[发明专利]载体姿态检测方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及载体姿态领域，特别是一种载体姿态检测方法及其系统。

背景技术

近几年，基于加速度传感器、陀螺仪传感器的载体姿态的应用越来越广泛， 比如用于航模四轴飞行器、手持电子稳定器、漂移赛车、手机平板电脑、以及 空中鼠标等等。

加速度传感器主要是用来测量其所受到的加速度，然而，在动态测量时， 因存在不感测的合外力，因此测量的加速度不够准确。陀螺仪传感器主要是用 来测量绕各个轴转动的瞬时旋转角速度，而在静态测量时，因存在零点漂移， 因此测量的瞬时旋转角速度不够准确。

通常情况下，传感器位于载体中心位置的检查装置，如图1所示，加速度 传感器、陀螺仪传感器安装在靠近载体中心位置且载体平台绕自身旋转的速度 很小，所以在以载体为中心进行旋转时，传感器受到的旋转切向加速度(即Y 轴方向的加速度)和向心加速度(即X轴方向的加速度)受到干扰很小，对姿 态感测的影响可以忽略。但是随着载体姿态的广泛应用，需要将传感器放置在 载体非中心位置，如图2所示，且载体平台会以随机的角速度旋转，载体的旋 转角速度不变时，传感器位置离载体中心越远，受到切向力(即Y轴方向的外 力)和向心力(即X轴方向的外力)就越大，在这些外力作用下产生较大的载 体加速度，使得传感器计算出载体上的姿态出现较大的偏差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的传感器检测载体姿态不够准确的问题，本发明 提供一种载体姿态检测方法及其系统，能够提高检测载体姿态的准确度。

本发明实施例提供一种载体姿态检测方法，包括:

获取测量平台的重力加速度测量值，所述测量平台安装在载体中，且测量 平台的一测量轴指向载体中心点，另一测量轴垂直于载体；

获取测量平台的瞬时角速度测量值，根据瞬时角速度测量值得出测量平台 的除重力加速度之外的外力加速度；

将所述重力加速度测量值与所述外力加速度进行矢量减运算，得出载体的 实际重力加速度；

根据所述瞬时角速度测量值得出载体的角度变化，根据所述角度变化和实 际重力加速度计算载体姿态信息。

本发明另一实施例提供一种载体姿态检测系统，包括:

第一获取模块，用于获取测量平台的重力加速度测量值，所述测量平台安 装在载体中，且测量平台的一测量轴指向载体中心点，另一测量轴垂直于载体；

第二获取模块，用于获取测量平台的瞬时角速度测量值，根据瞬时角速度 测量值得出测量平台的除重力加速度之外的外力加速度；

矢量计算模块，用于将所述重力加速度测量值与所述外力加速度进行矢量 减运算，得出载体的实际重力加速度；

姿态计算模块，用于根据所述瞬时角速度测量值得出载体的角度变化，根 据所述角度变化和实际重力加速度计算载体姿态信息。

从上述本发明的载体姿态检测方法及其系统的实施例可知，通过获取测量 平台的重力加速度测量值以及瞬时角速度测量值，根据所述瞬时角速度测量值 得出测量平台的除重力加速度之外的外力加速度，将所述重力加速度测量值与 所述外力加速度进行矢量减运算，得出载体的实际重力加速度，根据所述瞬时 角速度测量值得出载体的角度变化，根据所述角度变化和实际重力加速度计算 载体姿态信息。因此，得到的实际重力加速度排除了外力加速度的干扰，得到 较准确的载体姿态信息，从而提高检测载体姿态的准确度。

附图说明

图1为传感器位于载体中心位置的载体姿态检测装置的结构示意图；

图2为传感器位于非载体中心位置的载体姿态检测装置的结构示意图；

图3为一个实施例的载体姿态检测方法的流程示意图；

图4为另一个实施例的载体姿态检测方法的流程示意图；

图5为一个实施例的载体姿态检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发 明作进一步地详细描述。

请参阅图3中一个实施例的载体姿态检测方法的流程示意图，主要包括步 骤S302至步骤S308，详细说明如下：

S302，获取测量平台的重力加速度测量值，所述测量平台安装在载体中， 且测量平台的一测量轴指向载体中心点，另一测量轴垂直于载体；