[发明专利]用于在固定参照系中感测物体在空间中的取向的方法和设备

权利要求书

1.一种用于感测移动物体在工作参照系中的取向的系统，所述系统包括：

第一传感器，所述第一传感器用于利用至少两条主动感测轴来感测物体的角速度和角位置的其中之一；

第二传感器，所述第二传感器用于利用三条感测轴来感测所述物体的加速度；

处理模块，所述处理模块被配置为通过融合运动向量Vm与合成向量Vsyn来将物体取向数据从感测参照系转换到所述工作参照系，所述运动向量Vm由来自所述第一传感器的输出中的一些或全部输出组成，所述合成向量Vsyn表示所述物体的所述加速度的重力分量，所述合成向量Vsyn被计算为具有权重K的校正向量Vcor与具有权重(1-K)的加速度向量Vac的加权平均，所述校正向量Vcor由所述第一传感器和所述第二传感器的至少其中之一的输出组成，并且所述加速度向量Vac由所述第二传感器的所述输出中的一些输出组成；

其中，所述校正向量Vcor的计算取决于所述第一传感器的所述主动感测轴的数量，并且K是所述物体的移动的动态性变量D的函数。

2.根据权利要求1所述的取向感测系统，其中，所述动态性变量D从基于所述第一传感器和所述第二传感器的至少其中之一的输出的一个或多个加权动态性测试的结果Di(i≥1)中导出。

3.根据权利要求2所述的取向感测系统，其中，所述动态性测试产生二进制结果(Di＝{0；1})，并且所述系统的所述动态性变量D是所述动态性测试的所述结果Di的逻辑组合。

4.根据权利要求3所述的取向感测系统，其中，当所述动态性测试确定所述系统处于准静态状态时，权重因数(1-K)等于1，并且在所有其它情况下，所述权重因数(1-K)等于零。

5.根据权利要求2所述的取向感测系统，其中，所述加权动态性测试的至少其中之一基于所述第一传感器和所述第二传感器的其中之一的所述输出的范数N。

6.根据权利要求5所述的取向感测系统，其中，当所述范数N落入预定义的范围内时，所述动态性测试的所述结果Di为零，并且在所有其它情况下，所述动态性测试的所述结果Di等于一。

7.根据权利要求2所述的取向感测系统，其中，所述加权动态性测试的至少其中之一基于所述第一传感器和所述第二传感器的其中之一的所述输出的方差V。

8.根据权利要求7所述的取向感测系统，其中，所述方差V与预设的阈值进行比较，并且当所述方差大于所述阈值时，所述动态性测试的所述结果Di为零，并且在所有其它实例中，所述动态性测试的所述结果Di等于一。

9.根据权利要求2所述的取向感测系统，其中，所述加权动态性测试的至少其中之一是取向测试，其中，至少所述第二传感器的所述输出与重力向量进行比较。

10.根据权利要求9所述的取向感测系统，其中，所述取向测试基于所述感测设备的滚动轴与所述重力向量之间的角度，并且当所述角度大于预设的阈值时，所述取向测试的结果Di为零，并且在所有其它情况下，所述取向测试的结果Di等于一。

11.根据权利要求1所述的取向感测系统，其中，所述第一传感器包括两条主动感测轴，并且当所述物体最后处于D＝0的状态时，在时间t处的所述校正向量Vcor等于在时间ts处的所述加速度向量Vac，并且其中，所述权重因数(1-K)平均起来是所述物体的移动的所述动态性D的减函数。

12.根据权利要求1所述的取向感测系统，其中，所述第一传感器包括三条主动感测轴，并且在时间t处的所述校正向量Vcor是基于在时间t处的所述第一传感器的所述输出的至少其中之一来计算的。

13.根据权利要求12所述的取向感测系统，其中，当所述动态性变量D等于1时，所述权重K等于1，并且当D等于0时，所述权重K等于0。

14.根据权利要求1所述的取向感测系统，其中，所述第一传感器是陀螺测试仪，并且所述第二传感器是加速度计。