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龍圖騰網(wǎng)獲悉東南大學申請的專利室內(nèi)環(huán)境下基于線性磁力計校準的關節(jié)角度計算方法獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN118936512B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-09-05發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202410986733.0，技術領域涉及：G01C25/00；該發(fā)明授權室內(nèi)環(huán)境下基于線性磁力計校準的關節(jié)角度計算方法是由于海蓉;史志遠;韓濤;汪豐;蘇衛(wèi)東設計研發(fā)完成，并于2024-07-23向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本室內(nèi)環(huán)境下基于線性磁力計校準的關節(jié)角度計算方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供室內(nèi)環(huán)境下基于線性磁力計校準的關節(jié)角度計算方法，1）考慮室內(nèi)環(huán)境下人體步行運動情況，確定慣性傳感器的數(shù)量和擺放位置。2）使用基于磁傾角的線性校準算法對室內(nèi)環(huán)境下步行運動中慣性傳感器的數(shù)據(jù)進行磁力計校準及初始姿態(tài)修正，為關節(jié)角度計算提供更精確的數(shù)據(jù)以保證計算準確度。3）通過對加速度計、陀螺儀、磁力計的信息進行融合，并結(jié)合步態(tài)周期參數(shù)變化進行姿態(tài)更新，結(jié)合步驟1及步驟2得到的校準后數(shù)據(jù)進行關節(jié)角度計算。本發(fā)明在室內(nèi)環(huán)境下實現(xiàn)基于磁傾角的線性磁力計校準算法并進行關節(jié)角度計算，突破了現(xiàn)有方法在計算量、校準步驟、校準效果等方面存在的局限，有效降低了成本，提高了測量便攜性及關節(jié)角度計算的準確性。

本發(fā)明授權室內(nèi)環(huán)境下基于線性磁力計校準的關節(jié)角度計算方法在權利要求書中公布了：1.一種室內(nèi)環(huán)境下基于線性磁力計校準的關節(jié)角度計算方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1：在設計慣性傳感器的佩戴位置和動作范式的基礎上，完成復雜環(huán)境下的步行運動數(shù)據(jù)采集工作，得到在室內(nèi)環(huán)境下的步行運動原始數(shù)據(jù)； 步驟2：根據(jù)步驟1所得的原始數(shù)據(jù)，通過基于磁傾角的磁力計線性校準方法實現(xiàn)磁力計校準，得到校準后的磁力計數(shù)據(jù)； 步驟3：根據(jù)步驟2所得的磁力計校準后的數(shù)據(jù)，對慣性傳感器采集的加速度計和陀螺儀原始數(shù)據(jù)進行誤差的補償；所述步驟3具體內(nèi)容如下： 首先對慣性傳感器的原始數(shù)據(jù)進行預處理，包括濾波、去噪、坐標系變換；接著使用零速修正的方法對足部加速度計進行校準，將校準后的加速度計和磁力計數(shù)據(jù)計算歐拉角；慣性傳感器通過融合加速度計和磁力計的數(shù)據(jù)來計算歐拉角；加速度計用于計算俯仰角Pitch和橫滾角Roll 而磁力計通過補償俯仰和橫滾影響后計算航向角Yaw；具體方法是先利用加速度計數(shù)據(jù)計算俯仰角和橫滾角，然后用磁力計數(shù)據(jù)，結(jié)合補償后的磁場值，計算出航向角； 至此得到使用慣性傳感器加速度計和磁力計解算的對應肢體段的歐拉角； 隨后，使用互補濾波融合算法實現(xiàn)下肢姿態(tài)的更新，主要以陀螺儀的測量值為主，采用加速度計和磁力計的估計值來對陀螺儀進行補償；互補濾波的輸入為由加速度計和磁力計解算的歐拉角和陀螺儀輸出的角速度積分后的歐拉角互補濾波可以視為低通濾波器和高通濾波器的結(jié)合，得到各個肢體段更新后的歐拉角信息； 步驟4：通過步驟1、步驟2和步驟3所得到的校準后的步行運動中加速度計、陀螺儀和磁力計數(shù)據(jù)，通過零速修正和互補濾波，進行下肢關節(jié)角度的計算；所述步驟4具體內(nèi)容如下： 各個肢體段的歐拉角，計算下肢的膝關節(jié)和踝關節(jié)角度，其中膝關節(jié)角度θknee_angle＝θthigh-θcalf，踝關節(jié)角度：θankle_angle＝θfoot-θcalf-90°。

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