[发明专利]一种基于MEMS的室内方向优化方法

权利要求书

1.一种基于MEMS的室内方向优化方法，其特征在于，步骤如下：

(1)判断MEMS芯片的状态，当检测到静止时，求陀螺仪的零偏；

(2)当检测到MEMS芯片的y轴竖立时，进行载体坐标系旋转，再根据旋转后加速度数据求得俯仰角、横滚角，根据加速度和磁力计数据获取第三方航向角Φ_mag，并给陀螺仪赋初始值，根据陀螺仪数据积分获取陀螺仪输出航向角；

(3)求T_w时间窗内的第三方航向角的最大值与最小值之差angle判断是否直线行走，若angle阈值ΔCor，则为直线行走，估算陀螺仪漂移的方向正负和速度，否则为非直线行走；

(4)根据允许最大角度误差、陀螺仪漂移的方向正负和速度及陀螺仪输出航向角，根据条件|Φ_mag-(Φ_gyro-δ*(t_now-t_o))|ΔA判断第三方航向角是否在准确范围内，式中：Φ_gyro为陀螺仪输出航向角，δ为陀螺仪漂移的方向正负和速度，t_now为当前时刻，t_o为给陀螺仪赋值的时刻，ΔA为使用第三方航向角校正的允许最大角度误差；若第三方航向角在此范围内，则用加速度解算的俯仰角和横滚角与第三方提供的航向角，作为当前终端的姿态角给陀螺仪赋初始值，否则直接使用所述陀螺仪输出航向角。

2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的室内方向优化方法，其特征在于，检测到MEMS芯片的y轴竖立，包括：

对比MEMS芯片输出的三轴加速度数据(a_x,a_y,a_z)，若|a_y|＞|a_x|且|a_y|＞|a_z|，则认为当前芯片y轴处于竖立状态。

3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的室内方向优化方法，其特征在于，进行载体坐标系旋转，包括：

当检测为所述MEMS芯片的y轴竖立时，对原始三轴加速度数据(a_x,a_y,a_z)、三轴陀螺仪数据(w_x,w_y,w_z)进行载体坐标系旋转处理，计算公式如下：

式中，为旋转矩阵；

当所述第三方航向角由加速度数据和磁力计数据解算获得，对原始三轴磁力计数据(m_x,m_y,m_z)也进行载体坐标系旋转处理，计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的室内方向优化方法，其特征在于，估算陀螺仪漂移的方向正负和速度，包括：

对旋转后的三轴陀螺仪数据积分获得陀螺仪输出航向角Φ_gyro；当满足直线行走时，解算T_w时间窗内陀螺仪最后一秒内的输出航向角均值和最开始一秒内的输出航向角均值的差值ΔΦ_gyro，估计此时的陀螺漂移的方向正负和速度δ，计算公式为