[发明专利]用于监测用户的设备和用于校准该设备的方法

权利要求书

1.一种对要被附接至用户并且用于监测所述用户的设备进行校准的方法，所述方法包括以下步骤：

（i）在将所述设备附接至所述用户之前，将所述设备关于所述用户对齐，使得所述设备的测量参考系大体上与所述用户的参考系对齐，并且使用所述设备获得所述设备关于世界参考系的取向的第一测量结果；

（ii）在将所述设备附接至所述用户之后，使用所述设备获得所述设备关于世界参考系的所述取向的第二测量结果；以及

（iii）确定变换矩阵，所述变换矩阵用于将通过所述设备获得的后续测量结果变换到所述用户的所述参考系中，所述变换矩阵是使用获得的第一测量结果和第二测量结果以及在步骤（i）和步骤（ii）之间所述设备相对于所述用户关于所述世界参考系中的垂直轴的旋转量的信息来计算的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（i）和步骤（ii）之间所述设备相对于所述用户关于所述世界参考系的所述垂直轴的所述旋转量的所述信息包括：对于一些m,p∈{1,2,3}，所述用户的所述参考系中的基向量β_m到垂直于重力作用方向的水平面H上的投影与所述设备的所述测量参考系中的基向量α_p到所述水平面H上的投影之间的角度φ_p的信息，其中，β_m和α_p不在重力的所述方向上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定变换矩阵的所述步骤包括以下步骤：

计算第一坐标向量d，所述第一坐标向量d正交于所述第一测量结果b；

计算第二坐标向量f，所述第二坐标向量f正交于b和d；

对于i∈{1,2,3}，计算支持向量s_i和所述α基向量的尖端位于其上的圆周C₁，C₂和C₃的半径r_i；

如果对于一些k，|a_k|=1，则计算t_k:=sign(a_k)b；

计算所述变换矩阵的第p列；以及

计算一个或多个剩余可求解角度和变换矩阵的对应的一列或多列。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，计算一个或多个剩余可求解角度和所述变换矩阵的所述对应的一列或多列的所述步骤包括对于i∈{1,2,3/{p,k}}和j:={1,2,3/{i,p}}执行以下步骤：

计算三元组（p，i，j）的列维—齐维他符号；

计算所述设备的所述测量参考系中的所述基向量α_i和所述用户的所述参考系中的所述基向量β_m到所述平面H上的所述投影之间的所述角度φ_i；以及

计算所述变换矩阵的所述对应列。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：

估计所述用户的姿势；

其中，确定所述变换矩阵的所述步骤还使用所述用户的估计的姿势。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，估计所述用户的所述姿势的所述步骤包括：

通过分析所述设备关于所述世界参考系的所述取向的所述第一测量结果或接收来自所述用户或操作者的指示所述用户的所述姿势的输入来估计所述用户的所述姿势。

7.根据权利要求5或6所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

显示与所述用户的所述估计的姿势相关联的信息，以供所述用户或操作者在所述的将所述设备附接至所述用户中使用。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，显示的信息包括在步骤（i）和步骤（ii）之间所述设备的容许旋转的信息。

9.根据权利要求5至8中的任一项所述的方法，其中，在步骤（i）和步骤（ii）之间所述设备相对于所述用户关于所述世界参考系中的垂直轴的所述旋转量的所述信息是基于所述用户的所述估计的姿势来假设的。

10.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中，在步骤（i）和步骤（ii）之间所述设备相对于所述用户关于所述世界参考系中的垂直轴的所述旋转量的所述信息是由所述设备的所述用户或操作者提供的。