对地球重力的估计的生成制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生成地球重力的估计的方法。该方法包括：获得(210)在一定时间段内的一个或多个加速度数据值和一个或多个定向数据值；根据定向数据值生成(220)定向变化的幅度；基于加速度数据值和定向变化的幅度，确定(230)稳定性值；将所确定的稳定性值与阈值进行比较(240)；以及如果该比较指示所确定的稳定性值小于阈值，则基于加速度数据值生成(250)在该时间段内的地球重力的估计。本发明专利技术还涉及实现该方法的装置。

Estimation of the earth's gravity

The invention relates to a method for estimating the gravity of the earth. The method includes: (210) one or more acceleration data in a certain period of time value and one or more directional data; according to the directional data value generation (220) directional changes; acceleration data values and directional change based on the amplitude, (230) to determine the stability of value; compared with the stability threshold will be determined by the value (240); and if the comparison indicates the stability of the value is less than the threshold value, based on the acceleration data value generation (250) estimated the earth's gravity in the time period. The invention also relates to a device for realizing the method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及测量系统的
本专利技术特别地涉及地球重力的确定。
技术介绍
传感器技术的发展及其在不同环境中的利用已经实现更成熟的方法来获得并生成对象的信息。传感器的重要应用领域是监测对象(诸如移动设备)的运动。该监测提供信息，借助于该信息，可以导出多种类型的信息，例如关于设备的运动信息。传统地，通过利用来自例如全球定位系统(GPS)的定位信息来执行对设备上运动信息的确定。基于GPS的系统的理念在于，通过分析设备的位置变化，可以得出关于运动的一些结论。然而，基于GPS的系统具有许多缺点。首先，GPS接收器存在高功率消耗的问题，高功率消耗对于移动设备是个问题。其次，移动设备将“看见”多个卫星，以接收用于确定其位置的足够信息。这在室内是不可能的，因此运动的确定失败。此外，当需要例如基于运动信息的运输模式的细微区别时，当前的基于GPS的解决方案仅提供适当的准确度。由于基于GPS的系统的缺点，开发了基于用于检测设备运动的传感器的一些其它解决方案。解决方案通常基于加速度计传感器的利用。通过分析传感器信息，可以至少以一些准确度获得关于运动的结论。然而，加速度计传感器的问题在于其受地球重力的影响，因此测量信息包括误差源。在现有的一些实现中，当设备被确定为静止或在窗口上使用加速度计测量的平均值时，地球重力分量被适时考虑。前者取决于频繁的静止期，而后者具有连续加速度的较差的准确度。可选技术是使用加速度计测量的L2范数。即使在这种情况下，L2范数的加速度值由地球重力主导，因此有效地屏蔽水平加速度，水平加速度是例如在机动交通中的重要参数。在一些解决方案中，开发了基于GPS的系统和基于加速计传感器的系统的组合，但是所提到的缺点仍然存在，这是因为解决方案彼此不同。值得提及的是，除了地球重力之外，其它加速度相关因素(诸如，设备相对于在其中该设备正行进的实体的动态定向)导致挑战。换句话说，除了源自设备本身的运动的效应之外，还应考虑任何所谓的外力，以确定关于重力分量的确定的准确计算结果。因此，需要开发解决方案以提高现有技术的测量系统的准确度。特别地，有利的是简便地确定重力分量，使得其考虑影响装置(即，传感器)的大量的力，并且在任何进一步需要中(例如，在装置的运动识别中)利用所估计的重力信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于确定地球重力估计的方法、装置和计算机程序产品。本专利技术的另一个目的是用于确定地球重力估计的方法、装置和计算机程序产品考虑对象的定向变化。本专利技术的目的通过如由相应独立权利要求所限定的方法、装置和计算机程序产品来实现。根据第一方面，提供了一种用于生成地球重力估计的方法，其中该方法包括：获得在一定时间段内的一个或多个加速度数据值和一个或多个定向数据值；根据定向数据值生成定向变化的幅度；基于加速度数据值和根据定向数据值生成的定向变化的幅度来确定稳定性值，该稳定性值指示在该时间段期间的稳定性；将所确定的稳定性值与阈值进行比较；以及如果该比较指示所确定的稳定性值小于阈值，则基于加速度数据值来生成(250)在该时间段内的地球重力估计。稳定性值可以通过对以下各项求和来确定：在该时间段期间的加速度数据值的标准差；在该时间段期间的加速度数据值的平均值中的差；在该时间段期间的来自定向数据值的定向变化的幅度。地球重力的估计可以通过确定在该时间段期间的加速度数据值的平均值而被生成。可以通过在两个时间段之间内插加速度值来生成在这两个时间段之间的地球重力的估计，其中所确定的稳定性值小于对应的阈值。该方法还可以包括：将通过内插生成的地球重力的估计与通过稳定性值与阈值的比较生成的地球重力的至少一个估计进行比较，以便检测偏离估计。响应于确定在该时间段内稳定性值小于阈值，可以调整阈值。阈值的调整可以通过将阈值增加预定因子而被执行。备选地或附加地，阈值的调整可以通过将小于阈值的先前的稳定性值设置为新的阈值而被执行。根据第二方面，一种用于生成地球重力估计的装置，该装置包括至少一个处理器；以及提供包含计算机程序代码的至少一个存储器，其中处理器被配置为使得装置至少执行：获得在一定时间段内的一个或多个加速度数据值和一个或多个定向数据值；根据定向数据值生成定向变化的幅度；基于加速度数据值和根据定向数据值生成的定向变化的幅度来确定装置的稳定性值，该稳定性值指示在该时间段期间的稳定性；将所确定的稳定性值与阈值进行比较；如果该比较指示装置的所确定的稳定性值小于阈值，则基于加速度数据值来生成在该时间段内的地球重力的估计。装置可以被配置为通过对以下各项求和来确定稳定性值：在该时间段期间的加速度数据值的标准差；在该时间段期间的加速度数据值的平均值的差；在该时间段期间的来自定向数据值的定向变化的幅度。装置可以被配置为通过确定该时间段期间的加速度数据值的平均值来生成地球重力的估计。装置还可以被配置为通过在两个时间段之间内插加速度值来生成这两个时间段之间的地球重力的估计，其中所确定的稳定性值小于对应的阈值。装置还可以被配置为：将通过内插生成的地球重力的估计与通过稳定性值与阈值的比较生成的地球重力的至少一个估计进行比较，以便检测偏离估计。装置可以被配置为响应于确定在该时间段内稳定性值小于阈值来调整阈值。此外，装置可以被配置为通过将阈值增加预定因子来执行阈值的调整。备选地或附加地，装置可以被配置为通过将小于阈值的先前的稳定性值设置为新的阈值来执行阈值的调整。装置可以包括至少一个加速度传感器和至少一个陀螺仪。根据第三方面，提供了一种计算机程序产品，其中计算机程序产品包括计算机程序代码的部分，计算机程序代码的部分被配置为当计算机程序代码的至少一些部分在计算设备中被执行时执行如上所述的方法的至少一部分。在本专利申请中呈现的本专利技术的示例性实施例不应被解释为对所附权利要求的适用性构成限制。动词“包括”在本专利申请中用作不排除未记载的特征的存在的开放式限制。除非另有明确说明，否则在从属权利要求中记载的特征可以相互自由地组合。在所附权利要求中特别阐述了被认为是本专利技术特性的新颖特征。然而，关于其结构和操作方法，本专利技术本身以及其附加的目的和优点通过结合附图阅读的具体实施例的以下描述将得到最好的理解。附图说明在附图的各图中，通过示例而非限制的方式图示了本专利技术的实施例。图1示意性地图示了根据本专利技术的装置的示例。图2示意性地图示了根据本专利技术的方法的示例。图3更详细地示意性地图示了方法步骤。具体实施方式作为示例，图1示意性地图示了根据本专利技术的装置100。装置100包括一个或多个处理器110、用于存储计算机程序代码121a-121n的部分的易失性或非易失性的一个或多个存储器120。该装置还可以包括第一传感器和第二传感器，其中第一传感器130被配置为测量加速度，以及第二传感器140被配置为测量定向。加速度传感器130(即第一传感器)可以是适合于测量三个空间维度(3D)中的加速度的任何适用类型的加速度传感器。备选地，加速度的测量可以被布置具有多于一个2D类型的加速器。定向传感器140(即第二传感器)可以是布置在装置100中的陀螺仪。在图1中，公开了传感器被布置在装置中，但是也可以布置成传感器不是装置的物理部分，而是可以通信地耦合到装置，并且耦合到对象，该对象的运动被配置为被监测。处理器110本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成地球重力的估计的方法，其特征在于，所述方法包括：获得(210)在时间段内的一个或多个加速度数据值和一个或多个定向数据值，根据所述定向数据值生成(220)定向变化的幅度，基于所述加速度数据值和根据所述定向数据值生成的所述定向变化的幅度来确定(230)稳定性值，所述稳定性值指示在所述时间段期间的稳定性，将确定的所述稳定性值与阈值进行比较(240)，如果所述比较指示确定的所述稳定性值小于所述阈值，则基于所述加速度数据值来生成(250)在所述时间段内的地球重力的估计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 FI 201456611.一种用于生成地球重力的估计的方法，其特征在于，所述方法包括：获得(210)在时间段内的一个或多个加速度数据值和一个或多个定向数据值，根据所述定向数据值生成(220)定向变化的幅度，基于所述加速度数据值和根据所述定向数据值生成的所述定向变化的幅度来确定(230)稳定性值，所述稳定性值指示在所述时间段期间的稳定性，将确定的所述稳定性值与阈值进行比较(240)，如果所述比较指示确定的所述稳定性值小于所述阈值，则基于所述加速度数据值来生成(250)在所述时间段内的地球重力的估计。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述稳定性值通过对以下各项求和而被确定：在所述时间段期间的所述加速度数据值的标准差、在所述时间段期间的所述加速度数据值的平均值中的差、在所述时间段期间的来自所述定向数据值的定向变化的幅度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述地球重力的估计通过确定在所述时间段期间的所述加速度数据值的平均值而被生成。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中两个时间段之间的所述地球重力的估计通过在所述两个时间段之间内插所述加速度值而被生成，所述两个时间段的确定的稳定性值小于对应的阈值。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述方法还包括：将通过内插生成的所述地球重力的所述估计与通过所述稳定性值与阈值的比较生成的地球重力的至少一个估计进行比较，以便检测偏离估计。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值响应于确定在所述时间段内所述稳定性值小于所述阈值而被调整。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述阈值的调整通过将所述阈值增加预定因子而被执行。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述阈值的所述调整通过将小于所述阈值的先前稳定性值设置为新的阈值而被执行。9.一种用于生成地球重力的估计的装置(100)，所述装置(100)包括：至少一个处理器(110)；以及至少一个存储器(120)，所述至少一个存储器(120)包括计算机程序代码，其特征在于，所述处理器被配置为使得所述装置(100)至少执行：获得在时间段内的一个或多个加速度数据值和一个或多个定向数据值，根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·赫敏基，P·纽尔米，S·塔尔科玛，
申请(专利权)人：赫尔辛基大学，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI