[发明专利]通过数据融合解决的运动检测的指示器

权利要求书

1.一种用于由用户在平面中的移动元素处进行指示的设备(10)，所述设备包括：至少一个第一传感器(20)，用于测量围绕所述设备的至少两个垂直轴(Y，Z)的所述设备的角速度(ω_y，ω_Z)；至少一个第二传感器(30)，用于测量与所述两个轴(Y，Z)和第三垂直轴(X)相关的所述设备的线位移；计算模块(40)，用于根据在空间中指示器的位移(X，Y，Z)来计算被施加到在平面中的移动元素的位移(y，z)，所述计算模块包括子模块(50)，所述子模块用于通过执行应用到所述第一传感器和第二传感器的输出的数据融合算法来补偿施加到指示器设备的扭转，其中，所述数据融合算法包括至少一个非线性算子，所述非线性算子满足以下条件中的至少一个：它的状态向量包括从由欧拉角和四元数组成的组中选择的扭转的至少一个表示；它的状态模型包括所述表示的至少一个一阶微分方程；它的测量值向量至少包括关于轴X，Y，Z的第二传感器的测量值。

2.如权利要求1所述的指示器设备，其中，所述第一传感器是两轴陀螺仪。

3.如权利要求1所述的指示器设备，其中，所述第一传感器是三轴陀螺仪。

4.如权利要求1所述的指示器设备，其中，所述第二传感器是产生输出a_X，a_y，a_Z的三轴加速度计。

5.如权利要求1所述的指示器设备，其中，所述非线性算子执行扩展卡尔曼滤波。

6.如权利要求5所述的指示器设备，其中，卡尔曼滤波器满足以下条件中的至少一个：它的状态向量(x)包括所述指示器设备的至少一个扭转角(θ，ψ)；它的状态模型至少包括针对所述指示器设备的角速率(ω)的表示，所述角速率(ω)随所述扭转角(θ，ψ)中的至少一个改变；它的测量值向量至少包括第二传感器的输出(a_X，a_y，a_Z)。

7.如权利要求6所述的指示器设备，其中，所述卡尔曼滤波器的状态向量被初始化到先验选择的状态[θ₀，ψ₀]，并且其中，在卡尔曼滤波器采样步骤k中的状态向量的先验估计通过以下公式计算：

其中，T_e是滤波器的采样周期。