[发明专利]一种可穿戴式运动传感器及其抗磁场干扰的方法

权利要求书

1.一种可穿戴式运动传感器的抗磁场干扰的方法，所述可穿戴式运动传感器包括锂电池、电源管理模块、MCU模块、传感器模块和状态指示模块，所述锂电池与电源管理模块相连，所述电源管理模块、传感器模块以及状态指示模块均与MCU模块相连，其特征在于，所述方法具体如下：实时测量传感器模块的加速度、角速度和磁场信息，根据加速度和角速度信息进行静态判断，如果为静态，则保持当前姿态不变，如果为非静态，则进行外部磁场干扰程度计算，根据磁场干扰程度计算出融合加速度和角速度的6轴算法以及融合加速度、角速度和磁场的9轴算法的权重，加权后得到传感器的当前姿态，

式中：为估算的传感器在t时刻的姿态四元数形式，为6轴算法得到的姿态，为9轴算法得到的姿态，λ和1-λ分别为6轴算法和9轴算法的权重。

2.根据权利要求1所述的可穿戴式运动传感器的抗磁场干扰的方法，其特征在于，所述静态判断具体步骤如下：进行静态检测时，设置了加速度静态判断条件和角速度判断条件，只有同时满足这两个条件时才判定当前传感器处于静态；

加速度的静态判断条件可描述为在一定的时间段内，3轴方向上的加速度变化幅度小于设定的阈值，可以表示为：

式中：表示传感器在t时刻X轴方向的加速度，t₀表示一个可调的时间间隔，是t-t₀时刻X轴方向的加速度，th_a是设定的静态判断的阈值，Y轴，Z轴方向的加速度静态判断条件与X轴的条件相同，X、Y、Z轴的加速度静止判断条件是“与”的关系；

角速度数据判断的条件可描述为3轴的角速度必须分别小于一个设定的阈值，可表示为：

式中：ω_x ω_y ω_z分别是3轴的角速度，th_gyro是设定的角速度静止判断阈值，X，Y，Z轴的角速度静止判断条件是“与”的关系。

3.根据权利要求1所述的可穿戴式运动传感器的抗磁场干扰的方法，其特征在于，所述6轴算法的权重λ的求解过程如下：

将测得的磁场强度和磁倾角与地磁场进行比较，从而确定干扰的程度，其计算公式可表示为：

λ＝(λ₁+λ₂)/2

式中：||mag||为当前测得的磁场大小，θ_dip为当前测得的磁倾角，m₀和θ₀分别是地磁场大小和磁倾角，th_dip为设定的最大磁倾角误差，λ₁是通过磁场大小计算的磁场干扰程度，λ₂是根据磁倾角计算的干扰程度，最后的权重λ取λ₁、λ₂的平均值。

4.根据权利要求1所述的可穿戴式运动传感器的抗磁场干扰的方法，其特征在于，所述MCU模块上集成有WIFI模块。

5.根据权利要求1所述的可穿戴式运动传感器的抗磁场干扰的方法，其特征在于，所述传感器模块由加速度计、陀螺仪以及磁力计组成。