CN114636418A - 一种基于mems测量姿态相对变化的方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种基于mems测量姿态相对变化的方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN114636418A CN202111600148.5A CN202111600148A CN114636418A CN 114636418 A CN114636418 A CN 114636418A CN 202111600148 A CN202111600148 A CN 202111600148A CN 114636418 A CN114636418 A CN 114636418A
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Abstract

本发明提供一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法、装置、电子设备和记录介质，方法包括：获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理；根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值；根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值；利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角；根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿；判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新；当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。

Description

一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法、装置及电子设备
技术领域
本发明属于测量设备实时方位技术领域，特别是涉及一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法、装置及电子设备。
背景技术
随着MEMS性能逐渐提升，MEMS逐渐由只测量角速度和加速度信息扩展为可测量角度变化和速度变化，因此在一些手持设备或轻武器上得到了广泛应用，如跟踪移动目标的枪械和迫击炮等。
迫击炮等武器一般冲击较大，其他机械陀螺和光学陀螺等难以适应其使用环境，因此常使用MEMS传感器。迫击炮在启动时一般可以获得较为准确的初值，后续存在大幅度角运动，需要在运动时间内保持该方位初值，工作时间一般不超过2min。尽管工作时间较短，但是MEMS陀螺初始零偏一般较大，可达到0.03°/s～0.05°/s，若持续工作2min，方位漂移将达到3.6°～6°，难以使用。MEMS工作过程零偏会发生变化，在2min工作过程中，零偏变化量最大可达到0.1°/s。为了实现高精度精确打击，需要根据迫击炮工作特点和MEMS工作特性，研究MEMS工作方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明至少旨在解决现有测量设备无法根据迫击炮工作特点进行准确测量实时方位的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明的一方面提出一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法，方法包括：
获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理；
根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值；
根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值；
利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角；
根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿；
判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新；
当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。
在本发明的一种示例性实施例中，所述原始数据包括加速度计X轴加速度ax、加速度计Y轴加速度ay、加速度计Z轴加速度az，陀螺X轴角速度gx、陀螺Y轴角速度gy、陀螺Z轴角速度gz。
在本发明的一种示例性实施例中，估计MEMS陀螺零偏初值具体为：
当载具处于静态时，采集2秒地球自转角速度的平均值作为MEMS陀螺零偏初值。
在本发明的一种示例性实施例中，根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值具体包括：
俯仰角
Figure BDA0003432762360000021
横滚角
Figure BDA0003432762360000022
方位角初值设置为θz＝0。
在本发明的一种示例性实施例中，利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角具体为：
垂直方向角速度为：wU＝wxsinθy+wycosθysinθx+wzcosθxcosθy；
将垂直方向角速度在每一时刻进行积分，MEMS实时方位角
Figure BDA0003432762360000023
在本发明的一种示例性实施例中，根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿具体为：
计算地球在自转角速度的天向分量wieU＝wie*sin(L)；
在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿，
Figure BDA0003432762360000031
Figure BDA0003432762360000032
在本发明的一种示例性实施例中，判断MEMS的运动状态具体为：
计算陀螺实时角速率
Figure BDA0003432762360000033
存储一秒时间内的陀螺角速率wa；
当wg<ws且max(wa)-min(wa)<wb时，视作静止，否则视作运动，其中，ws和wb分别是当前角速度静态判断阈值和角速度在1s内波动阈值。
本发明第二方面提出一种基于MEMS测量姿态相对变化的装置，包括：
预滤波处理模块，用于获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理；
陀螺零偏初值估计模块，用于根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值；
姿态初值计算模块，用于根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值；
方位角计算模块，用于利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角；
方位角补偿模块，用于根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿；
状态判断模块，用于判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新；
陀螺零偏补偿模块，用于当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。
本发明第三方面提出一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的方法。
本发明第四方面提出一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
(三)有益效果
采用本发明的技术方案，根据迫击炮间歇工作特点，利用标定补偿后的MEMS测量迫击炮实时方位，通过以上技术方案，可以实现基于MEMS高精度姿态测量系统，降低惯性器件的性能要求及标定补偿要求，实现迫击炮的精确打击。
附图说明
图1是本发明的一个实施例中的一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法流程示意图；
图2是本发明的一个实施例中的一种基于MEMS测量姿态相对变化的装置结构示意图；
图3是本发明的一个实施例的电子设备的结构示意图；
图4是本发明的一个实施例的计算机可读记录介质的示意图。
具体实施方式
在对于具体实施例的介绍过程中，对结构、性能、效果或者其他特征的细节描述是为了使本领域的技术人员对实施例能够充分理解。但是，并不排除本领域技术人员可以在特定情况下，以不含有上述结构、性能、效果或者其他特征的技术方案来实施本发明。
附图中的流程图仅是一种示例性的流程演示，不代表本发明的方案中必须包括流程图中的所有的内容、操作和步骤，也不代表必须按照图中所显示的顺序执行。例如，流程图中有的操作/步骤可以分解，有的操作/步骤可以合并或部分合并，等等，在不脱离本发明的发明主旨的情况下，流程图中显示的执行顺序可以根据实际情况改变。
附图中的框图一般表示的是功能实体，并不一定必然与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理单元装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
各附图中相同的附图标记表示相同或类似的元件、组件或部分，因而下文中可能省略了对相同或类似的元件、组件或部分的重复描述。还应理解，虽然本文中可能使用第一、第二、第三等表示编号的定语来描述各种器件、元件、组件或部分，但是这些器件、元件、组件或部分不应受这些定语的限制。也就是说，这些定语仅是用来将一者与另一者区分。例如，第一器件亦可称为第二器件，但不偏离本发明实质的技术方案。此外，术语“和/或”、“及/或”是指包括所列出项目中的任一个或多个的所有组合。
本发明提出一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法及装置，可以实现基于MEMS高精度姿态测量系统，降低惯性器件的性能要求及标定补偿要求，实现迫击炮的精确打击。
图1是一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法的流程示意图，如图1所示，方法包括：
S101、获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述原始数据包括加速度计X轴加速度ax、加速度计Y轴加速度ay、加速度计Z轴加速度az，陀螺X轴角速度gx、陀螺Y轴角速度gy、陀螺Z轴角速度gz。
在本实施方式中，采用低通滤波器进行预滤波处理。MEMS陀螺和加速度计噪声一般较大，一般进行高频采样，为后续滤波计算提供数据基础。测量姿态及方位变化前，进行预滤波。根据迫击炮的间歇工作特性及发射过程中动态特性设置滤波器截止频率。本实施方式中采样频率设计为1000Hz，根据实际的工况环境匹配低通滤波器参数，陀螺和加速度计原始数据均通过低通滤波器。
S102、根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值。
在上述技术方案的基础上，进一步地，估计MEMS陀螺零偏初值具体为：
当载具处于静态时，采集2秒地球自转角速度的平均值作为MEMS陀螺零偏初值。
在本实施方式中，载具为迫击炮，MEMS陀螺启动特性显著，逐次启动零偏较大，需要进行补偿。迫击炮启动时，一般具备静态工作条件或准静态工作条件。根据工作条件，利用允许的启动时间和实际工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值。在本实施方式中，MEMS精度不能敏感地球自转角速度，根据启动时迫击炮静态的特点，采集2s静态数据平均值作为MEMS陀螺零偏。
S103、根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值。
在上述技术方案的基础上，进一步地，根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值具体包括：
俯仰角
Figure BDA0003432762360000061
横滚角
Figure BDA0003432762360000062
方位角初值设置为θz＝0。
在本实施方式中，由于迫击炮测量姿态相对变化，所以方位角初值设置为θz＝0。
S104、用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角。
在上述技术方案的基础上，进一步地，利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角具体为：
垂直方向角速度为：wU＝wxsinθy+wycosθysinθx+wzcosθxcosθy；将垂直方向角速度在每一时刻进行积分，MEMS实时方位角
Figure BDA0003432762360000071
S105、根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿。
在上述技术方案的基础上，进一步地，根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿具体为：
计算地球在自转角速度的天向分量wieU＝wie*sin(L)；
在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿，
Figure BDA0003432762360000072
Figure BDA0003432762360000073
S106、判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新。
在上述技术方案的基础上，进一步地，判断MEMS的运动状态具体为：
计算陀螺实时角速率
Figure BDA0003432762360000074
存储一秒时间内的陀螺角速率wa；
当wg<ws且max(wa)-min(wa)<wb时，视作静止，否则视作运动，其中，ws和wb分别是当前角速度静态判断阈值和角速度在1s内波动阈值。
在本实施方式中，迫击炮工作时，一般为在运动、静止状态之间交替。可通过陀螺输出判断MEMS当前所处的状态，当处于动态时，姿态实时更新，输出实施姿态。当处于静态时，姿态不更新，同时估计陀螺实时零偏，进行补偿，输出补偿后的姿态。
根据陀螺的稳定性和迫击炮静态时实际条件，设置迫击炮运动条件判断阈值，当超过某阈值时，视作运动状态，当小于该阈值时，视作静态。
同时，为了降低误判的概率，增加陀螺角速率波动率指标，当一段时间陀螺角速率的最大值和最小值之差满足一定条件时，即使此时阈值较小，同样视作动态。
S107、当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。
在本实施方式中，当MEMS被判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺，可跟随陀螺随时间、温度和环境的变化，实现更高的使用精度，即重复步骤S102，依次类推，实现迫击炮的实时姿态测量。
图2是本发明的一个实施例中的一种基于MEMS测量姿态相对变化的装置结构示意图，包括：
预滤波处理模块201，用于获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述原始数据包括加速度计X轴加速度ax、加速度计Y轴加速度ay、加速度计Z轴加速度az，陀螺X轴角速度gx、陀螺Y轴角速度gy、陀螺Z轴角速度gz。
在本实施方式中，采用低通滤波器进行预滤波处理。MEMS陀螺和加速度计噪声一般较大，一般进行高频采样，为后续滤波计算提供数据基础。测量姿态及方位变化前，进行预滤波。根据迫击炮的间歇工作特性及发射过程中动态特性设置滤波器截止频率。本实施方式中采样频率设计为1000Hz，根据实际的工况环境匹配低通滤波器参数，陀螺和加速度计原始数据均通过低通滤波器。
陀螺零偏初值估计模块202，用于根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值。
在上述技术方案的基础上，进一步地，估计MEMS陀螺零偏初值具体为：
当载具处于静态时，采集2秒地球自转角速度的平均值作为MEMS陀螺零偏初值。
在本实施方式中，载具为迫击炮，MEMS陀螺启动特性显著，逐次启动零偏较大，需要进行补偿。迫击炮启动时，一般具备静态工作条件或准静态工作条件。根据工作条件，利用允许的启动时间和实际工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值。在本实施方式中，MEMS精度不能敏感地球自转角速度，根据启动时迫击炮静态的特点，采集2s静态数据平均值作为MEMS陀螺零偏。
姿态初值计算模块203，用于根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值。
在上述技术方案的基础上，进一步地，根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值具体包括：
俯仰角
Figure BDA0003432762360000091
横滚角
Figure BDA0003432762360000092
方位角初值设置为θz＝0。
在本实施方式中，由于迫击炮测量姿态相对变化，所以方位角初值设置为θz＝0。
方位角计算模块204，用于利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角。
在上述技术方案的基础上，进一步地，利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角具体为：
垂直方向角速度为：wU＝wxsinθy+wycosθysinθx+wzcosθxcosθy；
将垂直方向角速度在每一时刻进行积分，MEMS实时方位角
Figure BDA0003432762360000093
方位角补偿模块205，用于根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿。
在上述技术方案的基础上，进一步地，根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿具体为：
计算地球在自转角速度的天向分量wieU＝wie*sin(L)；
在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿，
Figure BDA0003432762360000101
Figure BDA0003432762360000102
状态判断模块206，用于判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新。
在上述技术方案的基础上，进一步地，判断MEMS的运动状态具体为：
计算陀螺实时角速率
Figure BDA0003432762360000103
存储一秒时间内的陀螺角速率wa；
当wg<ws且max(wa)-min(wa)<wb时，视作静止，否则视作运动。
在本实施方式中，迫击炮工作时，一般为在运动、静止状态之间交替。可通过陀螺输出判断MEMS当前所处的状态，当处于动态时，姿态实时更新，输出实施姿态。当处于静态时，姿态不更新，同时估计陀螺实时零偏，进行补偿，输出补偿后的姿态。
根据陀螺的稳定性和迫击炮静态时实际条件，设置迫击炮运动条件判断阈值，当超过某阈值时，视作运动状态，当小于该阈值时，视作静态。
同时，为了降低误判的概率，增加陀螺角速率波动率指标，当一段时间陀螺角速率的最大值和最小值之差满足一定条件时，即使此时阈值较小，同样视作动态。
陀螺零偏补偿模块207，用于当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。
在本实施方式中，当MEMS被判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏市场补偿到MEMS陀螺输出，可跟随陀螺随时间、温度和环境的变化，实现更高的使用性。
图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
如图3所示，电子设备以通用计算设备的形式表现。其中处理器可以是一个，也可以是多个并且协同工作。本发明也不排除进行分布式处理，即处理器可以分散在不同的实体设备中。本发明的电子设备并不限于单一实体，也可以是多个实体设备的总和。
所述存储器存储有计算机可执行程序，通常是机器可读的代码。所述计算机可读程序可以被所述处理器执行，以使得电子设备能够执行本发明的方法，或者方法中的至少部分步骤。
所述存储器包括易失性存储器，例如随机存取存储单元(RAM)和/或高速缓存存储单元，还可以是非易失性存储器，如只读存储单元(ROM)。
可选的，该实施例中，电子设备还包括有I/O接口，其用于电子设备与外部的设备进行数据交换。I/O接口可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
应当理解，图3显示的电子设备仅仅是本发明的一个示例，本发明的电子设备中还可以包括上述示例中未示出的元件或组件。例如，有些电子设备中还包括有显示屏等显示单元，有些电子设备还包括人机交互元件，例如按扭、键盘等。只要该电子设备能够执行存储器中的计算机可读程序以实现本发明方法或方法的至少部分步骤，均可认为是本发明所涵盖的电子设备。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，如图4所示，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的上述方法。
所述软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现如下功能：基于用户的开启指令启动虚拟交互功能；基于虚拟交互功能获取所述用户的实时视频；将所述实时视频输入动作识别模型中，生成动作识别标签，所述动作识别模型通过深度学习模型实现；根据所述动作识别标签生成虚拟对象；将所述目标虚拟对象绘制在所述用户的实时视频中以进行展示。
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施例的方法。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施例。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法，其特征在于，方法包括：
获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理；
根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值；
根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值；
利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角；
根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿；
判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新；
当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。
2.如权利要求1所述的基于MEMS测量姿态相对变化的方法，其特征在于，所述原始数据包括加速度计X轴加速度ax、加速度计Y轴加速度ay、加速度计Z轴加速度az，陀螺X轴角速度gx、陀螺Y轴角速度gy、陀螺Z轴角速度gz。
3.如权利要求1-2任一所述的基于MEMS测量姿态相对变化的方法，其特征在于，估计MEMS陀螺零偏初值具体为：
当载具处于静态时，采集2秒地球自转角速度的平均值作为MEMS陀螺零偏初值。
4.如权利要求1-3任一所述的基于MEMS测量姿态相对变化的方法，其特征在于，根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值具体包括：
俯仰角
Figure FDA0003432762350000011
横滚角
Figure FDA0003432762350000012
方位角初值设置为θz＝0。
5.如权利要求1-4任一所述的基于MEMS测量姿态相对变化的方法，其特征在于，利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角具体为：
垂直方向角速度为：wU＝wxsinθy+wycosθysinθx+wzcosθxcosθy；
将垂直方向角速度在每一时刻进行积分，MEMS实时方位角
Figure FDA0003432762350000021
6.如权利要求1-5任一所述的基于MEMS测量姿态相对变化的方法，其特征在于，根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿具体为：
计算地球在自转角速度的天向分量wieU＝wie*sin(L)；
在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿，
Figure FDA0003432762350000022
Figure FDA0003432762350000023
7.如权利要求1-6任一所述的基于MEMS测量姿态相对变化的方法，其特征在于，判断MEMS的运动状态具体为：
计算陀螺实时角速率
Figure FDA0003432762350000024
存储一秒时间内的陀螺角速率wa；
当wg＜ws且max(wa)-min(wa)＜wb时，视作静止，否则视作运动，其中，ws和wb分别是当前角速度静态判断阈值和角速度在1s内波动阈值。
8.一种基于MEMS测量姿态相对变化的装置，其特征在于，装置包括：
预滤波处理模块，用于获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理；
陀螺零偏初值估计模块，用于根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值；
姿态初值计算模块，用于根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值；
方位角计算模块，用于利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角；
方位角补偿模块，用于根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿；
状态判断模块，用于判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新；
陀螺零偏补偿模块，用于当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
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