一種利用三軸加速度計檢測傾角的處理方法
2023-06-05 16:36:46 1
專利名稱：一種利用三軸加速度計檢測傾角的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種加速度傳感計在電子/機械行業的應用，尤其涉及一種利用三軸加速度計檢測傾角的處理方法。
背景技術：
在電子或是機械領域，越來越多的用到加速度傳感計的重力矢量及其在軸上的投影來確定傾角度。但是，這種方法存在以下不足:一、不管是利用單軸、兩軸還是三軸的加速度計來檢測傾角，由於其算法的原因只能局限於一個特定的範圍，要不傾角發生在小範圍內，做到高精度的檢測；要不在大範圍內，快速檢測；無法同時做到不管在哪個範圍內，既能高精度檢測也能快速檢測。二、單軸和兩軸加速度計在使用過程中，受到其本身特性的限制，如單軸加速度計傾角檢測系統，是通過反正弦函數
^ =來實現從加速度到角度的轉換，可以發現單軸加速度計用於檢測傾角的
不足及局限性，該角越接近±90°，靈敏度越接近於0，而檢測範圍也受到限制，從公式中也能得知，檢測範圍是-90° +90°。採用兩軸加速度計，也同樣受到檢測範圍的限制。
從公式中能得知，檢測範圍為0° 360°，而不能做到對整個球面的傾角檢測。
發明內容
本發明的目的是要解決上述現有技術的不足，提供一種全方位、高精度、高靈敏度、及快速動態的傾角檢測的處理方法。
本發明的目的 是採用下述的技術方案來實現:
一種利用三軸加速度計檢測傾角的處理方法，其特徵在於:所述方法包括如下步驟:
(I)分別對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角進行粗調，所述的對被測傾角粗調採用算法公式:I Cd_n-Pd_n | >=Th,
其中:η是對應三軸的某一軸X軸/Y軸/Z軸，Cd_n是當前三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸的輸出值，Pd_n是上一次三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸的輸出值，Th是設置的閾值。這個值根據實際情況來設置，但不能在加速度計採集數據的噪音範圍內，否則會誤判。公式的意思是噹噹前採集到的數據和上一次採集到的數據進行比較，如果超過了設定的閾值，並且連續三次超過了閾值(為了確保當前狀態確實與上一次測的數據發生大範圍的變化，而不是某個噪音引起的變化)，Cd_n = Pd_n-Th(當前值Cd_n大於初始值Pd_n)或Cd_n = Pd_n+Th (當前值Cd_n小於初始值Pd_n)。通過這個算法分別實現對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角的粗調，以實現快速的定位到被測傾角當前的狀態。(2)分別對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角進行細調，所述的對被測傾角細調採用算法公式:Cd_n = Pd_n+( Cd_n - Pd_n)/AverTimes,
其中:n是對應三軸的某一軸X軸/Y軸/Z軸，AverTimes是調整解析度的平均次數的參數，Pd_n是上一次三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸輸出數據，Cd_n是當前三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸輸出數據。通過這個算法實現對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角的細調，以提高被測傾角當前狀態的解析度。(3)採用如下的算法得到被測傾角數據:
權利要求
1.一種利用三軸加速度計檢測傾角的處理方法，其特徵在於:所述方法包括如下步驟: (1)分別對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角進行粗調，所述的對被測傾角粗調採用算法公式:I Cd_n-Pd_n | >=Th, 其中:n是對應三軸的某一軸X軸/Y軸/Z軸，Cd_n是當前三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸的輸出值，Pd_n是上一次三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸的輸出值，Th是設置的閾值； (2)分別對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角進行細調，所述的對被測傾角細調採用算法公式:Cd_n = Pd_n+( Cd_n - Pd_n)/AverTimes, 其中:n是對應三軸的某一軸X軸/Y軸/Z軸，AverTimes是調整解析度的平均次數的參數，Pd_n是上一次三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸輸出數據，Cd_n是當前三軸加速度計採集到的X軸/Y軸/Z軸輸出數據； (3)採用如下的算法得到被測傾角數據:
全文摘要
本發明涉及一種利用三軸加速度計檢測傾角的處理方法，所述方法包括(1)分別對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角進行粗調；(2)分別對被測傾角的X軸/Y軸/Z軸傾角進行細調；(3)得到被測傾角數據。本發明提供的處理方法，是利用三軸加速度計配合粗調加細調的本發明獨特的算法對相應的設備或產品進行全方位、高精度、高靈敏度及快速動態的傾角檢測。本發明的突出特點在於全方位的檢測範圍，整個球面的不同角度都能高解析度的檢測；高精度檢測，加速度計內置的十二位高精度運動檢測得出的原始採集數據；通過粗調加細調的獨特算法體現高靈敏度檢測；通過粗調算法體現快速動態檢測。
文檔編號G01C9/00GK103105160SQ201310020669
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月21日 優先權日2013年1月21日
發明者鄭淑豔, 吳炆皜 申請人:蘇州明皜傳感科技有限公司