本發(fā)明涉及九軸傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種九軸傳感器性能檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

九軸傳感器包括用于檢測(cè)角速度的三軸陀螺儀、用于檢測(cè)加速度的三軸加速度傳感器和用于檢測(cè)地磁感應(yīng)的三軸地磁傳感器，每個(gè)設(shè)備上的三個(gè)軸都分別相互垂直。九軸傳感器常用于人或物體姿態(tài)的檢測(cè)，應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，例如在VR(Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí))中獲取用戶的姿態(tài)，在航天領(lǐng)域中獲取飛行設(shè)備的姿態(tài)等等。九軸傳感器最重要的性能就是姿態(tài)的測(cè)量精度，如何檢測(cè)九軸傳感器的姿態(tài)測(cè)量精度是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種九軸傳感器性能檢測(cè)方法及裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)九軸傳感器姿態(tài)測(cè)量精確度的檢測(cè)。

本發(fā)明提供了一種九軸傳感器的性能檢測(cè)方法，所述方法包括：

將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，并獲取理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系；

獲取根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為機(jī)體坐標(biāo)系，所述九軸傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器；

將所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)從機(jī)體坐標(biāo)系投射到所述世界坐標(biāo)系，并計(jì)算所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述九軸傳感器的性能檢測(cè)。

優(yōu)選的，所述將所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)從機(jī)體坐標(biāo)系投射到所述世界坐標(biāo)系包括：

獲取安裝在所述目標(biāo)對(duì)象的九軸傳感器分別輸出的實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)；

將所述九軸傳感器分別輸出的實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)融合為四元數(shù)，所述四元數(shù)表達(dá)所述目標(biāo)對(duì)象在所述世界坐標(biāo)系中從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)的姿態(tài)變換。

優(yōu)選的，所述獲取理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系包括：

獲取所述目標(biāo)對(duì)象在預(yù)設(shè)平面內(nèi)的理想旋轉(zhuǎn)角度，所述預(yù)設(shè)平面對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為所述世界坐標(biāo)系；

所述將所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)從機(jī)體坐標(biāo)系映射到所述世界坐標(biāo)系還包括：

將所述四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角，并將所述歐拉角投射到所述世界坐標(biāo)系中的所述預(yù)設(shè)平面，得到實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度；

所述得到所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值包括：

計(jì)算所述實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度與所述理想旋轉(zhuǎn)角度之間的差值。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種九軸傳感器的性能檢測(cè)裝置，所述裝置包括：姿態(tài)變換單元、實(shí)際數(shù)據(jù)獲取單元、投射單元和計(jì)算單元；

其中，所述姿態(tài)變換單元，用于將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，并獲取理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系；

所述實(shí)際數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為機(jī)體坐標(biāo)系，所述九軸傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器；

所述投射單元，用于將所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)從機(jī)體坐標(biāo)系投射到所述世界坐標(biāo)系；

所述計(jì)算單元，用于計(jì)算所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述九軸傳感器的性能檢測(cè)。

優(yōu)選的，所述投射單元，具體用于：

獲取安裝在所述目標(biāo)對(duì)象的九軸傳感器分別輸出的實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)；將所述九軸傳感器分別輸出的實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)融合為四元數(shù)，所述四元數(shù)表達(dá)所述目標(biāo)對(duì)象在所述世界坐標(biāo)系中從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)的姿態(tài)變換。

優(yōu)選的，所述姿態(tài)變換單元，具體用于：

將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，并獲取所述目標(biāo)對(duì)象在預(yù)設(shè)平面內(nèi)的理想旋轉(zhuǎn)角度，所述預(yù)設(shè)平面對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為所述世界坐標(biāo)系；

所述投射單元，還具體用于：

將所述四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角，并將所述歐拉角投射到所述世界坐標(biāo)系中的所述預(yù)設(shè)平面，得到實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度；

所述計(jì)算單元，具體用于：

計(jì)算所述實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度與所述理想旋轉(zhuǎn)角度之間的差值。

本發(fā)明通過(guò)將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，獲取建立在世界坐標(biāo)系中的理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，以及根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，并將建立在機(jī)體坐標(biāo)系中的所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)投射到世界坐標(biāo)系，得到所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)九軸傳感器姿態(tài)測(cè)量精確度的檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種九軸傳感器的性能檢測(cè)方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中機(jī)體坐標(biāo)系的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中目標(biāo)對(duì)象在世界坐標(biāo)系中的預(yù)設(shè)平面旋轉(zhuǎn)理想旋轉(zhuǎn)角度的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中VR Gear中的九軸傳感器在不同理想旋轉(zhuǎn)角度下對(duì)應(yīng)的差值柱狀圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種九軸傳感器的性能檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一：

參見(jiàn)圖1，該圖為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種九軸傳感器的性能檢測(cè)方法的流程圖。

本實(shí)施例提供的九軸傳感器的性能檢測(cè)方法包括如下步驟：

步驟S101：將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，并獲取理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系。

在本實(shí)施例中，涉及兩個(gè)坐標(biāo)系，其一為世界坐標(biāo)系；其二為機(jī)體坐標(biāo)系。

所謂世界坐標(biāo)系(Global Coordinate System，又稱(chēng)地球表面慣性坐標(biāo)系等)是系統(tǒng)的參考坐標(biāo)系，在本實(shí)施例中，它是一個(gè)三維的坐標(biāo)系，具有原點(diǎn)O以及X軸、Y軸和Z軸，其中，X軸的正方向通常指向正東方向，Y軸的正方向通常指向正北方向，Z軸的正方向通常指向天空的方向。世界坐標(biāo)系用于確定目標(biāo)對(duì)象相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

參見(jiàn)圖2，所謂機(jī)體坐標(biāo)系(Body Coordinate System)，原定義為固定在飛行器或飛機(jī)上的遵循右手法則的三維正交坐標(biāo)系，具有原點(diǎn)o以及x軸、y軸和z軸。其中，原點(diǎn)o位于飛行器或飛機(jī)的重心，x軸的正方向位于飛行器或飛機(jī)的參考平面內(nèi)、且平行于軸線并指向機(jī)頭前方，y軸的正方向垂直于所述參考平面并指向飛行器或飛機(jī)的右方，z軸的正方向位于所述參考平面、垂直于xoy平面，且指向飛行器或飛機(jī)的下方。在本實(shí)施例中，所述機(jī)體坐標(biāo)系的應(yīng)用對(duì)象不限于飛行器或飛機(jī)，可以是任意的目標(biāo)對(duì)象。

在本實(shí)施例中，九軸傳感器中包括的三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器以及三軸地磁傳感器均建立在機(jī)體坐標(biāo)系之上，但是機(jī)體坐標(biāo)系是隨著目標(biāo)對(duì)象的姿態(tài)變換而變化的，為了測(cè)量九軸傳感器的性能，我們需要目標(biāo)對(duì)象的姿態(tài)變換從變化的機(jī)體坐標(biāo)系投射到固定的世界坐標(biāo)系。所述目標(biāo)對(duì)象的姿態(tài)是指所述目標(biāo)對(duì)象的空間狀態(tài)。

那么，首先，我們預(yù)先設(shè)定所述目標(biāo)對(duì)象在世界坐標(biāo)系中的理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，然后將所述目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為與理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)姿態(tài)。姿態(tài)變換的方式有很多種，但在本發(fā)明中，不包括前進(jìn)、后退、上升、下降等平移的姿態(tài)變換，而僅限于繞某個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，那么所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)為表達(dá)理想旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)據(jù)，例如歐拉角、四元數(shù)、方向余弦等。

假設(shè)所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)具體為目標(biāo)對(duì)象在世界坐標(biāo)系中的預(yù)設(shè)平面旋轉(zhuǎn)理想旋轉(zhuǎn)角度，舉個(gè)例子，參見(jiàn)圖3，假設(shè)所述目標(biāo)對(duì)象為線段OA，所述線段OA位于世界坐標(biāo)系的XOY平面，假設(shè)點(diǎn)A的原始坐標(biāo)為(5,5,0)。那么當(dāng)所述線段OA繞X軸旋轉(zhuǎn)90度后，變?yōu)榫€段OA’，其中A’的坐標(biāo)為(5，-5,0)。也就是說(shuō)，線段OA表示所述目標(biāo)對(duì)象的原始姿勢(shì)，線段OA’表示所述目標(biāo)對(duì)象的預(yù)設(shè)姿態(tài)，繞X軸旋轉(zhuǎn)90度為理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)。

步驟S102：獲取根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為機(jī)體坐標(biāo)系。

如前文所述，所述九軸傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器。

所謂陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置。利用其他原理制成的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置起同樣功能的也稱(chēng)陀螺儀。也就是說(shuō)，陀螺儀可以檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象在機(jī)體坐標(biāo)系的三軸方向上的角速度。

所謂加速度傳感器是一種能夠測(cè)量目標(biāo)對(duì)象在機(jī)體坐標(biāo)系三軸方向上的加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中，通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。

所謂地磁傳感器，又稱(chēng)羅盤(pán)，用于修正因陀螺儀零漂而產(chǎn)生的自旋，即修正陀螺儀在z軸方向的測(cè)量數(shù)據(jù)。

在姿態(tài)計(jì)算中，最重要的傳感器為陀螺儀，加速度傳感器和地磁傳感器僅起到對(duì)陀螺儀的補(bǔ)償作用。

在本實(shí)施例中，獲取根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，也就是所述九軸傳感器輸出的數(shù)據(jù)，所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為機(jī)體坐標(biāo)系。

步驟S103：將所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)從機(jī)體坐標(biāo)系投射到所述世界坐標(biāo)系，并計(jì)算所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述九軸傳感器的性能檢測(cè)。

由于目標(biāo)對(duì)象在姿態(tài)變換的過(guò)程中，所述目標(biāo)對(duì)象的各個(gè)坐標(biāo)相對(duì)于機(jī)體坐標(biāo)系是沒(méi)有發(fā)生變換的，所以相當(dāng)于機(jī)體坐標(biāo)系相對(duì)于世界坐標(biāo)系在進(jìn)行“姿勢(shì)變換”，因而所述目標(biāo)對(duì)象的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)實(shí)際上為機(jī)體坐標(biāo)系的姿勢(shì)變換數(shù)據(jù)。機(jī)體坐標(biāo)系的相對(duì)于世界坐標(biāo)系的姿態(tài)變換可以看作是相對(duì)于世界坐標(biāo)系的三個(gè)軸分別進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)變換，在數(shù)學(xué)上，表達(dá)這樣的旋轉(zhuǎn)變換可以有三種方式：其一為方向余弦，其二為歐拉角，其三為四元數(shù)。本實(shí)施例中，將所述實(shí)際姿態(tài)變化數(shù)據(jù)從機(jī)體坐標(biāo)系投射到世界坐標(biāo)系，得到投射后的實(shí)際姿態(tài)變化數(shù)據(jù)，其實(shí)質(zhì)上是計(jì)算所述機(jī)體坐標(biāo)系或目標(biāo)對(duì)象相對(duì)于世界坐標(biāo)系的姿勢(shì)變換數(shù)據(jù)，即所述機(jī)體坐標(biāo)系或目標(biāo)對(duì)象在所述世界坐標(biāo)系中的旋轉(zhuǎn)變換數(shù)據(jù)。如何將九軸傳感器采集的實(shí)際姿態(tài)變化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為方向余弦、歐拉角或四元數(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的內(nèi)容，本文不再贅述。

在上文中提到，表達(dá)旋轉(zhuǎn)變換可以有三種方式：其一為方向余弦，其二為歐拉角，其三為四元數(shù)。

方向余弦：在解析幾何里，一個(gè)向量的三個(gè)方向余弦分別是這向量與三個(gè)坐標(biāo)軸之間的角度的余弦。從剛體運(yùn)動(dòng)的角度，剛體當(dāng)前的姿態(tài)是以前某一姿態(tài)的改變，這種改變稱(chēng)為剛體繞定點(diǎn)O的有限轉(zhuǎn)動(dòng)。如果認(rèn)為參考基是剛體的前一個(gè)姿態(tài)，那么剛體當(dāng)前的姿態(tài)相對(duì)于前一個(gè)姿態(tài)的方向余弦矩陣為Arb。方向余弦計(jì)算量、存儲(chǔ)大，不適合嵌入式系統(tǒng)。

歐拉角：從所述機(jī)體坐標(biāo)系到所述世界坐標(biāo)系的變換，可以通過(guò)繞不同坐標(biāo)軸的3次連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)：繞機(jī)體坐標(biāo)系的z軸轉(zhuǎn)動(dòng)ψ角，ψ角稱(chēng)為偏航角，ψ∈(-180度，180度)或(0,360度)；繞參考坐標(biāo)系的y軸轉(zhuǎn)動(dòng)θ角，θ角稱(chēng)為仰俯角，θ∈(-90度，90度)；繞參考坐標(biāo)系的x軸轉(zhuǎn)動(dòng)Ф角，Ф角稱(chēng)為滾轉(zhuǎn)角，Ф∈(-180度，180度)。ψ、θ和Ф角統(tǒng)稱(chēng)為歐拉角。

四元數(shù)：所謂四元數(shù)，即由四個(gè)元構(gòu)成的數(shù)：

Q(q₀,q₁,q₂,q₃)＝q₀+q₁i+q₂j+q₃k

其中，q₀、q₁、q₂和q₃是實(shí)數(shù)，i、j和k既是相互正交的單位向量，又是虛單位，因此四元素既可以看做是四維空間中的一個(gè)向量，又可以看做是一個(gè)超復(fù)數(shù)。

如上文所述，四元數(shù)可以用來(lái)表示機(jī)體坐標(biāo)系的相對(duì)于世界坐標(biāo)系的姿態(tài)變換，也就是說(shuō)，四元數(shù)可以看做是目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)繞某個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)某個(gè)角度變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)軸對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系。

具體的，四元數(shù)中的各個(gè)實(shí)數(shù)分別為：

q₀＝cos(a/2)；

q₁＝x*sin(a/2)；

q₂＝y(tǒng)*sin(a/2)；

q₃＝z*sin(a/2)；

其中a表示旋轉(zhuǎn)角度，向量u＝(x,y,z)表示單位向量軸，也就是旋轉(zhuǎn)軸。

在實(shí)際應(yīng)用中，可以采用四元數(shù)來(lái)表達(dá)所述機(jī)體坐標(biāo)系或目標(biāo)對(duì)象相對(duì)于世界坐標(biāo)系的姿勢(shì)變換數(shù)據(jù)，即理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)和投射后的實(shí)際姿態(tài)變化數(shù)據(jù)均以四元數(shù)表達(dá)，二者相比，就可以得到九軸傳感器進(jìn)行姿態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

雖然四元數(shù)非常適合姿態(tài)運(yùn)算，但是并不直觀，可操作性不強(qiáng)。本實(shí)施例優(yōu)選將所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)設(shè)定為將所述目標(biāo)對(duì)象在世界坐標(biāo)系的預(yù)設(shè)平面內(nèi)按照理想旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，并將投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)從四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角，然后將歐拉角投射到所述預(yù)設(shè)平面內(nèi)，得到實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)計(jì)算實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度與理想旋轉(zhuǎn)角度之間的差值，若二者之間的差值較大，則認(rèn)為所述九軸傳感器的姿態(tài)檢測(cè)精度較低；若二者之間差距較小，則認(rèn)為所述九軸傳感器的姿態(tài)檢測(cè)精度較高。

將四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角的公式如下：

參見(jiàn)表1，該表為對(duì)被測(cè)的VR Gear中的九軸傳感器進(jìn)行姿態(tài)檢測(cè)準(zhǔn)確度的檢測(cè)結(jié)果表。其中，第一排數(shù)據(jù)表示將所述目標(biāo)對(duì)象在世界坐標(biāo)系的預(yù)設(shè)平面內(nèi)的理想旋轉(zhuǎn)角度，單位為度。第二至六排表示通過(guò)九軸傳感器得到的實(shí)際姿態(tài)變化數(shù)據(jù)投射到所述世界坐標(biāo)系后得到的四元數(shù)，轉(zhuǎn)換為歐拉角，再映射到所述預(yù)設(shè)平面內(nèi)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。一個(gè)理想旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)2-4次實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)結(jié)果。第七排為各個(gè)理想旋轉(zhuǎn)角度分別對(duì)應(yīng)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度的均值。第八排為理想旋轉(zhuǎn)角度與實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度的均值之間的差值。參見(jiàn)圖4，該圖為VR Gear中的九軸傳感器在不同理想旋轉(zhuǎn)角度下對(duì)應(yīng)的差值柱狀圖。

本實(shí)施例通過(guò)將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，獲取建立在世界坐標(biāo)系中的理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，以及根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，并將建立在機(jī)體坐標(biāo)系中的所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)投射到世界坐標(biāo)系，得到所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)九軸傳感器姿態(tài)測(cè)量精確度的檢測(cè)。

基于以上實(shí)施例提供的一種九軸傳感器的性能檢測(cè)方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種九軸傳感器的性能檢測(cè)裝置，下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明其工作原理。

實(shí)施例二

參見(jiàn)圖5，該圖為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種九軸傳感器的性能檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

本實(shí)施例提供的九軸傳感器的性能檢測(cè)裝置包括：姿態(tài)變換單元101、實(shí)際數(shù)據(jù)獲取單元102、投射單元103和計(jì)算單元104；

其中，所述姿態(tài)變換單元101，用于將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，并獲取理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系；

所述實(shí)際數(shù)據(jù)獲取單元102，用于獲取根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為機(jī)體坐標(biāo)系，所述九軸傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器；

所述投射單元103，用于將所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)從機(jī)體坐標(biāo)系投射到所述世界坐標(biāo)系；

所述計(jì)算單元104，用于計(jì)算所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述九軸傳感器的性能檢測(cè)。

本實(shí)施例通過(guò)將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，獲取建立在世界坐標(biāo)系中的理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，以及根據(jù)安裝在所述目標(biāo)對(duì)象上的九軸傳感器得到的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)，并將建立在機(jī)體坐標(biāo)系中的所述實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)投射到世界坐標(biāo)系，得到所述理想姿態(tài)變換數(shù)據(jù)與所述投射后的實(shí)際姿態(tài)變換數(shù)據(jù)之間的差值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)九軸傳感器姿態(tài)測(cè)量精確度的檢測(cè)。

可選的，所述投射單元103，具體用于：

獲取安裝在所述目標(biāo)對(duì)象的九軸傳感器分別輸出的實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)；將所述九軸傳感器分別輸出的實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)融合為四元數(shù)，所述四元數(shù)表達(dá)所述目標(biāo)對(duì)象在所述世界坐標(biāo)系中從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)的姿態(tài)變換。

可選的，所述姿態(tài)變換單元101，具體用于：

將目標(biāo)對(duì)象從原始姿態(tài)變換為預(yù)設(shè)姿態(tài)，并獲取所述目標(biāo)對(duì)象在預(yù)設(shè)平面內(nèi)的理想旋轉(zhuǎn)角度，所述預(yù)設(shè)平面對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系為所述世界坐標(biāo)系；

所述投射單元103，還具體用于：

將所述四元數(shù)轉(zhuǎn)換為歐拉角，并將所述歐拉角投射到所述世界坐標(biāo)系中的所述預(yù)設(shè)平面，得到實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度；

所述計(jì)算單元104，具體用于：

計(jì)算所述實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度與所述理想旋轉(zhuǎn)角度之間的差值。

當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“這個(gè)”和“所述”都意圖表示有一個(gè)或多個(gè)元件。詞語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味著除了列出的元件之外，還可以有其它元件。

需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法實(shí)施例的流程。其中，所述存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤(pán)、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory,ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory,RAM)等。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說(shuō)明的單元及模塊可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的。另外，還可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元和模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。