CN103808349B - 矢量传感器的误差校正方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矢量传感器的误差校正方法和装置。所述矢量传感器的误差校正方法包括：获取多个不同姿态下的参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值；根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组；根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数；根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。本发明提供的方法和装置实现了在不增加任何附加的硬件装置的情况下对所述矢量传感器的感应数据的校正，使得移动终端的多种矢量传感器的感应数据更加准确。

Description

矢量传感器的误差校正方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通讯终端技术领域，尤其涉及一种矢量传感器的误差校正方法和装置。

背景技术

目前的智能通信终端中安装有多种传感器，比如加速度传感器、磁力传感器。由于智能通信终端的内部空间的限制，这些传感器的性能不是很好，给出的数据精度不是很高。如果要利用这些传感器的感应数据做精确的数学运算，其运算结果的误差会很大。

因此在使用这些传感器的感应数据做数学运算前，需要对感应数据进行误差校正。但是现有的误差校正技术都是针对特定的传感器而开发的，有的需要另外安装用于误差校正的硬件装置。这使得智能通信终端难以采用现有的误差校正技术对多种传感器的感应数据进行校正。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种矢量传感器的误差校正方法和装置，能够在不增加任何附加硬件装置的情况下对移动终端内的多种传感器的感应数据进行校正，提高所述感应数据的精确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种矢量传感器的误差校正方法，所述方法包括：

获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值，其中，N为误差模型中的误差参数的数量，并且在所述至少3N个不同姿态下，所述矢量感应信号的实际值是常量；

根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组，其中，所述方程组包括至少3N个方程；

根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数；

根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。

第二方面，本发明实施例提供了一种矢量传感器的误差校正装置，所述装置包括：

矢量感应信号获取模块，用于获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值，其中，N为误差模型中的误差参数的数量，并且在所述至少3N个不同姿态下，所述矢量感应信号的实际值是常量；

方程组建立模块，用于根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组，其中，所述方程组包括至少3N个方程；

误差参数计算模块，用于根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数；

矢量传感器校正模块，用于根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。

本发明对移动终端的矢量传感器的感应误差进行建模，利用不同的采样时间点接收的感应数据计算所述矢量传感器的误差参数，在利用计算得到的误差参数对所述矢量传感器的感应数据进行校正，实现了在不增加任何附加的硬件装置的情况下对所述矢量传感器的感应数据的校正，使得移动终端的多种矢量传感器的感应数据更加准确。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的矢量传感器的误差校正方法的流程图。

图2是本发明第一实施例提供的矢量传感器的测量值和实际值的示意图。

图3是本发明第二实施例提供的矢量传感器的误差校正方法的流程图。

图4是本发明第三实施例提供的加速度传感器的误差校正方法的流程图。

图5是本发明第三实施例提供的加速度传感器校正前和校正后的相对误差对比图。

图6是本发明第四实施例提供的磁力传感器的误差校正方法的流程图。

图7是本发明第四实施例提供的磁力传感器校正前和校正后的相对误差对比图。

图8是本发明第五实施例提供的加速度传感器的误差校正装置的结构图。

图9是本发明第六实施例提供的磁力传感器的误差校正装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

图1及图2示出了本发明的第一实施例。

图1是本发明第一实施例提供的矢量传感器的误差校正方法的流程图。参见图1，所述矢量传感器的误差校正方法包括：步骤S110，获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值；步骤S120，根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组；步骤S130，根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数；以及步骤S140，根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。

在步骤S110中，获取至少3N个不同姿态下参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值。

在本实施例中，所述矢量传感器包括移动终端中的加速度传感器和磁力传感器。由于所述移动终端的内部空间的限制，所述矢量传感器的体积不大。造成所述矢量传感器获取的矢量感应信号的精度不高。图2示出了实际的矢量与所述矢量传感器测量到的矢量之间的误差。在图2中，x轴、y轴和z轴相互垂直，共同组成了所述参考坐标系。矢量j是实际的矢量，而矢量j’是由所述矢量传感器测量得到的矢量。从图2中明显可以看出，实际的矢量与所述矢量传感器测量得到的矢量之间存在误差。因此，需要对所述矢量传感器的所述矢量感应信号进行误差校正。

要对所述矢量感应信号进行误差校正，需要首先获取所述矢量传感器在3N个不同姿态下的矢量感应信号的测量值，其中，N是所述矢量传感器的误差参数的数量。并且，在本实施例中，在所述至少3N个不同姿态下所述矢量感应信号的实际值是常数。

在步骤S120中，根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组。

所述矢量传感器的所述误差模型是所述矢量感应信号的测量值关于所述矢量感应信号的实际值的线性模型。所述误差模型可以由下式给出：

j’=(1+s)j+b(1)。

在式(1)中，j’表示所述矢量感应信号的测量值，j表示所述矢量感应信号的实际值，s表示所述测量值与所述实际值之间的比例因子偏差，b表示所述矢量传感器的所述测量值与所述实际值之间的零点漂移。

由于在所述至少3N个不同姿态下所述矢量感应信号的实际值是常量，可以根据所述矢量感应信号的实际值是常量的等式建立以误差参数为未知数的方程组，其中，所述误差参数包括所述测量值与所述实际值之间的比例因子偏差，以及所述测量值与所述实际值之间的零点漂移。

在步骤S130中，根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数。

在建立以所述误差参数为未知数的方程组以后，将所述至少3N个不同姿态下所述矢量感应信号的测量值代入所述方程组，并利用数值计算方法求解所述方程组，得到所述误差参数。在本实施例中，N的取值是2。

在步骤S140中，根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。

求解所述方程组得到所述误差参数后，利用求解得到的所述误差参数对矢量感应信号的测量值进行校正。具体的，根据式(1)中所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的关系对所述矢量感应信号的测量值进行校正。

本实施例通过采集矢量传感器在多个姿态下的矢量感应信号，利用所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的关系计算移动终端的矢量传感器所感应的矢量感应信号的误差参数，并利用所述误差参数对所述矢量传感器的矢量感应信号进行校正，有效提高了所述矢量传感器的感应信号精度。

图3示出了本发明的第二实施例。

图3是本发明第二实施例提供的矢量传感器的误差校正方法的流程图。参见图3，所述矢量传感器的误差校正方法包括：步骤S301，获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值；步骤S320，根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组；步骤S330，根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数；以及步骤S340，根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。

在本实施例中，所述误差模型由下式给出：

j’=j+b(2)。

在式(2)中，j’表示所述矢量感应信号的测量值，j表示所述矢量感应信号的实际值，b表示所述矢量传感器的所述测量值与所述实际值之间的零点漂移。同本发明第一实施例相比，所述误差参数不包括所述矢量传感器的所述测量值与所述实际值之间的比例因子偏差。因此，在本实施例中，N的取值是1。本实施例各步骤的执行过程与第一实施例相同，在此不再赘述。

本实施例通过所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的关系求解所述误差参数，并利用所述误差参数对所述矢量感应信号进行校正，提高了所述矢量传感器的感应信号的精度。

图4和图5示出了本发明的第三实施例。

图4是本发明第三实施例提供的加速度传感器的误差校正方法的流程图。参见图4，所述加速度传感器的误差校正方法包括：步骤S410，获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的加速度传感器的加速度感应信号的测量值；步骤S420，根据所述误差模型中所述加速度感应信号的测量值与加速度感应信号的实际值的关系以及所述加速度感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组；步骤S430，根据所述方程组计算所述加速度感应信号的测量值的所述误差参数；以及步骤S440，根据所述加速度感应信号的测量值的所述误差参数校正所述加速度传感器。

在步骤S410中，获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的加速度传感器的加速度感应信号的测量值。

移动终端中的加速度传感器是用于测量所述移动终端所承受的加速度力所对应的加速度的传感器。目前大多数的移动终端都安装有加速度传感器。但是，因为移动终端小型化的趋势，移动终端的内部空间十分有限，所以不能配备体积大的加速度传感器。而目前安装在移动终端内部的加速度传感器体积都比较小，相应的对加速度的测量精度也不高。因此，需要对所述加速度传感器感应的加速度测量值进行误差校正。

在静止状态下，加速度传感器测量到的加速度是重力加速度。重力加速度的取值是一个常量。在本实施例中，在静止状态下利用加速度传感器采集加速度感应信号的测量值，并利用在静止状态下所述加速度感应信号的实际值的取值是常量计算所述加速度感应信号的误差参数，最后利用所述加速度感应信号的误差参数校正所述加速度传感器。因此，所述加速度传感器首先接收配备所述加速度传感器的移动终端在不同姿态下的加速度感应信号。具体的，在静止状态下，获取所述加速度传感器在至少3N个不同姿态下的加速度感应信号的测量值。在本实施例中，N的取值是2。

所述加速度感应信号是一个矢量信号，并且所述加速度感应信号是以参考坐标系为参照的矢量信号。所述参考坐标系是依据配备所述加速度传感器的移动终端的位置而确定的参考坐标系。所述参考坐标系由相互垂直的x轴、y轴和z轴组成。在本实施例的一个优选实施方式中，所述参考坐标系的z轴平行于所述移动终端的显示屏幕，并沿所述移动终端的高度方向从所述移动终端的底部向所述移动终端的顶部延伸；所述参考坐标系的x轴垂直于所述移动终端的显示屏幕，并由所述移动终端的内部向外延伸；所述参考坐标系的y轴与所述移动终端的显示屏幕平行，并由所述移动终端的左侧向所述移动终端的右侧延伸。

在步骤S420中，根据所述误差模型中所述加速度感应信号的测量值与加速度感应信号的实际值的关系以及所述加速度感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组。

所述加速度感应信号的误差模型是关于所述加速度的实际值与测量值之间的关系的线性模型。所述加速度感应信号的误差模型可以由下式表示：

k’=(1+s)k+b(3)。

在上式中，k’表示所述加速度感应信号的测量值，k表示所述加速度感应信号的实际值，s表示所述测量值与所述实际值之间的比例因子偏差，b表示所述加速度传感器的所述测量值与所述实际值之间的零点漂移。

由于所述加速度感应信号的测量值和所述加速度感应信号的实际值是三维空间内的矢量，即所述加速度感应信号的测量值k’与所述加速度感应信号的实际值k在所述参考坐标系的三个坐标轴上有投影，因此所述加速度感应信号的测量值k’在三个坐标轴上的投影值k’_x、k’_y与k’_z与所述加速度感应信号的实际值k在三个坐标轴上的投影值k_x、k_y与k_z之间的关系可以这样表示：

$\left\{\begin{array}{c}{k_x}^{,}=(1+s_x)k_x+b_x\\ {k_y}^{,}=(1+s_y)k_y+b_y\\ {k_z}^{,}=(1+s_z)k_z+b_z\end{array}\right.---\left(4\right).$

在式(4)中，s_x表示所述测量值在x轴上的分量k_x’与所述实际值在x轴上的分量k_x之间的比例因子偏差；s_y表示所述测量值在y轴上的分量k_y’与所述实际值在y轴上的分量k_y之间的比例因子偏差；s_z表示所述测量值在z轴上的分量k_z’与所述实际值在z轴上的分量k_z之间的比例因子偏差；b_x表示所述所述测量值在x轴上的分量k_x’与所述实际值在x轴上的分量k_x之间的零点漂移；b_y表示所述测量值在y轴上的分量k_y’与所述实际值在y轴上的分量k_y之间的零点漂移；b_z表示所述测量值在z轴上的分量k_z’与所述实际值在z轴上的分量k_z之间的零点漂移。

通过数学变换，重力加速度在x轴、y轴及z轴上的分量k_x、k_y和k_z可以由下式给出：

$\left\{\begin{array}{c}{k}_x=\frac{{k_x}^{,}-b_x}{1+s_x}\\ k_y=\frac{{k_y}^{,}-b_y}{1+s_y}\\ k_z=\frac{{k_z}^{,}-b_z}{1+s_z}\end{array}\right.---\left(5\right).$

由于重力加速度是常量，其取值固定，是9.80755，而k_x、k_y和k_z分别是该常量在x轴、y轴和z轴上的分量，因此k_x、k_y和k_z的平方和是定值，也就是：

${\left(\frac{{k_x}^{,}-b_x}{1+s_x}\right)}^2+{\left(\frac{{k_y}^{,}-b_y}{1+s_y}\right)}^2+{\left(\frac{{k_z}^{,}-b_z}{1+s_z}\right)}^2=g^2---\left(6\right).$

在式(6)中，k_x’、k_y’和k_z’是测量得到的数值，是已知量；g是重力加速度常量，也是已知量。将至少六个状态下k_x’、k_y’和k_z’的数值代入上式，上式就是关于误差参数b_x、b_y、b_z、s_x、s_y和s_z的方程。将其中六个状态对应的方程联立，就组成了关于误差参数b_x、b_y、b_z、s_x、s_y和s_z的多元二次方程组。

在步骤S430中，根据所述方程组计算所述加速度感应信号的测量值的所述误差参数。

建立所述关于误差参数的多元二次方程组后，将六个状态下加速度感应信号的测量值和重力加速度代入所述方程组，并利用数值计算方法对所述多元二次方程组进行求解。

在步骤S440中，根据所述加速度感应信号的测量值的所述误差参数校正所述加速度传感器。

求得所述加速度感应信号的误差参数后，就可以根据所述加速度感应信号的误差参数对所述加速度传感器的加速度感应信号进行校正。对所述加速度感应信号的校正过程是将重力加速度的测量值和误差参数代入式(5)，求解得到校正后的加速度感应信号。

为了证明所述加速度传感器的误差校正方法的有效性，对所述加速度传感器的误差校正方法进行了验证试验。在验证试验中，我们采用移动终端常用的加速度传感器作为进行试验的数据源，采集了16组重力加速度数据，在分别对这16组重力加速度数据采用所述加速度传感器的误差校正方法进行校正，最后计算校正前和校正后所述加速度传感器的相对误差。图5示出了本次试验的试验结果。从图5可以看出，校正后的重力加速度的相对误差明显低于校正前的重力加速度的相对误差。

本实施例通过采集加速度传感器在多个姿态下的加速度感应信号，根据所述加速度传感器在静止状态下的加速度感应信号应该是常量的关系计算移动终端的加速度传感器所感应的加速度感应信号的误差参数，并利用所述误差参数对所述加速度传感器的加速度感应信号进行校正，有效提高了所述加速度传感器的感应信号精度。

图6及图7示出本发明的第四实施例。

图6是本发明第四实施例提供的磁力传感器的误差校正方法的流程图。所述磁力传感器的误差校正方法包括：步骤S610，获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的磁力传感器的磁力感应信号的测量值；步骤S620，根据所述误差模型中所述磁力感应信号的测量值与磁力感应信号的实际值的关系以及所述加速度感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组；步骤S630，根据所述方程组计算所述磁力感应信号的测量值的所述误差参数；以及步骤S640，根据所述磁力感应信号的测量值的所述误差参数校正所述磁力传感器。

在步骤S610中，获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的磁力传感器的磁力感应信号的测量值。

所述磁力传感器用于感应移动终端周围的地球磁场，以便为移动终端用户指示所处位置的地球磁场方向。但是由于移动终端的小型化需求，移动终端内的磁力传感器一般体积不大，对应的所述磁力传感器的磁力感应信号的精度不高，需要对所述磁力传感器的磁力感应信号进行校正。

所述磁力传感器感应的地球磁场长度信号的取值是常量，因此可以应用本发明的矢量传感器的误差校正方法进行校正。

所述参考坐标系也是依照配备所述磁力传感器的移动终端的位置确定的。具体的参考坐标系的确定方法与第一实施例相同，在此不再赘述。

在步骤S620中，根据所述误差模型中所述加速度感应信号的测量值与加速度感应信号的实际值的关系以及所述加速度感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组。

所述磁力感应信号的误差模型是关于所述磁力感应信号的实际值与测量值之间的关系的线性模型。所述磁力感应信号的误差模型可以由下式表示：

m’=(1+s)m+b(7)。

在式(7)中，m’表示所述磁力感应信号的测量值，m表示所述磁力感应信号的实际值，s表示所述测量值与所述实际值之间的比例因子偏差，b表示所述测量值与所述实际值之间的零点漂移。

由于所述磁力感应信号的测量值和所述磁力感应信号的实际值也是三维空间内的矢量，即所述磁力感应信号的测量值m’与所述磁力感应信号的实际值m在所述参考坐标系的三个坐标轴上有投影，因此所述磁力感应信号的测量值m’在三个坐标轴上的投影值m’_x、m’_y与m’_z与所述磁力感应信号的实际值m在三个坐标轴上的投影值m_x、m_y与m_z之间的关系可以这样表示：

$\left\{\begin{array}{c}{m_x}^{,}=(1+s_x)m_x+b_x\\ {m_y}^{,}=(1+s_y)m_y+b_y\\ {m_z}^{,}=(1+s_z)m_z+b_z\end{array}\right.---\left(8\right).$

在式(8)中，s_x表示所述测量值在x轴上的分量m_x’与所述实际值在x轴上的分量m_x之间的比例因子偏差；s_y表示所述测量值在y轴上的分量m_y’与所述实际值在y轴上的分量m_y之间的比例因子偏差；s_z表示所述测量值在z轴上的分量m_z’与所述实际值在z轴上的分量m_z之间的比例因子偏差；b_x表示所述所述测量值在x轴上的分量m_x’与所述实际值在x轴上的分量m_x之间的零点漂移；b_y表示所述测量值在y轴上的分量m_y’与所述实际值在y轴上的分量m_y之间的零点漂移；b_z表示所述测量值在z轴上的分量m_z’与所述实际值在z轴上的分量m_z之间的零点漂移。

所述实际值在x轴、y轴及z轴上的分量m_x、m_y和m_z可以由下式给出：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_x=\frac{{m_x}^{,}-b_x}{1+s_x}\\ m_y=\frac{{m_y}^{,}-b_y}{1+s_y}\\ {\mathrm{mk}}_z=\frac{{m_z}^{,}-b_z}{1+s_z}\end{array}\right.---\left(9\right).$

由于地球磁场强度是常量，其取值固定，而m_x、m_y和m_z分别是该常量在x轴、y轴和z轴上的分量，因此m_x、m_y和m_z的平方和是定值，也就是：

${\left(\frac{{m_x}^{,}-b_x}{1+s_x}\right)}^2+{\left(\frac{{m_y}^{,}-b_y}{1+s_y}\right)}^2+{\left(\frac{{m_z}^{,}-b_z}{1+s_z}\right)}^2=l^2---\left(10\right).$

在式(10)中，m_x’、m_y’和m_z’是测量得到的数值，是已知量；l是地球磁场常量，也是已知量。将六个状态下m_x’、m_y’和m_z’的数值代入上式，上式就是关于误差参数b_x、b_y、b_z、s_x、s_y和s_z的方程。将六个状态对应的方程联立，就组成了关于误差参数b_x、b_y、b_z、s_x、s_y和s_z的方程组。

在步骤S630中，根据所述方程组计算所述磁力感应信号的测量值的所述误差参数。

建立所述关于误差参数的多元二次方程组后，将六个状态下磁力感应信号的测量值和地球磁场强度代入所述方程组，利用数值计算方法对所述多元二次方程组进行求解。

在步骤S640中，根据所述磁力感应信号的误差参数校正所述磁力传感器的磁力感应信号。

计算得到所述磁力感应信号的误差参数，可以依据所述误差参数对所述磁力传感器的磁力感应信号进行校正。校正的过程与第三实施例中步骤S440相同，在此不再赘述。

为了证明所述磁力传感器的误差校正方法的有效性，对所述磁力传感器的误差校正方法进行了验证试验。在验证试验中，我们采用移动终端常用的磁力传感器作为进行试验的数据源，采集了16组磁力感应信号数据，在分别对这16组磁力感应信号数据采用所述磁力传感器的误差校正方法进行校正，最后计算校正前和校正后所述磁力传感器的相对误差。图7示出了本次试验的试验结果。从图7可以看出，校正后的磁力感应信号的相对误差明显低于校正前的磁力感应信号的相对误差。

本实施例通过采集磁力传感器在多个姿态下的磁力感应信号，根据地球磁场强度常量计算移动终端的磁力传感器所感应的磁力感应信号的误差参数，并利用所述误差参数对所述磁力传感器的磁力感应信号进行校正，有效提高了所述磁力传感器的感应信号精度。

图8示出了本发明的第五实施例。

图8是本发明第五实施例提供的加速度传感器的误差校正装置的结构图。参见图8，所述加速度传感器的误差校正装置包括加速度感应信号获取模块810、方程组建立模块820、误差参数计算模块830和加速度传感器校正模块840。

所述加速度感应信号获取模块810用于获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的加速度传感器的加速度感应信号的测量值，其中，N为误差模型中的误差参数的数量，并且在所述至少3N个不同姿态下，所述加速度感应信号的实际值是常量。

所述加速度传感器的误差校正装置需要采集所述加速度传感器在不同姿态下的加速度感应信号作为样本计算所述加速度传感器的误差参数。所述加速度感应信号获取模块810用于获取在静止状态的不同姿态下的参考坐标系中的加速度感应信号，作为计算所述误差参数的样本。

在静止状态下，所述加速度传感器获取的加速度是重力加速度，而重力加速度的取值是常量。

在本实施例中，所述加速度感应信号获取模块810获取在静止状态下至少3N个姿态的参考坐标系中的加速度感应信号的测量值，其中，N表示所述加速度感应信号的误差模型中的误差参数的数量。在本实施例的一个优选实施方式中，N的取值是2。

在本实施例中，所述参考坐标系按照配备有所述加速度传感器的移动终端的空间位置进行确定。在所述加速度传感器与所述移动终端之间的相对位置固定的条件下，所述参考坐标系的坐标轴的位置关于所述加速度传感器的空间位置唯一确定。

所述方程组建立模块820用于根据所述误差模型中所述加速度感应信号的测量值与加速度感应信号的实际值的关系以及所述加速度感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组。

在本实施例中，建立的所述加速度感应信号的误差模型是关于所述加速度感应信号的测量值与实际值之间的关系的线性模型。所述加速度感应信号的误差模型由下式给出：

$\left\{\begin{array}{c}{k_x}^{,}=(1+s_x)k_x+b_x\\ {k_y}^{,}=(1+s_y)k_y+b_y\\ {k_z}^{,}=(1+s_z)k_z+b_z\end{array}\right.---\left(11\right).$

在式(11)中，k_x’是所述加速度感应信号的测量值在x轴方向上的分量，k_y’是所述加速度感应信号的测量值在y轴方向上的分量，k_z’是所述加速度感应信号的测量值在z轴方向上的分量，k_x是所述加速度感应信号的实际值在x轴方向上的分量，k_y是所述加速度感应信号的实际值在y轴方向上的分量，k_z是所述加速度感应信号的实际值在z轴方向上的分量。

s_x表示所述测量值在x轴上的分量k_x’与所述实际值在x轴上的分量k_x之间的比例因子偏差；s_y表示所述测量值在y轴上的分量k_y’与所述实际值在y轴上的分量k_y之间的比例因子偏差；s_z表示所述测量值在z轴上的分量k_z’与所述实际值在z轴上的分量k_z之间的比例因子偏差；b_x表示所述所述测量值在x轴上的分量k_x’与所述实际值在x轴上的分量k_x之间的零点漂移；b_y表示所述测量值在y轴上的分量k_y’与所述实际值在y轴上的分量k_y之间的零点漂移；b_z表示所述测量值在z轴上的分量k_z’与所述实际值在z轴上的分量k_z之间的零点漂移。

根据在重力加速度的取值是常量，经过数学推导，可以得到：

${\left(\frac{{k_x}^{,}-b_x}{1+s_x}\right)}^2+{\left(\frac{{k_y}^{,}-b_y}{1+s_y}\right)}^2+{\left(\frac{{k_z}^{,}-b_z}{1+s_z}\right)}^2=g^2---\left(12\right).$

在式(12)中，g表示重力加速度。将至少3N个姿态下测量得到的加速度感应信号的测量值代入式(12)，得到至少3N个方程。将得到的方程组成方程组，所述方程组就是以误差参数为未知数的方程组。

所述误差参数计算模块830用于根据所述加速度感应信号的误差模型，利用所述加速度感应信号计算所述加速度感应信号的误差参数。

所述误差参数计算模块830用于根据数值计算方法计算所述加速度感应信号的误差参数。

所述加速度传感器校正模块840用于根据所述加速度感应信号的测量值的所述误差参数校正所述加速度传感器。

求解得到所述误差参数后，所述加速度传感器校正模块840根据所述加速度感应信号的误差模型，利用求解得到的所述误差参数对所述加速度感应信号进行校正。

本实施例通过加速度感应信号获取模块、方程组建立模块、误差参数计算模块和加速度感应信号校正模块的处理对所述加速度传感器的加速度感应信号进行校正，有效提高了所述加速度传感器的加速度感应信号的精度。

图9示出了本发明的第六实施例。

图9是本发明第六实施例提供的磁力传感器的误差校正装置的结构图。参见图9，所述磁力传感器的误差校正装置包括磁力感应信号获取模块910、方程组建立模块920、误差参数计算模块930和磁力传感器校正模块940。

在本实施例中，所述磁力传感器的误差校正装置的各个模块的功能和结构与本发明的第五实施例提供的加速度传感器的误差校正装置的模块一一对应。二者之间的不同在于所述加速度传感器获取的信号是加速度感应信号，而所述磁力传感器获取的信号是磁力感应信号。除此之外，所述磁力传感器的误差校正装置的各个模块的结构和功能与本发明第五实施例中加速度传感器的误差校正装置的各个模块的结构和功能相同，在此不再赘述。

本实施例通过磁力感应信号获取模块、方程组建立模块、误差参数计算模块和磁力感应信号校正模块的处理对所述磁力传感器的磁力感应信号进行校正，有效提高了所述磁力传感器的磁力感应信号的精度。

显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以通过如上所述的通信终端实施，对于语音信息的发送以及接收功能可以集成于同一通信终端上以使得通信终端既可以发送也可以接收语音信息。可选地，本发明实施例可以用计算机装置可执行的程序来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由处理器来执行，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等；或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矢量传感器的误差校正方法，其特征在于，包括：

获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值，其中，N为误差模型中的误差参数的数量，并且在所述至少3N个不同姿态下，所述矢量感应信号的实际值是常量；

根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组，其中，所述方程组包括至少3N个方程；

根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数；

根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。

2.根据权利要求1所述的矢量传感器的误差校正方法，其特征在于，所述矢量传感器包括加速度传感器和磁力传感器。

3.根据权利要求1所述的矢量传感器的误差校正方法，其特征在于，所述参考坐标系是以所述矢量传感器的空间位置确定的空间三维坐标系。

4.根据权利要求1所述的矢量传感器的误差校正方法，其特征在于，所述矢量感应信号的误差模型是j’＝(1+s)j+b，其中，j’表示所述矢量感应信号的测量值，j表示所述矢量感应信号的实际值，s表示所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的比例因子偏差，b表示所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的零点漂移。

5.根据权利要求1所述的矢量传感器的误差校正方法，其特征在于，所述误差参数包括所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的比例因子偏差，以及所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的零点漂移。

6.一种矢量传感器的误差校正装置，其特征在于，包括：

矢量感应信号获取模块，用于获取至少3N个不同姿态下的参考坐标系中的矢量传感器的矢量感应信号的测量值，其中，N为误差模型中的误差参数的数量，并且在所述至少3N个不同姿态下，所述矢量感应信号的实际值是常量；

方程组建立模块，用于根据所述误差模型中所述矢量感应信号的测量值与矢量感应信号的实际值的关系以及所述矢量感应信号的实际值为常量的等式，建立以所述误差参数为未知数的方程组，其中，所述方程组包括至少3N个方程；

误差参数计算模块，用于根据所述方程组计算所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数；

矢量传感器校正模块，用于根据所述矢量感应信号的测量值的所述误差参数校正所述矢量传感器。

7.根据权利要求6所述的矢量传感器的误差校正装置，其特征在于，所述矢量传感器包括加速度传感器和磁力传感器。

8.根据权利要求6所述的矢量传感器的误差校正装置，其特征在于，所述参考坐标系是以所述矢量传感器的空间位置确定的空间三维坐标系。

9.根据权利要求6所述的矢量传感器的误差校正装置，其特征在于，所述矢量感应信号的误差模型是j’＝(1+s)j+b，其中，j’表示所述矢量传感器的测量值，j表示所述矢量传感器的实际值，s表示所述测量值与所述实际值之间的比例因子偏差，b表示所述矢量传感器的所述测量值与所述实际值之间的零点漂移。

10.根据权利要求6所述的矢量传感器的误差校正装置，其特征在于，所述误差参数包括所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的比例因子偏差，以及所述矢量感应信号的测量值与所述矢量感应信号的实际值之间的零点漂移。