[发明专利]多传感器融合的数据处理方法、定位装置及虚拟现实设备

说明书

本发明公开了一种多传感器融合的数据处理方法、定位装置及虚拟现实设备。该数据处理方法包括以下步骤：在第一定位周期利用至少一组传感器组的数据，计算出物理中心的位姿；根据物理中心的位姿的惯性导航得到预测的物理中心位姿；在第二定位周期计算各传感器组的三维坐标位姿；基于三维坐标位姿，计算各传感器组在第二定位周期的第三惯性导航数据；通过第三惯性导航数据和各传感器到物理中心的位姿关系，分别得到转化后的物理中心位姿；基于转化后的物理中心位姿，获得各传感器组的预测位姿。本发明可以降低传感器带来的误差；减小IMU积累误差，而且传感器数量少，计算方法简单，实现了成本控制。

技术领域

本发明涉及一种多传感器融合的数据处理方法、定位装置及虚拟现实设备，属于虚拟现实技术领域。

背景技术

现有的室内定位技术包括电磁定位、WiFi定位、超声定位和惯性导航(InertialNavigation)定位等。其中，惯性导航技术主要应用于VR(虚拟现实)定位设备的位置姿态测量，根据外界定位数据(如视觉slam、lighthouse等)与IMU(惯性器件)测量得到的载体相对惯性空间的角速度和加速度数据做数据融合，提供高频率更新的位置和姿态。惯性器件包括加速度计和陀螺仪，其中加速度计输出载体的绝对加速度，陀螺仪输出载体相对惯性空间的角速度或角增量。加速度和角速度包含了载体的全部信息，所以惯性导航系统仅靠系统本身的惯性器件就能获得导航用的全部信息。

但是，现有的惯性导航系统也有局限性，其需要数量较多的传感器以及传感器各角度的覆盖、或通过较高处理性能的计算单元进行视觉分析，但是实际应用场景中对定位器的体积、功耗、成本等有大幅限制，就需要用最少的传感器以及性能不太高的相对便宜的处理器来实现惯性导航定位。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种多传感器融合的数据处理方法；

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种使用上述数据处理方法的定位装置；

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种使用上述数据处理方法的虚拟现实设备。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种多传感器融合的数据处理方法，包括以下步骤：

位姿计算步骤：在第一定位周期利用至少一组传感器组的数据，计算出物理中心的位姿；

预测物理中心位姿的步骤：根据物理中心的位姿的惯性导航得到预测的物理中心位姿；

获得第二定位周期的三维坐标的步骤：在第二定位周期计算各传感器组的三维坐标位姿；

计算第三惯性导航数据的步骤：基于所述三维坐标位姿，计算所述各传感器组在第二定位周期的第三惯性导航数据；

计算转化后的物理中心位姿的步骤：通过所述第三惯性导航数据和所述各传感器到所述物理中心的位姿关系，分别得到转化后的物理中心位姿；

预测各传感器组位姿的步骤：基于所述转化后的物理中心位姿，获得所述各传感器组的预测位姿。

其中较优地，所述位姿计算步骤包括以下步骤：

步骤1：利用所述获得三维坐标的至少一组传感器数据进行惯性导航，得到第一惯性导航数据；

步骤2：利用所述第一惯性导航数据推导出所述物理中心的位姿；

步骤3：利用推导出所述物理中心的位姿计算出未获得三维坐标的传感器组的位姿。