CN116952274A - 惯性测量单元的角度确定方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及惯性测量单元的角度确定方法、设备及存储介质，属于计算机技术领域。角度确定方法包括：获取当前时刻的第一角速度数据和第一加速度数据，以及历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据；根据第二角速度数据和第二加速度数据计算第一加速度数据的补偿值；根据第一角速度数据、第一加速度数据和补偿值确定惯性测量单元的角度；可以解决由于加速度数据不准确，导致最终确定出的惯性测量单元的角度不准确的问题；由于可以结合历史时刻采集的角速度数据和加速度数据，对当前时刻采集的加速度数据进行补偿，因此，可以提高使用加速度数据计算得到的角度的精度，从而可以提高惯性测量单元的角度的计算精度。

Description

惯性测量单元的角度确定方法、设备及存储介质

技术领域

本申请属于计算机技术领域，具体涉及惯性测量单元的角度确定方法、设备及存储介质。

背景技术

惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)是测量物体三轴角速度和加速度的设备。一个IMU内可能会装有三轴陀螺仪和三轴加速度计，来测量物体在三维空间中的角速度数据和加速度数据，该IMU也称为六轴IMU。目前，可以使用IMU采集到的角速度数据和加速度数据，计算IMU的角度。

传统的计算IMU的角度的方式，包括：对陀螺仪采集的角速度数据进行积分，得到第一预测角度；使用加速度计采集的加速度数据计算IMU与重力方向的夹角，得到第二预测角度；将第一预测角度和第二预测角度融合，得到IMU的角度。

传统的角度确定方式的计算前提是IMU静止不动。但是，在实际使用时，IMU可能安装在可移动设备上。此时，IMU不只是会受到重力加速度，还会受到由于可移动设备运动所产生的加速度，加速度计得到的向量并不一定是重力方向。这样，就会导致基于加速度数据确定出的第二预测角度不准确，从而导致IMU的角度不准确的问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题包括由于加速度数据不准确，导致最终确定出的惯性测量单元的角度不准确的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供惯性测量单元的角度确定方法，所述惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计，包括：

获取当前时刻的第一角速度数据和第一加速度数据，以及历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据；其中，角速度数据由所述陀螺仪采集，加速度数据由所述加速度计采集；

根据所述第二角速度数据和所述第二加速度数据计算所述第一加速度数据的补偿值；

根据所述第一角速度数据、所述第一加速度数据和所述补偿值确定所述惯性测量单元的角度。

可选地，所述根据所述第二角速度数据和所述第二加速度数据计算所述第一加速度数据的补偿值，包括：

基于所述第二角速度数据和所述第二加速度数据确定所述惯性测量单元在所述历史时刻的历史角度；

确定所述历史角度所对应的理论加速度数据；

基于所述理论加速度数据与所述第二加速度数据确定所述补偿值。

可选地，所述确定所述历史角度所对应的理论加速度数据，包括：

基于重力方向、重力加速度和所述历史角度计算所述理论加速度数据。

可选地，所述基于所述第二角速度数据和所述第二加速度数据确定所述惯性测量单元在所述历史时刻的历史角度，包括：

基于所述第二角速度数据确定第一历史预测角度；

使用所述第二加速度数据的补偿值对所述第二加速度数据进行补偿，得到补偿后的历史加速度数据；

基于所述补偿后的历史加速度数据确定第二历史预测角度；

结合所述第一历史预测角度和所述第二历史预测角度，确定所述惯性测量单元的历史角度。

可选地，所述根据所述第一角速度数据、所述第一加速度数据和所述补偿值确定所述惯性测量单元的角度，包括：

基于所述第一角速度数据确定第一预测角度；

使用所述补偿值对所述第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据；

基于所述补偿后的加速度数据确定第二预测角度；

结合所述第一预测角度和所述第二预测角度，确定所述惯性测量单元的角度。

可选地，所述历史时刻的数量为至少两个，每个历史时刻对应一个补偿值；相应地，所述使用所述补偿值对所述第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据，包括：

获取不同历史时刻对应的补偿权重；

确定所述补偿权重与对应的补偿值之间的加权和；

使用所述加权和对所述第一加速度数据进行补偿，得到所述补偿后的加速度数据。

可选地，所述补偿权重与历史时刻与当前时刻之间的时间间隔呈负相关关系。

可选地，所述结合所述第一预测角度和所述第二预测角度，确定所述惯性测量单元的角度，包括：

将所述第一预测角度和所述第二预测角度的加权平均值，确定为所述角度；

或者，

将所述第一预测角度和所述第二预测角度的平均值，确定为所述角度。

可选地，所述基于所述第一角速度数据确定第一预测角度，包括：

对上一时刻至所述当前时刻采集的角速度数据进行积分，得到积分值；

基于上一时刻的角度确定结果指示的上一角度和所述积分值，确定所述第一预测角度；初始化角度确定结果指示的初始化角度为0。

可选地，所述基于所述补偿后的加速度数据确定第二预测角度，包括：

将所述补偿后的加速度数据与重力方向之间的夹角确定为所述第二预测角度。

另一方面，本申请还提供电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行以实现上述方面提供的惯性测量单元的角度确定方法。

又一方面，本申请还提供计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述方面提供的惯性测量单元的角度确定方法。

本申请提供的技术方案，至少具有以下优点：通过获取当前时刻的第一角速度数据和第一加速度数据，以及历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据；根据第二角速度数据和第二加速度数据计算第一加速度数据的补偿值；根据第一角速度数据、第一加速度数据和补偿值确定惯性测量单元的角度；可以解决由于加速度数据不准确，导致最终确定出的惯性测量单元的角度不准确的问题；由于可以结合历史时刻采集的角速度数据和加速度数据，对当前时刻采集的加速度数据进行补偿，因此，可以提高使用加速度数据计算得到的角度的精度，从而可以提高惯性测量单元的角度的计算精度。

另外，通过结合至少两个历史时刻的补偿值对当前时刻的加速度数据进行补偿，可以提高加速度数据的补偿精度，进一步提高惯性测量单元的角度的计算精度。

另外，由于越接近当前时刻的历史时刻，其历史角度对当前时刻的角度影响越大。基于此，通过设置补偿权重与历史时刻与当前时刻之间的时间间隔呈负相关关系，可以提高计算补偿后的加速度数据的准确性，进一步提高惯性测量单元的角度的计算精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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是本申请一个实施例提供的惯性测量单元的角度确定方法的流程图；

图2是本申请一个实施例提供的惯性测量单元的角度确定装置的框图；

图3是本申请一个实施例提供的电子设备的框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本申请。

示意性地，本实施例以惯性测量单元的角度确定方法用于安装有IMU的可移动设备中为例进行说明，该可移动设备可以为自移动设备，比如：扫地机、拖地机、洗地机、腿足机器人、送餐机器人等具有自主移动能力的设备，或者也可以是可移动终端，比如：手机、平板电脑、可穿戴式设备等，本实施例不对可移动设备的设备类型作限定。

在其它实施例中，角度确定方法还可以用于与可移动设备通信相连的其它设备中，本实施例不对该方法的应用场景作限定。

其中，所述惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计，陀螺仪用于采集角速度数据，加速度计用于采集加速度数据。一般地，陀螺仪和加速度计同步工作，即，惯性测量单元同步采集各个时刻的角速度数据和加速度数据。

惯性测量单元通常建立有世界坐标系，世界坐标系包括x轴、y轴和z轴。世界坐标系是基于空间中任意一点建立的，世界坐标系不随惯性测量单元的位姿变化而变化。比如：世界坐标系中，x轴和y轴构成的XY面平行于水平面，z轴垂直于水平面。以惯性测量单元为六轴惯性测量单元，该六轴惯性测量单元包括3个陀螺仪、3个加速度计为例，每个陀螺仪对应一个坐标轴，并用于采集惯性测量单元在对应的坐标轴上的角速度数据，每个加速度数据对应一个坐标轴，并用于采集惯性测量单元在对应的坐标轴上的加速度数据。

惯性测量单元在使用过程中恒定受方向指向地面的重力，基于此，在惯性测量单元处于静止状态下，通过加速度计获得的加速度方向可以获得惯性测量单元的旋转角度。

以世界坐标系中的z轴垂直于水平面，XY面平行于水平面为例，传统的惯性测量单元的角度确定方法至少包括以下步骤：

步骤1，在T0时刻(初始化时刻)：陀螺仪获得角速度数据为：G₀(0，0，0)；加速度计获得加速度数据为A₀(0，0，-9.8)；

通过加速度数据A₀与重力方向的夹角可知，此时惯性测量单元水平放置，设定惯性测量单元的角度θ₀为0°。

步骤2，在T1时刻，假设惯性测量单元未发生旋转，但受到外力，角速度数据为G₁(0，0，0)，加速度数据为A₁(1，0，-9.8)，此时，应用角速度数据融合加速度数据计算惯性测量单元的角度，包括：

步骤2.1，使用角速度数据计算惯性测量单元的第一角度；

具体地，第一角度基于θ₀加上从T₀时刻到T₁时刻角速度数据积分的值得到，具体地：第一角度θ_G1＝θ₀+G₁(T1-T0)；

步骤2.2，使用加速度数据计算惯性测量单元的第二角度；

具体地，通过加速度数据A₁与重力方向的夹角获得θ_A1；

步骤2.3，融合第一角度和第二角度计算惯性测量单元的角度；

示意性地，θ_1＝(θ_G1+θ_A1)/2。

在上述步骤中，惯性测量单元在外力作用下并未发生旋转，角度依然为水平，但是，由于θ_A1的计算结果存在误差，导致通过上述传统方法计算得到的惯性测量单元的角度存在明显误差的问题。

基于上述技术问题，本申请中，通过对加速度数据产生的误差进行补偿，可以提高使用加速度数据计算得到的角度的精度，从而可以提高惯性测量单元的最终角度的计算精度。

下面，对本申请提供的惯性测量单元的角度确定方法进行详细介绍。

图1是本申请一个实施例提供的惯性测量单元的角度确定方法的流程图，该方法至少包括以下几个步骤：

步骤101，获取当前时刻的第一角速度数据和第一加速度数据，以及历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据。

可选地，历史时刻为距离当前时刻最近、且位于当前时刻之前的至少一个时刻。每个历史时刻对应一组同步采集的第二角速度数据和第二加速度数据。

各个时刻采集的角速度数据和加速度数据存储在可移动设备中，计算每个时刻的惯性测量单元的角度时，可移动设备从存储器中读取所需的数据以计算该角度。

初始时刻的角速度数据和加速度数据预存在可移动设备中，示意性地，初始时刻惯性测量单元处于静止状态，且水平放置，相应地，初始时刻的角速度数据为(0，0，0)、加速度数据为(0，0，-9.8)。当前时刻是初始时刻之后的任意时刻，在当前时刻为初始时刻之后的第一个时刻的情况下，历史时刻为初始时刻。

步骤102，根据第二角速度数据和第二加速度数据计算第一加速度数据的补偿值。

本实施例中，通过使用历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据，对当前时刻的第一加速度数据进行补偿，可以结合可移动设备本身移动所产生的加速度分量来更新第一加速度数据，以提高使用第一加速度数据计算角度时的准确性，从而提高计算惯性测量单元最终的角度时的精度。

在一个示例中，根据第二角速度数据和第二加速度数据计算第一加速度数据的补偿值，至少包括步骤21-23：

步骤21，基于第二角速度数据和第二加速度数据确定惯性测量单元在历史时刻的历史角度。

在历史时刻为初始时刻的情况下，历史角度为0。

在历史时刻为初始时刻之后的时刻的情况下，在一个示例中，历史时刻的历史角度是每次计算出惯性测量单元的角度后存储的。

在另一个示例中，基于第二角速度数据和第二加速度数据确定惯性测量单元在历史时刻的历史角度，包括：基于第二角速度数据确定第一历史预测角度；使用第二加速度数据的补偿值对第二加速度数据进行补偿，得到补偿后的历史加速度数据；基于补偿后的历史加速度数据确定第二历史预测角度；结合第一历史预测角度和第二历史预测角度，确定惯性测量单元的历史角度。

其中，基于第二角速度数据确定第一历史预测角度，包括：将从历史时刻的上一时刻至历史时刻采集的各个第二角速度数据进行积分，得到历史积分值；基于历史时刻的上一时刻确定出的角度和积分值，确定第一历史预测角度。

若历史时刻的上一时刻为初始时刻，则初始时刻确定出的角度为0；若历史时刻的上一时刻为初始时刻之后的时刻，则该时刻确定角度的方式与本实施例的各个步骤相同，即，角度确定过程是逐个时刻迭代的过程。

示意性地，第一历史预测角度为历史时刻的上一时刻确定出的角度加上积分值。在其它实施例中，第一历史预测角度还可以为上一时刻确定出的角度与积分值之间的加权和，本实施例不对第一历史预测角度的确定方式作限定。

初始时刻的第二加速数据的补偿值为0。

初始时刻之后的历史时刻的补偿值使用该历史时刻的上一时刻确定出的角度计算得到，具体计算过程参考下述步骤22和23。

基于补偿后的历史加速度数据确定第二历史预测角度，包括：将补偿后的历史加速度数据与重力方向之间的夹角确定为第二历史预测角度。

结合第一历史预测角度和第二历史预测角度，确定惯性测量单元的历史角度，包括：将第一历史预测角度和第二历史预测角度的加权平均值，确定为历史角度；或者，将第一历史预测角度和第二历史预测角度的平均值，确定为历史角度。

对于将的加权平均值确定为历史角度的情况，第一历史预测角度和第二历史预测角度的权重预存在可移动设备中，比如：第一历史预测角度为0.6，第二历史预测角度为0.4，本实施例不对第一历史预测角度和第二历史预测角度的权重的取值作限定。

步骤22，确定历史角度所对应的理论加速度数据。

基于重力方向、重力加速度和历史角度计算理论加速度数据。

历史角度包括惯性测量单元与世界坐标系上各个坐标轴之间的角度，此时，基于该角度和重力方向之间的夹角、和重力加速度，使用三角形正余弦定理，即可计算出历史角度所对应的理论加速度数据。

步骤23，基于理论加速度数据与第二加速度数据确定补偿值。

示意性地，将理论加速度数据与第二加速度数据之间的差值确定为补偿值。

步骤103，根据第一角速度数据、第一加速度数据和补偿值确定惯性测量单元的角度。

在一个示例中，根据第一角速度数据、第一加速度数据和补偿值确定惯性测量单元的角度，包括步骤31-34：

步骤31，基于第一角速度数据确定第一预测角度；

基于第一角速度数据确定第一预测角度，包括：对上一时刻至当前时刻采集的角速度数据进行积分，得到积分值；基于上一时刻的上一角度和积分值，确定第一预测角度。

步骤32，使用补偿值对第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据；

在历史时刻的数量为一个的情况下，使用补偿值对第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据，包括：将历史时刻的补偿值与第一加速度数据之和确定为补偿后的加速度数据。

在历史时刻的数量为至少两个的情况下，每个历史时刻对应一个补偿值；相应地，使用补偿值对第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据，包括：获取不同历史时刻对应的补偿权重；确定补偿权重与对应的补偿值之间的加权和；使用加权和对第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据。

使用加权和对第一加速度数据进行补偿，包括：将加权和与第一加速度数据之和确定为补偿后的加速度数据。

可选地，补偿权重与历史时刻与当前时刻之间的时间间隔呈负相关关系。即距离当前时刻越远的历史时刻，补偿权重越小；距离当前时刻越近的历史时刻，补偿权重越大。由于越接近当前时刻的历史时刻，其历史角度对当前时刻的角度影响越大。基于此，通过设置补偿权重与历史时刻与当前时刻之间的时间间隔呈负相关关系，可以提高计算补偿后的加速度数据的准确性。

各个历史时刻的补偿权重均大于0、且小于1，各个历史时刻的补偿权重之和为1。

步骤33，基于补偿后的加速度数据确定第二预测角度；

将补偿后的加速度数据与重力方向之间的夹角确定为第二预测角度。

步骤34，结合第一预测角度和第二预测角度，确定惯性测量单元的角度。

可选地，结合第一预测角度和第二预测角度，确定惯性测量单元的角度，包括：将第一预测角度和第二预测角度的加权平均值，确定为惯性测量单元的角度；或者，将第一预测角度和第二预测角度的平均值，确定为惯性测量单元的角度。

第一预测角度和第二预测角度的融合方式与第一历史预测角度和第二历史预测角度的融合方式一致。

可选地，惯性测量单元的角度可以用于确定可移动设备的姿态，或者，用于确定可移动设备的移动策略，本实施例不对惯性测量单元的角度的应用场景作限定。

为了更清楚地理解本实施例提供的角度确定方法，下面对该方法以一个实例的方式进行说明，该方法至少包括以下几个步骤：

步骤1，在T0时刻(初始化时刻)：陀螺仪获得角速度数据为：G₀(0，0，0)；加速度计获得加速度数据为A₀(0，0，-9.8)；

通过加速度数据A₀与重力方向的夹角可知，此时惯性测量单元水平放置，设定惯性测量单元的角度θ₀为0°。

步骤2，在T1时刻，假设惯性测量单元未发生旋转，但受到外力，角速度数据为G₁(0，0，0)，加速度数据为A₁(1，0，-9.8)。

此时，T1时刻为当前时刻，则历史时刻为T0时刻，历史时刻对应的补偿值为0、第二角速度数据为G₀(0，0，0)、第二加速度数据为A₀(0，0，-9.8)；当前时刻的第一角速度数据为G₁(0，0，0)、第一加速度数据为A₁(1，0，-9.8)。

使用补偿值0对第一加速度数据A₁(1，0，-9.8)进行补偿，得到补偿后的加速度数据(1，0，-9.8)；

使用补偿后的加速度数据(1，0，-9.8)计算惯性测量单元的第二预测角度，得到θ_A1；对T0时刻至T1时刻的角速度数据进行积分+θ₀得到第一预测角度；对第一预测角度和第二预测角度融合得到T1时刻的角度θ₁。

步骤3，使用θ₁反算出T1时刻的理论加速度数据ACC₁，将ACC₁与A₁做差，得到T1时刻对应的补偿值Ar₁。

步骤4，在T2时刻，假设惯性测量单元依旧未发生旋转，但受到外力，角速度数据为G₂(0，0，0)，加速度数据为A₂(1，0，-9.8)。

此时，T2时刻为当前时刻，则历史时刻包括T1时刻，历史时刻对应的补偿值为Ar₁；当前时刻的第一角速度数据为G₂(0，0，0)、第一加速度数据为A₂(1，0，-9.8)。

使用补偿值Ar₁对第一加速度数据A₂(1，0，-9.8)进行补偿，得到补偿后的加速度数据A_r+1＝Ar₁₊A₂；

使用补偿后的加速度数据A_r+1计算惯性测量单元的第二预测角度，得到θ_A2；对T1时刻至T2时刻的角速度数据进行积分+θ₁得到第一预测角度；对第一预测角度和第二预测角度融合得到T2时刻的角度θ₂。

步骤5，使用θ₂反算出T2时刻的理论加速度数据ACC₂，将ACC₂与A₂做差，得到T2时刻对应的补偿值Ar₂。

步骤6，在T3时刻，假设惯性测量单元依旧未发生旋转，但受到外力，角速度数据为G₃(0，0，0)，加速度数据为A₃(1，0，-9.8)。

此时，T3时刻为当前时刻，则历史时刻包括T1时刻和T2时刻，T1时刻对应的补偿值为Ar₁、T2时刻对应的补偿值为Ar₂，T1时刻对应的补偿权重为0.4，T2时刻对应的补偿权重为0.6；当前时刻的第一角速度数据为G₃(0，0，0)、第一加速度数据为A₃(1，0，-9.8)。

使用补偿值Ar₁*0.4+Ar₂*0.6对第一加速度数据A₃(1，0，-9.8)进行补偿，得到补偿后的加速度数据A_r+1＝Ar₁*0.4+Ar₂*0.6₊A₃；

使用补偿后的加速度数据A_r+1计算惯性测量单元的第二预测角度，得到θ_A3；对T2时刻至T3时刻的角速度数据进行积分+θ₂得到第一预测角度；对第一预测角度和第二预测角度融合得到T3时刻的角度θ₃。

对于T3时刻之后的各个时刻的角度计算过程，参考步骤2-6，其中，步骤4中以历史时刻为一个为例进行说明，步骤6中以历史时刻为两个为例、且补偿权重分别为0.4和0.6为例进行说明，在实际实现时，历史时刻也可以为更多，补偿权重也可以为其它数值，本实施例在此不再一一列举。

综上所述，本实施例提供的惯性测量单元的角度确定方法，通过获取当前时刻的第一角速度数据和第一加速度数据，以及历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据；根据第二角速度数据和第二加速度数据计算第一加速度数据的补偿值；根据第一角速度数据、第一加速度数据和补偿值确定惯性测量单元的角度；可以解决由于加速度数据不准确，导致最终确定出的惯性测量单元的角度不准确的问题；由于可以结合历史时刻采集的角速度数据和加速度数据，对当前时刻采集的加速度数据进行补偿，因此，可以提高使用加速度数据计算得到的角度的精度，从而可以提高惯性测量单元的角度的计算精度。

另外，通过结合至少两个历史时刻的补偿值对当前时刻的加速度数据进行补偿，可以提高加速度数据的补偿精度，进一步提高惯性测量单元的角度的计算精度。

另外，由于越接近当前时刻的历史时刻，其历史角度对当前时刻的角度影响越大。基于此，通过设置补偿权重与历史时刻与当前时刻之间的时间间隔呈负相关关系，可以提高计算补偿后的加速度数据的准确性，进一步提高惯性测量单元的角度的计算精度。

图2是本申请一个实施例提供的惯性测量单元的角度确定装置的框图。所述惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计。该装置至少包括以下几个模块：数据获取模块210、数据补偿模块220和角度确定模块230。

数据获取模块210，用于获取当前时刻的第一角速度数据和第一加速度数据，以及历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据；其中，角速度数据由所述陀螺仪采集，加速度数据由所述加速度计采集；

数据补偿模块220，用于根据所述第二角速度数据和所述第二加速度数据计算所述第一加速度数据的补偿值；

角度确定模块230，用于根据所述第一角速度数据、所述第一加速度数据和所述补偿值确定所述惯性测量单元的角度。

相关细节参考上述实施例。

需要说明的是：上述实施例中提供的惯性测量单元的角度确定装置在进行惯性测量单元的角度确定时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将惯性测量单元的角度确定装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的惯性测量单元的角度确定装置与惯性测量单元的角度确定方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

图3是本申请一个实施例提供的电子设备的框图。该设备可以是图1所述的电子设备，该设备至少包括处理器301和存储器302。

处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如：4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器301可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器301还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本申请中方法实施例提供的惯性测量单元的角度确定方法。

在一些实施例中，外参标定设备还可选包括有：外围设备接口和至少一个外围设备。处理器301、存储器302和外围设备接口之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口相连。示意性地，外围设备包括但不限于：射频电路、触摸显示屏、音频电路、和电源等。

当然，外参标定设备还可以包括更少或更多的组件，本实施例对此不作限定。

可选地，本申请还提供有计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的惯性测量单元的角度确定方法。

可选地，本申请还提供有计算机产品，该计算机产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的惯性测量单元的角度确定方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本申请保护的范围。

Claims (12)

1.一种惯性测量单元的角度确定方法，其特征在于，所述惯性测量单元包括陀螺仪和加速度计，所述方法包括：

获取当前时刻的第一角速度数据和第一加速度数据，以及历史时刻的第二角速度数据和第二加速度数据；其中，角速度数据由所述陀螺仪采集，加速度数据由所述加速度计采集；

根据所述第二角速度数据和所述第二加速度数据计算所述第一加速度数据的补偿值；

根据所述第一角速度数据、所述第一加速度数据和所述补偿值确定所述惯性测量单元的角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二角速度数据和所述第二加速度数据计算所述第一加速度数据的补偿值，包括：

基于所述第二角速度数据和所述第二加速度数据确定所述惯性测量单元在所述历史时刻的历史角度；

确定所述历史角度所对应的理论加速度数据；

基于所述理论加速度数据与所述第二加速度数据确定所述补偿值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述历史角度所对应的理论加速度数据，包括：

基于重力方向、重力加速度和所述历史角度计算所述理论加速度数据。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二角速度数据和所述第二加速度数据确定所述惯性测量单元在所述历史时刻的历史角度，包括：

基于所述第二角速度数据确定第一历史预测角度；

使用所述第二加速度数据的补偿值对所述第二加速度数据进行补偿，得到补偿后的历史加速度数据；

基于所述补偿后的历史加速度数据确定第二历史预测角度；

结合所述第一历史预测角度和所述第二历史预测角度，确定所述惯性测量单元的历史角度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一角速度数据、所述第一加速度数据和所述补偿值确定所述惯性测量单元的角度，包括：

基于所述第一角速度数据确定第一预测角度；

使用所述补偿值对所述第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据；

基于所述补偿后的加速度数据确定第二预测角度；

结合所述第一预测角度和所述第二预测角度，确定所述惯性测量单元的角度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述历史时刻的数量为至少两个，每个历史时刻对应一个补偿值；相应地，所述使用所述补偿值对所述第一加速度数据进行补偿，得到补偿后的加速度数据，包括：

获取不同历史时刻对应的补偿权重；

确定所述补偿权重与对应的补偿值之间的加权和；

使用所述加权和对所述第一加速度数据进行补偿，得到所述补偿后的加速度数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述补偿权重与历史时刻与当前时刻之间的时间间隔呈负相关关系。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结合所述第一预测角度和所述第二预测角度，确定所述惯性测量单元的角度，包括：

将所述第一预测角度和所述第二预测角度的加权平均值，确定为所述角度；

或者，

将所述第一预测角度和所述第二预测角度的平均值，确定为所述角度。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一角速度数据确定第一预测角度，包括：

对上一时刻至所述当前时刻采集的角速度数据进行积分，得到积分值；

基于上一时刻的角度确定结果指示的上一角度和所述积分值，确定所述第一预测角度；初始化角度确定结果指示的初始化角度为0。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述补偿后的加速度数据确定第二预测角度，包括：

将所述补偿后的加速度数据与重力方向之间的夹角确定为所述第二预测角度。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和与所述处理相连的存储器，所述存储器中存储有程序，所述处理器执行所述程序时用于实现如权利要求1至10任一所述的惯性测量单元的角度确定方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至10任一所述的惯性测量单元的角度确定方法。