[发明专利]一种天线姿态检测装置及方法

权利要求书

1.一种天线姿态检测装置，其特征在于，包括：数据采集模块和数据处理模块；

所述数据采集模块可以固定连接在需要进行姿态检测的天线上，并与所述天线同步运动；

所述数据采集模块，用于采集所述天线的抖动数据，并将所述抖动数据发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于对所述抖动数据进行处理，获得对应于所述天线姿态的姿态数据；

所述数据采集模块包括：加速度传感器、陀螺仪和数字运动处理器；

所述加速度传感器，用于实时采集所述天线在三维空间的加速度值，并将采集到的所述加速度值发送给所述数字运动处理器；

所述陀螺仪，用于实时采集所述天线在三维空间的角速度值，并将采集到的所述角速度值发送给所述数字运动处理器；

所述数字运动处理器，用于对所述加速度值和所述角速度值进行整合，并将整合后的所述加速度值和所述角速度值发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于对所述角速度值进行积分处理获得所述天线在三维空间的角度数据，并根据所述加速度值对所述角度数据进行修正，将修正后的所述角度数据作为所述姿态数据；

所述数据处理模块，在执行所述根据所述加速度值对所述角度数据进行修正时，具体用于执行：

对所述加速度值进行积分处理，分别获得相对于三维空间X轴、Y轴和Z轴的积分误差；

根据所述相对于三维空间X轴、Y轴和Z轴的积分误差，通过如下公式分别对相对于所述X轴、Y轴和Z轴的所述角度数据进行修正，获得相对应的第一修正角度数据，其中所述公式包括：

其中，所述g_x表征所述天线相对于所述X轴方向的角度，所述g_y表征所述天线相对于所述Y轴方向的角度，所述g_z表征所述天线相对于所述Z轴方向的角度，所述e_x表征相对于所述X轴方向的积分误差，所述e_y表征相对于所述Y轴方向的积分误差，所述e_z表征相对于所述Z轴方向的积分误差，所述g′_x表征相对于所述X轴方向的第一修正角度，所述g′_y表征相对于所述Y轴方向的第一修正角度，所述g′_z表征相对于所述Z轴方向的第一修正角度；

根据分别对应于所述X轴、Y轴和Z轴的所述第一修正角度数据，通过如下方程组计算四元数公式系数，其中所述方程组包括：

其中，所述q₀、q₁、q₂和q₃表征所述四元数公式的4个系数，所述halfT表征常数；

根据所述四元数公式的4个系数分别确定所述天线相对于所述X轴、Y轴和Z轴的第二修正角度，将确定出的所述第二修正角度作为所述姿态数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块进一步包括：温度传感器；

所述温度传感器，用于实时采集所述加速度传感器和所述陀螺仪所处环境的温度值，并将所述温度值发送给所述数字运动处理器；

所述数字运动处理器，用于对所述加速度值、所述角速度值和所述温度值进行整合，并将整合后的所述加速度值、所述角速度值和所述温度值发送给所述数据处理模块；

所述数据处理模块，进一步用于在对所述角速度值进行积分处理之前，针对每一个所述温度值，判断所述温度值是否超过预先设定的温度阈值，如果是，将接收到的与所述温度值对应同一数据采集时刻的所述加速度值和所述角速度值删除。

3.根据权利要求1至2中任一所述的装置，其特征在于，进一步包括：供电模块和数据输出模块；

所述供电模块的电能输出端与所述数据处理模块相连接，所述数据处理模块与所述数据采集模块电连接；

所述数据输出模块与所述数据处理模块相连接；

所述供电模块，用于为所述数据处理模块供电，并通过所述数据处理模块为所述数据采集模块供电；

所述数据输出模块，用于将所述数据处理模块获得的所述姿态数据传输给外部的计算机。