因此，在采用上述位移计算公式和速度计算工时计算扫地机器人的位移和速度所用的加速度值，是将实际传感器的加速度值去掉重力加速度之后的；

对于已经去掉重力影响的加速度传感器来说，该步骤的加速度传感器监测到的加速度即为扫地机器人的加速度。

步骤215：基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移，并执行步骤203，当达到扫地机器人位置信息更新时间间隔时，执行步骤216；

利用下述第一位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第一位移计算公式：

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，...；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

步骤216：根据扫地机器人相对于坐标原点的当前位移，更新扫地机器人的当前位置信息。

上述加速度时间间隔和扫地机器人位置信息更新时间间隔可通过计时器进行计时。

如图3、图4所示，本发明实施例提供了一种基于加速度传感器的位移检测装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图3所示，为本发明实施例提供的基于加速度传感器的位移检测装置所在设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图4所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。本实施例提供的基于加速度传感器的位移检测装置，包括：设置单元401、初始化单元402以及位移检测单元403，其中，

设置单元401，用于设置加速度采样时间间隔；

初始化单元402，用于在接收到位移检测触发时，以移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；

位移检测单元403，用于在每一个位移更新周期执行N1至N4：N1：累加位移更新周期的周数；N2：当达到设置单元401设置的加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；N3：根据采集到的加速度传感器监测到的加速度，确定移动设备的加速度；N4：基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于初始化单元402确定的坐标原点的当前位移。

在本发明另一实施例中，位移检测单元403，进一步用于基于移动设备的加速度和加速度采样时间间隔，计算移动设备的速度；判断加速度是否为零，如果是，则当移动设备的当前速度为零时，执行N2；当移动设备的当前速度不为零时，利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移；否则，执行N4。

在本发明另一实施例中，位移检测单元403，进一步用于当加速度为零且移动设备的当前速度为零时，以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的所述位移更新周期的周数归零；当重新采集到加速度传感器监测到的加速度不为零时，循环执行M1和M2：M1：重新累加位移更新周期的周数，利用重新累加的位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于基点的当前位移；M2：根据移动设备相对于基点的当前位移和基点的位置坐标，确定移动设备相对于坐标原点的当前位移。

在本发明另一实施例中，位移检测单元403，用于根据下述速度计算公式，计算移动设备的速度；

速度计算公式：

v_nu＝(a_0u+a_1u+…+a_(n-1)u)×ΔT

其中，v表征移动设备的速度；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；a表征移动设备的加速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

在本发明另一实施例中，位移检测单元403，用于利用下述第二位移计算公式，计算移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第二位移计算公式：

r_(n+1)u＝r_nu+v_nu×ΔT

其中，r表征移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；v表征移动设备的速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

在本发明另一实施例中，位移检测单元403，用于利用下述第一位移计算公式，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移；

第一位移计算公式：

其中，r表征移动设备相对于坐标原点的位移；n表征累加的位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；a表征移动设备的加速度；ΔT表征加速度采样时间间隔；u表征坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

如图5所示，在本发明另一实施例中，上述位移检测装置进一步包括：位置更新单元501，其中，

设置单元401，进一步用于设置移动设备位置信息更新时间间隔，其中，移动设备位置信息更新时间间隔不小于加速度采样时间间隔；

位置更新单元501，用于当达到设置单元401设置的移动设备位置信息更新时间间隔时，根据位移检测单元403确定出的移动设备相对于坐标原点的当前位移，更新移动设备的当前位置信息。

上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

如图6所示，本发明实施例提供一种位移检测系统，该位移检测系统包括：上述任一所述的基于加速度传感器的位移检测装置601和加速度传感器602。

本发明实施例提供了一种可读介质，包括执行指令，当存储控制器的处理器执行所述执行指令时，所述存储控制器执行本发明上述任一实施例提供的方法。

本发明实施例提供了一种存储控制器，包括：处理器、存储器和总线；所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述存储控制器运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述存储控制器执行本发明上述任一实施例提供的方法。

综上所述，本发明以上各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，应用于移动设备，通过设置加速度采样时间间隔；在接收到位移检测触发时，以移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；在每一个位移更新周期执行N1至N4：N1：累加位移更新周期的周数；N2：当达到加速度采样时间间隔时，采集加速度传感器监测到的加速度；N3：根据采集到的加速度传感器监测到的加速度，确定移动设备的加速度；N4：基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移，由于加速度传感器能够检测到移动设备的轻微移动，而只要加速度传感器检测到加速度，即可按照加速度计算位移，同时位移计算是按照加速度采样时间间隔来计算的，一般来说加速度采样时间间隔为100ms～1s，使得移动设备轻微的移动也能被检测出来，因此，能够比较准确的检测移动智能设备的位移。

2、在本发明实施例中，基于移动设备的加速度和加速度采样时间间隔，计算移动设备的速度；判断加速度是否为零，如果是，则当移动设备的当前速度为零时，只采集加速度传感器监测到的加速度，而不计算位移；当移动设备的当前速度不为零时，利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移；否则，基于位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于坐标原点的当前位移。即当移动设备的加速度为零速度也为零时，只需采集加速传感器监测到的加速度，只有当移动设备具有加速度或者速度时，才计算位移，避免了无效的位移计算，从而降低了移动设备的计算负载。

3、在本发明实施例中，当加速度为零且移动设备的当前速度为零时，以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的位移更新周期的周数归零；当重新采集到加速度传感器监测到的加速度不为零时，循环执行M1和M2：M1：重新累加位移更新周期的周数，利用重新累加的位移更新周期的周数、移动设备的加速度以及加速度采样时间间隔，计算移动设备相对于基点的当前位移；M2：根据移动设备相对于基点的当前位移和基点的位置坐标，确定移动设备相对于坐标原点的当前位移。即在移动设备加速度和速度均为零后，则重新确定基点，以重新确定的基点计算位移，避免了移动设备加速度和速度均为零后统计位移更新周期出现混乱，以使位移计算更加准确。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于加速度传感器的位移检测方法，其特征在于，应用于移动设备，设置加速度采样时间间隔；还包括：

在接收到位移检测触发时，以所述移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；

在每一个位移更新周期执行N1至N4：

N1：累加所述位移更新周期的周数；

N2：当达到所述加速度采样时间间隔时，采集所述加速度传感器监测到的加速度；

N3：根据采集到的所述加速度传感器监测到的加速度，确定所述移动设备的加速度；

N4：基于所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移。

2.根据权利要求1所述的位移检测方法，其特征在于，在所述确定所述移动设备的加速度之后，在所述计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移之前，进一步包括：

基于所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备的速度；

判断所述加速度是否为零，

如果是，则当所述移动设备的当前速度为零时，执行所述N2；当所述移动设备的当前速度不为零时，利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

否则，执行所述N4。

3.根据权利要求2所述的位移检测方法，其特征在于，进一步包括：

当所述加速度为零且所述移动设备的当前速度为零时，以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的所述位移更新周期的周数归零；

当重新采集到所述加速度传感器监测到的加速度不为零时，循环执行M1和M2：

M1：累加所述位移更新周期的周数，利用重新累加的所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述基点的当前位移；

M2：根据所述移动设备相对于所述基点的当前位移和所述基点的位置坐标，确定所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移。

4.根据权利要求1所述的位移检测方法，其特征在于，所述基于所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，包括：

利用下述第一位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第一位移计算公式：

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

5.根据权利要求2所述的位移检测方法，其特征在于，

所述基于所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备的速度，包括：

根据下述速度计算公式，计算所述移动设备的速度；

速度计算公式：

v_nu＝(a_0u+a_1u+…+a_(n-1)u)×ΔT

其中，v表征所述移动设备的速度；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝1，2，…；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴；

和/或，

所述利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，包括：

利用下述第二位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第二位移计算公式：

r_(n+1)u＝r_nu+v_nu×ΔT

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；v表征所述移动设备的速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

6.根据权利要求1至5任一所述的位移检测方法，其特征在于，进一步包括：

设置所述移动设备位置信息更新时间间隔，其中，所述移动设备位置信息更新时间间隔不小于所述加速度采样时间间隔；

当达到所述移动设备位置信息更新时间间隔时，根据所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，更新所述移动设备的当前位置信息。

7.一种基于加速度传感器的位移检测装置，其特征在于，应用于移动设备，包括：设置单元、初始化单元以及位移检测单元，其中，

所述设置单元，用于设置加速度采样时间间隔；

所述初始化单元，用于在接收到位移检测触发时，以所述移动设备的当前位置为坐标原点，构建坐标系，并初始化动力学参数；

所述位移检测单元，用于在每一个位移更新周期执行N1至N4：

N1：累加所述位移更新周期的周数；

N2：当达到所述设置单元设置的所述加速度采样时间间隔时，采集所述加速度传感器监测到的加速度；

N3：根据采集到的所述加速度传感器监测到的加速度，确定所述移动设备的加速度；

N4：基于所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述初始化单元确定的所述坐标原点的当前位移。

8.根据权利要求7所述的位移检测装置，其特征在于，

所述位移检测单元，进一步用于基于所述移动设备的加速度和所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备的速度；

判断所述加速度是否为零，

如果是，则当所述移动设备的当前速度为零时，执行所述N2；当所述移动设备的当前速度不为零时，利用上一个位移更新周期计算出的速度以及上一个位移更新周期计算出的位移，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

否则，执行所述N4。

9.根据权利要求8所述的位移检测装置，其特征在于，

所述位移检测单元，进一步用于当所述加速度为零且所述移动设备的当前速度为零时，以上一个位移更新周期刷新后的当前位置为基点，并将累加的所述位移更新周期的周数归零；

当重新采集到所述加速度传感器监测到的加速度不为零时，循环执行M1和M2：

M1：累加所述位移更新周期的周数，利用重新累加的所述位移更新周期的周数、所述移动设备的加速度以及所述加速度采样时间间隔，计算所述移动设备相对于所述基点的当前位移；

M2：根据所述移动设备相对于所述基点的当前位移和所述基点的位置坐标，确定所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

和/或，

所述位移检测单元，用于根据下述速度计算公式，计算所述移动设备的速度；

速度计算公式：

v_nu＝(a_0u+a_1u+…+a_(n-1)u)×ΔT

其中，v表征所述移动设备的速度；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝1，2，…；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴；

和/或，

所述位移检测单元，用于利用下述第二位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第二位移计算公式：

r_(n+1)u＝r_nu+v_nu×ΔT

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；v表征所述移动设备的速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴。

10.根据权利要求7至9任一所述的位移检测装置，其特征在于，

所述位移检测单元，用于利用下述第一位移计算公式，计算所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移；

第一位移计算公式：

其中，r表征所述移动设备相对于所述坐标原点的位移；n表征累加的所述位移更新周期的周数，n＝0，1，2，…；a表征所述移动设备的加速度；ΔT表征所述加速度采样时间间隔；u表征所述坐标系对应的x轴/y轴/z轴；

和/或，

进一步包括，位置更新单元，其中，

所述设置单元，进一步用于设置所述移动设备位置信息更新时间间隔，其中，所述移动设备位置信息更新时间间隔不小于所述加速度采样时间间隔；

所述位置更新单元，用于当达到所述设置单元设置的所述移动设备位置信息更新时间间隔时，根据位移检测单元确定出的所述移动设备相对于所述坐标原点的当前位移，更新所述移动设备的当前位置信息。