[发明专利]一种基于陀螺仪加速度的多级滤波方法和装置以及设备

说明书

本发明公开了一种基于陀螺仪加速度的多级滤波方法装置以及设备。其中，所述方法包括：通过算术平均值滤波算法，计算通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据的算术平均值，根据该计算得到的算术平均值，采用忽略值滤波算法，通过忽略该三轴加速度数据的剧烈变化的忽略值得到忽略值结果，以及根据该得到的忽略值结果，判断该忽略值结果是否为0，在判断出该忽略值结果是不为0时，将该忽略值进行减1操作，在判断出该忽略值结果是0时，采用限幅滤波算法，对该三轴加速度数据进行限幅滤波。通过上述方式，能够实现通过无需做浮点运算的滤波算法，采用不带浮点运算单元的单片机亦能够实现对机器人的行走方向进行实时控制。

技术领域

本发明涉及陀螺仪技术领域，尤其涉及一种基于陀螺仪加速度的多级滤波方法和装置以及设备。

背景技术

机器人在行走时，如果需要对方向进行控制，通常用陀螺仪先采集三轴加速度数据和三轴角速度数据再进行数据融合的方式，来对机器人的行走方向进行控制。陀螺仪在采集机器人的三轴加速度数据时，存在较大的随机误差，通常采用卡尔曼滤波、一阶互补滤波、二阶互补滤波等滤波算法进行补偿。该采用的卡尔曼滤波、一阶互补滤波、二阶互补滤波等滤波算法进行补偿的方式，能够较好地对该随机误差进行补偿，但是该采用的卡尔曼滤波、一阶互补滤波、二阶互补滤波等滤波算法需要做大量的浮点运算才能够对该随机误差进行补偿，如果采用不带FPU(Float Point Unit，浮点运算单元)的单片机，难以实现对该随机误差进行实时补偿，导致无法实现对机器人的行走方向进行实时控制。

但是，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有的基于陀螺仪加速度的滤波方案，通常用陀螺仪先采集三轴加速度数据和三轴角速度数据再进行数据融合的方式，来对机器人的行走方向进行控制，陀螺仪在采集机器人的三轴加速度数据时，存在较大的随机误差，通常采用卡尔曼滤波、一阶互补滤波、二阶互补滤波等滤波算法进行补偿，该采用的卡尔曼滤波、一阶互补滤波、二阶互补滤波等滤波算法需要做大量的浮点运算才能够对该随机误差进行补偿，如果采用不带浮点运算单元的单片机，无法实现对机器人的行走方向进行实时控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于陀螺仪加速度的多级滤波方法和装置以及设备，能够实现通过无需做浮点运算的滤波算法，采用不带浮点运算单元的单片机亦能够实现对机器人的行走方向进行实时控制。

根据本发明的一个方面，提供一种基于陀螺仪加速度的多级滤波方法，包括：

通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据；

根据所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据，通过算术平均值滤波算法，计算所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据的算术平均值；

根据所述计算得到的算术平均值，采用忽略值滤波算法，通过忽略机器人在行走转向时的三轴加速度数据的剧烈变化的忽略值得到忽略值结果；

根据所述得到的忽略值结果，判断所述得到的忽略值结果是否为0，在判断出所述得到的忽略值结果是不为0时，将所述得到的忽略值进行减1操作，在判断出所述得到的忽略值结果是0时，采用限幅滤波算法，对所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据进行限幅滤波。

其中，所述根据所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据，通过算术平均值滤波算法，计算所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据的算术平均值，包括：

根据所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据，通过获取所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据中的最新的十笔数据，将所述获取的最新的十笔数据去掉最大值和最小值，计算所述去掉最大值和最小值的剩余八笔数据的和，再右移三位的算术平均值滤波算法，计算所述剩余八笔数据的算术平均值，计算所述通过陀螺仪采集机器人在行走时的三轴加速度数据的算术平均值。