[发明专利]确定刚性连接到移动元件的三轴加速计的连续位置形成的路径的特征的设备和方法

权利要求书

1.一种用于确定在刚性附接到移动元件(EM)的三轴加速计(3A)的第一静止时刻(t₀)与所述第一静止时刻(t₀)之后的第二静止时刻(t_n)之间由所述三轴加速计(3A)的连续位置形成的轨迹的特征的设备，所述设备还包括三轴附加传感器和控制装置(CMD)，所述三轴附加传感器用于测量在与陆地参考坐标系相关的固定全局参考坐标系(GF)中所述第一静止时刻(t₀)与所述第二静止时刻(t_n)之间的基本恒定的矢量场的矢量，所述附加传感器刚性附接到所述移动元件(EM)并固定在所述加速计(3A)的参考坐标系中，其特征在于，所述控制装置(CMD)包括：

-第一确定装置(MD1)，用于确定所述三轴加速计(3A)的所述第一静止时刻(t₀)和所述第二静止时刻(t_n)；

-第二确定装置(MD2)，用于基于所述三轴加速计(3A)传递的矢量或者基于所述附加传感器传递的矢量，在与所述加速计(3A)相关或与所述附加传感器相关的移动参考坐标系(LF)中，确定所述第一静止时刻(t₀)与所述第二静止时刻(t_n)之间所述三轴加速计(3A)的基本不变的转轴以及与所述基本不变的转轴正交的平面；

-第一计算装置(MC1)，用于在所述移动参考坐标系中(LF)中，在所述连续时刻(t₀，t₁，…，t_n)处，计算在由所述三轴加速计(3A)传递的矢量的平面上和在由所述附加传感器传递的矢量的平面上的第一正交投影；

-第三确定装置(MD3)，用于在所述连续时刻(t₀，t₁，…，t_n)处，基于由所述附加传感器传递的所述矢量的所述第一正交投影，确定从所述移动参考坐标系(LF)转换到所述固定全局参考坐标系(GF)的转动；

-第二计算装置(MC2)，用于在所述连续时刻(t₀，t₁，…，t_n)处，计算由所述第一计算装置(MC1)在由所述三轴加速计(3A)传递的矢量的平面中提供的所述第一正交投影在所述固定全局参考坐标系(GF)中的第二正交投影；

-第三计算装置(MC3)，用于从所述固定全局参考坐标系(GF)中的每个第二正交投影中减去在所述连续时刻(t₀，t₁，…，t_n)上的平均矢量，以便获得所述平面中心的加速度，避免地球引力的影响以及在所述固定全局参考坐标系(GF)中所述设备的漂移的影响；以及

-第四计算装置(MC4)，用于基于所述中心加速度来计算所述轨迹的特征。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述连续位置基本上是共面的。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述移动元件(EM)是脚，将所述三轴加速计(3A)的所述第一静止时刻(t₀)与所述第二静止时刻(t_n)分开的时间间隔对应于所述脚的步速。

4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的设备，其中，所述控制装置(CMD)包括：用于计算方向矢量的第一运算装置(MEL1)，其适用于将所述三轴加速计(3A)的在所述固定全局参考坐标系(GF)中表示的各个位置联系到所述第一静止时刻(t₀)和所述第二静止时刻(t_n)。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述轨迹的平面是垂直的，所述控制装置(CMD)还包括：第二运算装置(MEL2)，其用于针对由所述附加传感器测量的所述矢量场计算位移方位，所述第二运算装置(MEL2)适用于将由所述附加传感器测量的所述矢量场矢量正交投影到与所述轨迹的平面正交的水平面上。