CN112305263A - 一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法及装置 - Google Patents

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王彬彬
钟建洋
黄晓辉
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法及装置，包括惯性传感器的加速度信号测量装置；采集第一检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；采集第二检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；将采集到的第一检测信号与第二检测信号进行异常信号检测；对差异信号进行差异处理；加速度运算，第一检测信号和第二检测信号来从加速度提取动态加速度分量和静态加速度分量；本发明当物体在改变姿势的同时执行复杂的行为时，运动加速度的测量误差较小，可以精确地测量施于物体的运动加速度。

Description

一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法及装置
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，具体为一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法及装置。
背景技术
惯性传感器是用来解决导航、定向和运动载体控制的核心部件，主要负责检测和测量加速度、倾斜、振动以及多自由度运动，其精度对惯性导航系统的性能有至关重要的作用。随着对信号处理的要求不断提高，各领域对惯性传感器信号的处理精度和速度要求越来越高。
近年来，加速度传感器已经被广泛用于对电子设备的姿势检测、对移动本体的位置检测、摄像头的图像稳定、对人类或者物体的运动的分析等。
但是，除了作为检测目标的物体的运动加速度之外，传统惯性传感器的输出还包括施于物体的重力加速度。因此，当物体在改变姿势的同时执行复杂的行为时，运动加速度的测量误差较大，并且已经难以提高加速度的检测精确度。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法及装置，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法，包括以下步骤：
步骤S1，设置惯性传感器的加速度信号测量装置；
步骤S2，采集第一检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；
步骤S3，采集第二检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；
步骤S4，将采集到的第一检测信号与第二检测信号进行异常信号检测；
步骤S5，对差异信号进行差异处理；
步骤S6，加速度运算，第一检测信号和第二检测信号来从加速度提取动态加速度分量和静态加速度分量。
优选的，所述步骤S6中，所述第一检测信号包括与沿着至少单轴方向的所述加速度有关的信息并且具有与所述加速度对应的交流波形，所述第二检测信号包括与所述加速度有关的信息并且具有将与所述加速度对应的交流分量叠加在直流分量上的输出波形。
一种基于惯性传感器的加速度信号测量装置，包括：惯性速度传感器元件模块、信号采集模块、信号接收模块、异常信号检测模块、异常信号处理模块、加速度运算模块；
所述信号采集模块包括第一检测信号采集单元与第二检测信号采集单元；
所述第一检测信号采集单元包括第一检测信号动态加速度采集子单元与第一检测信号静态加速采集子单元；
所述第二检测信号采集单元包括第二检测信号动态加速度采集子单元与第二检测信号静态加速采集子单元；
所述加速度运算模块包括运算单元、校正单元；
所述运算单元包括角度运算子单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明当物体在改变姿势的同时执行复杂的行为时，运动加速度的测量误差较小，可以精确地测量施于物体的运动加速度。
附图说明
图1为本发明中轨迹追踪方法示意图；
图2为本发明中轨迹追踪装置示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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1-2所示，本实施例公开了一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法，包括以下步骤：S1，设置惯性传感器的加速度信号测量装置；S2，采集第一检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；S3，采集第二检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；S4，将采集到的第一检测信号与第二检测信号进行异常信号检测；S5，对差异信号进行差异处理；S6，加速度运算，第一检测信号和第二检测信号来从加速度提取动态加速度分量和静态加速度分量。
本实施例步骤S6中，所述第一检测信号包括与沿着至少单轴方向的所述加速度有关的信息并且具有与所述加速度对应的交流波形，所述第二检测信号包括与所述加速度有关的信息并且具有将与所述加速度对应的交流分量叠加在直流分量上的输出波形。
本实施例一种基于惯性传感器的加速度信号测量装置，包括：惯性速度传感器元件模块、信号采集模块、信号接收模块、异常信号检测模块、异常信号处理模块、加速度运算模块；所述信号采集模块包括第一检测信号采集单元与第二检测信号采集单元；所述第一检测信号采集单元包括第一检测信号动态加速度采集子单元与第一检测信号静态加速采集子单元；所述第二检测信号采集单元包括第二检测信号动态加速度采集子单元与第二检测信号静态加速采集子单元；所述加速度运算模块包括运算单元、校正单元；所述运算单元包括角度运算子单元。
本实施例中基于惯性传感器的加速度信号测量方法及装置，当物体在改变姿势的同时执行复杂的行为时，运动加速度的测量误差较小，可以精确地测量施于物体的运动加速度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，设置惯性传感器的加速度信号测量装置；
步骤S2，采集第一检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；
步骤S3，采集第二检测信号动态加速度分量与静态加速度分量；
步骤S4，将采集到的第一检测信号与第二检测信号进行异常信号检测；
步骤S5，对差异信号进行差异处理；
步骤S6，加速度运算，第一检测信号和第二检测信号来从加速度提取动态加速度分量和静态加速度分量。
2.根据权利要求1所述的一种基于惯性传感器的加速度信号测量方法，其特征在于：所述步骤S6中，所述第一检测信号包括与沿着至少单轴方向的所述加速度有关的信息并且具有与所述加速度对应的交流波形，所述第二检测信号包括与所述加速度有关的信息并且具有将与所述加速度对应的交流分量叠加在直流分量上的输出波形。
3.一种基于惯性传感器的加速度信号测量装置，其特征在于，包括：惯性速度传感器元件模块、信号采集模块、信号接收模块、异常信号检测模块、异常信号处理模块、加速度运算模块；
所述信号采集模块包括第一检测信号采集单元与第二检测信号采集单元；
所述第一检测信号采集单元包括第一检测信号动态加速度采集子单元与第一检测信号静态加速采集子单元；
所述第二检测信号采集单元包括第二检测信号动态加速度采集子单元与第二检测信号静态加速采集子单元；
所述加速度运算模块包括运算单元、校正单元；
所述运算单元包括角度运算子单元。
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