CN101334280A - 磁数据处理设备、磁数据处理方法以及机器可读介质 - Google Patents

Abstract

公开了一种磁数据处理设备、磁数据处理方法以及机器可读介质。在磁数据处理设备中，输入部分从磁传感器顺序输入磁数据。第一生成部分根据第一采样规则来存储磁数据的样本，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第一特征时，根据存储的磁数据样本来生成第一偏移更新数据。第二生成部分根据第二采样规则来对磁数据的样本进行存储，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第二特征时，根据存储的磁数据样本来生成第二偏移更新数据。更新部分在当生成了第一偏移更新数据时根据第一偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，并且当生成了第二偏移更新数据时根据第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新。

Description

磁数据处理设备、磁数据处理方法以及机器可读介质

技术领域

本发明涉及磁数据处理设备、磁数据处理方法以及含有磁数据处理程序的机器可读介质。本发明尤其涉及用于对从磁传感器输出的磁数据的偏移值进行更新的技术。

背景技术

迄今为止，例如在专利文献1，日本公开的专利申请公布第2006-53081号专利中披露了用于对磁数据的偏移值进行更新的方法。磁传感器输出的磁数据轨迹指示了根据载体而变化的特征，该载体携带有包含磁传感器的设备。因此，用于生成更新偏移值所需的偏移更新数据的最佳方法根据其上安装有磁传感器的设备被携带的方式而变化(例如，参见专利文献1)。下面将提供示例中的一个。即，在由人手持其上安装了三维磁传感器的设备的情况下，该设备的姿态比在汽车上固定该设备情况下变化要快。当由人携带磁传感器时，磁传感器的姿态在三维空间自由变化。因此，即使在相对短的时间内，由置于手持设备上的三维磁传感器输出的磁数据中也容易发生较大变化。另一方面，当把三维磁传感器安装在汽车上时，汽车基本上沿着水平面移动，在转弯过程中汽车的姿态变化相比由人手持的包括磁传感器的设备的姿态变化要慢。因此，由安装在车载设备上的三维磁传感器输出的磁数据不容易在相对短的时间内发生较大变化。当用于生成偏移更新数据的磁数据分布很广时，通常准确地更新偏移数据。因此，生成偏移值的方法需要根据携带有包含了三维磁传感器的设备的载体类型来变化。

在专利文献1中，披露了一种对方位测量设备与另一车载设备之间的物理连接状态进行监测的方法。判断其中并入了磁传感器的方位测量设备是由车辆上的人员携带，还是附接在车辆上，还是由人携带，以根据判断结果来切换偏移值的计算方式。

然而，专利文献1中公开的方法存在这样的问题：用于监测方位测量设备和车载设备之间的连接状态的硬件是必须的。而且，即使如专利文献1中所公开的允许用户选择计算方式，也存在设备可用性变坏的问题。

发明内容

本发明设法解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种能够以良好可用性来对磁传感器的偏移值进行更新以简化硬件组成的磁数据处理设备、磁数据处理方法和含有磁数据处理程序的机器可读介质。

(1)设计了一种有创造性的设备用于处理磁数据来对磁数据的偏移值进行更新。该设备包括：输入装置，其用于从磁传感器顺序输入磁数据；第一生成装置，其用于根据第一采样规则来存储磁数据的样本，并且用于当存储的磁数据样本的分布表示第一特征时根据存储的磁数据样本生成第一偏移更新数据；第二生成装置，其用于根据第二采样规则来对磁数据的样本进行存储，并且用于当存储的磁数据样本的分布表示第二特征时根据存储的磁数据样本生成第二偏移更新数据；以及更新装置，当生成了第一偏移更新数据时，更新装置用于根据第一偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，并且当生成了第二偏移更新数据时，更新装置用于根据第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新。

根据本发明的磁数据处理设备提供有两个或多个生成装置，用来生成用于更新偏移值的偏移更新数据，并且各个生成装置根据彼此不同的采样规则以磁数据样本的形式存储磁数据。因此，即使在作为采样目标的磁数据相同时，由第一生成装置所记录的磁数据样本的轨迹(分布)具有与由第二生成装置所记录的磁数据样本的轨迹不同的特征。随后，当由各个装置采样的磁数据的轨迹表示预定特征时，各个生成装置根据采样的磁数据的轨迹来生成偏移更新数据，使得用于生成偏移更新数据的第一生成装置的操作模式与第二生成装置的操作模式不同。当假定磁传感器的两个或多个使用状态时，针对各个生成装置来设置适合于每个使用状态的不同的采样规则。在此情况下，当出现假定的使用状态时，由对应于使用状态的生成装置来生成偏移更新数据。因此，在依此方式生成偏移更新数据的情况下，能够知道磁传感器被用在要根据生成的偏移更新数据来对偏移值进行更新的状态。因此，根据本发明的磁数据处理设备，可由根据使用状态适当生成的偏移更新数据来更新偏移值，而无需判断磁传感器的使用状态。基于上述原因，在本发明中，可以实现磁数据处理设备，其能够以良好的可用性来对磁传感器的偏移值进行更新，从而简化了硬件组成。

(2)在实现上述目的的磁数据处理设备中，第一生成装置采用第一采样规则，该第一采样规则表示了在其期间存储了用于生成第一偏移更新数据的多个样本的采样间隔，还表示了存储每个样本的采样周期，第二生成装置采用第二采样规则，该第二采样规则表示了比第一采样规则的采样间隔更长的采样间隔，还表示了比第一采样规则的采样周期更大的采样周期。

采样间隔是从磁传感器输出用于生成一个偏移更新数据的磁数据的第一样本的开始时间到磁传感器输出用于生成偏移更新数据的磁数据的最后一个样本的结束时间的时间范围。另一方面，采样周期确定了存储每个样本的采样循环。当磁数据的采样间隔较长并且采样周期较大时，可以在宽范围内有效地存储与磁传感器的缓慢姿态变化相对应的磁数据。另一方面，当磁数据的采样周期较大时，不能很好地记录与磁传感器的快速姿态变化相对应的磁数据。因此，例如，只要作为第一和第二生成装置以其生成偏移值的条件的磁数据的分布的阈值相同，当磁传感器的姿态变化相对较快期间磁数据的分布达到指定阈值时，第一生成装置生成偏移更新数据。当磁传感器的姿态变化相对较慢期间磁数据的分布达到阈值时，第二生成装置生成偏移更新数据。即，当磁传感器相对快速地改变姿态时，配置第一生成装置用于生成适当的偏移更新数据，而当磁传感器相对较慢地改变姿态时，配置第二生成装置用于生成适当的偏移更新数据。随后，根据本发明的磁数据处理设备，当第一生成装置生成第一偏移更新数据时，根据第一偏移更新数据来更新偏移值。当第二生成装置生成第二偏移更新数据时，根据第二偏移更新数据来更新偏移值。因此，即使磁传感器缓慢或者快速改变姿态时，都可以适当地更新偏移值。

(3)用于实现上述目的的磁数据处理设备可以包括磁传感器。

(4)用于实现上述目的的磁数据处理设备还可以包括校正装置，其用于根据偏移值来校正由磁传感器输出的磁数据。例如，磁传感器感测地磁来输出包含由于外部磁场所引起的偏移的磁数据，该校正装置根据偏移值来对磁传感器输出的磁数据进行校正从而消除偏移。

上述本发明还创建并实现为一种方法和程序。

(5)即，设计了一种有创造性的方法用于处理磁数据来对磁数据的偏移值进行更新。该方法包括步骤：从磁传感器顺序输入磁数据；根据第一采样规则来存储磁数据的样本，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第一特征时，根据存储的磁数据样本来生成第一偏移更新数据；根据第二采样规则来对磁数据的样本进行存储，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第二特征时，根据存储的磁数据样本来生成第二偏移更新数据；以及当生成了第一偏移更新数据时，根据第一偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，并且当生成了第二偏移更新数据时，根据第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新。

(6)提供了一种用于计算机的有创造性的机器可读介质，该介质包含可由计算机运行的程序指令来执行磁数据处理以更新磁数据的偏移值。该处理包括：从磁传感器顺序输入磁数据；根据第一采样规则来存储磁数据的样本，并且所存储的磁数据样本的分布表示第一特征时，根据存储的磁数据样本来生成第一偏移更新数据；根据第二采样规则来对磁数据的样本进行存储，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第二特征时，根据存储的磁数据样本来生成第二偏移更新数据；以及当生成了第一偏移更新数据时，根据第一偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，并且当生成了第二偏移更新数据时，根据第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新。

注意，只要不存在任何技术混淆因素，上述的操作或处理的次序并不限于上述次序，而可以同时或者可以与上述次序相反的次序来执行操作，或者可以不按照连续次序来执行操作。而且，上述装置的功能是通过其中由自身组成来指定功能的硬件资源，由程序指定功能的硬件资源或者两种硬件资源的结合来实现的。各种装置的这些功能并不限于由彼此物理独立的硬件资源所实现的功能。不用说，计算机程序的机器可读记录介质可以是磁记录介质、磁光记录介质或者能在未来新研发的任何记录介质。

附图说明

图1是示出根据本发明一实施例的磁数据处理设备的框图。

图2是示出根据本发明一实施例的磁数据处理设备的操作的示意图。

图3是示出根据本发明一实施例的磁数据处理设备的操作的另一示意图。

图4是示出根据本发明一实施例的磁数据处理设备的操作的流程图。

图5是示出由根据本发明实施例的磁数据处理设备的控制部分构成的硬件的框图。

具体实施方式

下文将参考附图以下列次序来描述本发明的实施例。注意的是，附图中相应的组成元件用相同标号指代，因此省略了多余的描述。

1.磁数据处理设备的硬件组成

2.磁数据处理设备的软件组成

3.偏移值的更新处理

4.另一实施例

[1.磁数据处理设备的硬件组成]

图1是示出根据本发明的磁数据处理设备的一个实施例的框图。在图1中，磁数据处理设备是作为便携式或移动信息设备10的控制部分12示出的。移动信息设备10包括地磁传感器11、加速器传感器13、控制部分12和显示器14。移动信息设备10是处理磁数据的便携式信息处理设备，例如个人数字助手(PDA)、便携式电话、便携式导航设备、计步器、电子罗盘等。

地磁传感器11包括多个由MI元件、MR元件等组成的多个磁传感器，并且输出作为矢量数据的磁数据，该矢量数据以彼此成直角相交的三个轴向分量x、y和z指示了磁力方向和强度。利用加速度数据和磁数据生成了方位数据，由此可以精确显示出从便携式信息设备10所观看的方位。

加速度传感器13可以是诸如压敏电阻型、静电电容型或者热量检测型之类的任何检测系统，输出作为指示了加速度的矢量数据的加速度数据，其中通过利用彼此成直角相交的三个轴向分量x、y和z把与重力加速度方向相反的加速度和加速度传感器的运动所固有的加速度相结合。在固定状态下，从加速度传感器13输出的加速度数据的方向为重力方向，从而加速度数据可用作指示移动信息设备10的斜度的数据。

控制部分12是包括处理器(未示出)、存储介质(例如RAM和ROM)和接口的计算机，并运行稍后描述的磁数据处理程序来起到输入装置、第一生成装置、第二生成装置、更新装置和校正装置的作用。

图5是示出由控制部分12构成的硬件的框图。如图所示，控制部分12基本上是一个由CPU、ROM、RAM、接口、输入装置和输出装置组成的计算机。这些组成通过总线连接在一起。CPU执行磁数据处理程序。ROM是存储了程序和数据的机器可读介质。RAM被用作CPU用来运行程序的工作区。提供接口来将控制部分12连接到传感器11和13。提供输入装置来输入运行程序所需的数据和信息。提供输出装置来输出运行程序的结果。

显示器14包括与便携式信息设备10的外壳形成为一体的平板显示面部。

[2.磁数据处理设备的软件组成]

控制部分12执行包括图1所示模块组的磁数据处理程序来在显示器14上显示从便携式信息设备10所观看的方位。

磁数据存储模块121、123连续地把磁数据从地磁传感器11输入到控制部分12，以彼此不同的预定间隔对输入的磁数据进行采样，来把数据存储在缓冲器中。除了作为采样规则的采样周期和采样个数单独设置以外，磁数据存储模块121的处理与磁数据存储模块123的处理相同。

偏移更新数据生成模块122在由人手持移动信息设备10的情况下生成第一偏移更新数据。具体地说，偏移更新数据生成模块122判断由存储在磁数据存储模块121的缓冲器中的磁数据样本所指示的分布是否足够宽，并且只有在分布足够宽的情况下，模块122才根据存储在磁数据存储模块121的缓冲器中的磁数据来生成第一偏移更新数据。这是因为窄分布的磁数据不能生成正确的偏移更新数据。用于判断的标准值可被设置为任一参数。例如，相对于例如日本专利申请第2007-016320等所述的磁数据的分布的特征值比例来设置标准值。只要能够更新偏移值，偏移更新数据可以是任何类型，并且该数据可以是指示新偏移的偏移值本身，或者是指示旧偏移值和新偏移值之间差异的数据。注意，在偏移更新数据生成模块122中生成偏移更新数据的算法可以是能在由人手持移动信息设备10的情况下生成合适的偏移更新数据的任何类型的算法。注意，磁数据存储模块121和偏移更新数据生成模块122使得控制部分12起到第一生成装置的作用。

偏移更新数据生成模块124在车载便携式信息设备10的情况下生成第二偏移更新数据。具体地说，偏移更新数据生成模块124判断由存储在磁数据存储模块123的缓冲器中的磁数据样本所指示的分布是否足够宽，并且只有在分布足够宽的情况下，模块才根据存储在磁数据存储模块123的缓冲器中的磁数据来生成第二偏移更新数据。判断该分布的方法与偏移更新数据生成模块122判断该分布的方法不同，但为了易于理解，将把该方法描述为与偏移更新数据生成模块122相同的方法。在偏移更新数据生成模块124中，在偏移更新数据生成模块124中生成偏移更新数据的算法可以是能在车载便携式信息设备10的情况下生成合适的偏移更新数据的任何类型的算法。注意，磁数据存储模块123和偏移更新数据生成模块124使得控制部分12起到第二生成装置的作用。

如上所述，偏移更新数据生成模块122是生成第一偏移更新数据的程序，该第一偏移更新数据用于在由人手持便携式信息设备10时更新偏移值，而偏移更新数据生成模块124是生成第二偏移更新数据的程序，该第二偏移更新数据用于在车载便携式信息设备10时更新偏移值。因此，磁数据存储模块121的磁数据的采样周期被设置成小于构成第二生成装置的磁数据存储模块123的磁数据的采样周期。为了生成一个偏移更新数据而要被存储在磁数据存储模块121的缓冲器中的磁数据数量(采样个数)可以与存储在磁数据存储模块123的缓冲器中的磁数据数量不等或者相等。采样间隔对应于采样周期和采样个数的乘积，设置采样个数使得磁数据存储模块123的采样间隔大于磁数据存储模块121的采样个数。

图2和图3是以二维空间示出了根据特定采样规则存储在缓冲器中来记录磁数据的磁数据轨迹的示意图。图2示出了手持移动信息设备10的状态，而图3示出了车载(安装)便携式信息设备10的状态。

在图2中，实线圆圈指示了从地磁传感器输入的旧的或者之前的磁数据轨迹。另一虚线圆圈指示了从地磁传感器最新采样的新的磁数据的样本轨迹。新的磁数据的每个样本由依次编号为1到5的圆点表示。旧的圆形轨迹的中心由O₁指示，而新的圆形轨迹的中心由O₂指示。偏移由从O₁到O₂的箭头所定义。

在图2和图3中，白点表示将要由磁数据存储模块121存储在缓冲器中的磁数据，而黑点表示将要由磁数据存储模块121和磁数据存储模块123存储在缓冲器中的磁数据的样本。白点和黑点所附的数字指示由磁数据存储模块121对磁数据的存储次序。在图2和图3中，指示出磁数据存储模块123的采样周期是磁数据存储模块121的采样周期的五倍。存储在磁数据存储模块121的缓冲器中的磁数据数量与磁数据存储模块123的缓冲器中的磁数据数量相等，都为5个。在缓冲器中存储第六个磁数据之前，删除从1到5的磁数据。

在由人手持移动信息设备10的情况下，指示用以生成正确的偏移更新数据的足够宽的分布的磁数据在短时间内(例如，少于1秒)由地磁传感器11频繁地输出。在此情况下，设置磁数据存储模块121的采样规则使得存储在缓冲器中的磁数据的分布变宽。即，磁数据存储模块121的采样周期被设置成小于磁数据存储模块123的采样周期。

另一方面，在车载便携式信息设备10的情况下，例如，在便携式信息设备10被固定在附接到车辆仪表板的底座的情况下，需要相对长的持续时间从地磁传感器11输出指示了用以生成正确的偏移更新数据的足够宽的分布的磁数据。这是因为车辆是沿公路运动的运输机器。设置磁数据存储模块123的采样规则使得在此情况下存储在缓冲器中的磁数据的分布变宽。即，磁数据存储模块123的采样间隔被设置成大于磁数据存储模块121的采样间隔。另外，磁数据存储模块123如图3所示以相对长的采样周期把磁数据存储在缓冲器中。在移动信息设备10的姿态缓慢变化的情况下，如果磁数据存储模块121在长采样间隔内继续以相对短的采样周期把磁数据存储在缓冲器中，并且如果将要存储在磁数据存储模块121的缓冲器中的磁数据数量不增加，则不能从存储在磁数据存储模块121的缓冲器中的磁数据生成正确的偏移更新数据。因此，磁数据存储模块123的采样周期被设置成大于磁数据存储模块121的采样周期，从而在移动信息设备10缓慢改变其姿态的情况下把磁数据有效率地存储在缓冲器中。

当由偏移更新数据生成模块122、124之一生成偏移更新数据时，更新模块125根据所生成的偏移更新数据来更新偏移值126。如上所述，偏移更新数据生成模块122、124仅在存储在各个缓冲器中的磁数据的分布足够用以生成正确的偏移更新数据的情况下才生成偏移更新数据。如上所述，指示了在手持便携式信息设备10的情况下存储在缓冲器中的磁数据的分布变宽的采样规则被应用到磁数据存储模块121，并且指示了在车载移动信息设备10的情况下存储在缓冲器中的磁数据的分布变宽的采样规则被应用到磁数据存储模块123。因此，在手持移动信息设备10的情况下，根据由偏移更新数据生成模块122所生成的第一偏移更新数据来更新偏移值126的可能性很高。另一方面，在车载移动信息设备10的情况下，根据由偏移更新数据生成模块124所生成的第二偏移更新数据来更新偏移值126的可能性很高。结果，根据固定便携式信息设备10的状态由合适的偏移更新数据来更新偏移值，而无需判断便携式信息设备10是手持的还是车载的。

如上所述，本发明的设备12被设计用于处理磁数据来更新磁数据的偏移值126。在设备12中，输入装置从磁传感器11连接输入磁数据。第一生成装置121、122根据第一采样规则存储磁数据样本，并且当所存储的磁数据样本的分布指示了第一特征时，根据存储的磁数据样本来生成第一偏移更新数据。第二生成装置123、124根据第二采样规则存储磁数据样本，并且当所存储的磁数据样本的分布指示了第二特征时，根据存储的磁数据样本来生成第二偏移更新数据。当生成了第一偏移更新数据时，更新装置125根据该第一偏移更新数据来更新磁数据的偏移值，并且当生成了第二偏移更新数据时，根据该第二偏移更新数据来更新磁数据的偏移值126。

当所存储的磁数据样本的分布满足与分布的第一特征相关的第一标准时，第一生成装置122生成第一偏移更新数据，而当所存储的磁数据样本的分布满足与分布的第二特征相关的第二标准时，第二生成装置124生成第二偏移更新数据。

当所存储的磁数据样本的分布满足第一标准并且磁传感器11被置于第一状态时，第一生成装置122生成第一偏移更新数据。当所存储的磁数据样本的分布满足第二标准并且磁传感器11被置于不同于第一状态的第二状态时，第二生成装置124生成第二偏移更新数据。更新装置125根据第一偏移更新数据或者第二偏移更新数据来更新磁数据的偏移值，而无需检测磁传感器11是处于第一状态还是第二状态。

相比较第二状态，磁传感器11在第一状态下其姿态变化较快，相比较第一状态，磁传感器11在第二状态下其姿态变化较慢。第一生成装置122采取第一采样规则，该第一采样规则指定了来自其姿态变化较快的磁传感器11的磁数据的快速采样率，从而使得第一生成装置122生成第一偏移更新数据，而第二生成装置124采取第二采样规则，该第二采样规则指定了来自其姿态变化较慢的磁传感器11的磁数据的慢速采样率，从而使得第二生成装置124生成第二偏移更新数据。

姿态数据处理模块127根据偏移值126对从地磁传感器11输入的磁数据进行校正，并且根据校正过的磁数据和从加速度传感器13输入的加速度数据来生成姿态数据。姿态数据是指示移动信息设备10的姿态的数据。根据磁数据和加速度数据获得姿态数据的方法是公知的处理，因此省略了对其描述。

方位数据处理模块28是用于在显示器14中根据姿态数据显示方位的程序。在显示器14中以诸如箭头、在地图上显示东、西、南、北的字符等的图形来显示方位。

[3.偏移值的更新处理]

图4是示出将由磁数据存储模块121、偏移更新数据生成模块122和更新模块125执行的偏移值更新处理的流程图。

首先，磁数据存储模块121输入来自地磁传感器11的磁数据样本(步骤S10)，使得计数器C1递增(步骤S11)，并且判断计数器C1是否等于用于确定采样周期的常数L₁(步骤S12)。

在计数器C1不等于用于确定采样周期的常数L₁时，磁数据存储模块121进行到步骤S10的处理。

当计数器C1等于用于确定采样周期的常数L₁时，磁数据存储模块121将C1复位为0(步骤S13)，并且把磁数据的另一样本存储在缓冲器中(步骤S14)。结果，在由常数L₁确定的采样周期内将磁数据存储在缓冲器中。

随后，磁数据存储模块121使得计数器C2递增(步骤S15)，并且判断计数器C2是否等于用于确定采样个数的常数M₁(步骤S16)。

当计数器C2不等于用于确定采样个数的常数M₁时，磁数据存储模块121进行到步骤S10的处理。

在计数器C2等于用于确定采样个数的常数M₁的情况下，偏移更新数据生成模块122判断存储在磁数据存储模块121的缓冲器中的磁数据的分布是否足够宽以生成正确的偏移更新数据，在该分布足够宽的情况下，该模块生成第一偏移更新数据。当生成第一偏移更新数据时，更新模块125根据第一偏移更新数据来更新偏移值。

无论是否生成第一偏移更新数据，磁数据存储模块121都将存储在缓冲器中的磁数据删除，将计数器C2复位为0(步骤S18)，随后进行到步骤S10的处理。

已经描述了将要由磁数据存储模块121、偏移更新数据生成模块122和更新模块125执行的偏移值的更新处理。除了用于确定采样周期的常数L₂的值与磁数据存储模块121的常数L₁的值不同以外，将要由磁数据存储模块123、偏移更新数据生成模块124和更新模块125执行的偏移值的更新处理是相同的。即，用于确定磁数据存储模块123的采样周期的常数L₂的值大于磁数据存储模块121的常数L₁的值。在此情况下，如果用于确定磁数据存储模块121的采样个数的M₁的值等于用于确定磁数据存储模块123的采样个数的M₂的值，则磁数据存储模块123的采样间隔大于磁数据存储模块121的采样间隔。然而，在磁数据存储模块123的采样间隔大于磁数据存储模块121的采样间隔的范围内，用于确定磁数据存储模块121的采样个数的M₁的值可以与用于确定磁数据存储模块123的采样个数的M₂的值不同。

[4.另一实施例]

本发明的技术范围并不限于上述实施例，不用说，可以在本发明的范围内对本发明进行各种变化。

如上所述，偏移更新数据生成模块判断由存储在磁数据存储模块的缓冲器中的磁数据样本所指示的分布是否足够宽，例如，判断磁数据样本的分布是三维分布、二维分布还是一维分布。这是因为具有诸如一维分布之类的窄分布的磁数据不能生成正确的偏移更新数据。用于判断的标准值可以设置成任何参数。例如，相对于磁数据的分布的特征值λ₁、λ₂和λ₃的比率来设置标准值。下面描述利用这些参数的判断方法

一旦在缓冲器中存储了特定数量的磁数据样本(下文称为数据集)，就估计统计总体的数据集分布。根据该分布的主值来估计该分布。当由下式(1)表示磁数据集时，该分布的主值为利用从统计总体的数据集的中心(均值)到各个磁数据的矢量和而由式子(2)、(3)和(4)所定义的对称矩阵A的特征值。

q_i＝(q_ix，q_iy，q_iz)(i＝0，1，2...)    (1)

A＝X^TX                                (2)

其中

$X=\left[\begin{array}{c}{(q_0-\stackrel{\‾}{q})}^T\\ {(q_1-\stackrel{\‾}{q})}^T\\ {(q_2-\stackrel{\‾}{q})}^T\\ \·\·\·\\ {(q_{N-1}-\stackrel{\‾}{q})}^T\end{array}\right]---\left(3\right)$

$\stackrel{\‾}{q}=\frac{1}{N}\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i---\left(4\right)$

矩阵A也可以改写成式子(5)。

$A=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(q_i-\stackrel{\‾}{q}){(q_i-\stackrel{\‾}{q})}^T---\left(5\right)$

令λ₁、λ₂和λ₃为矩阵A沿升序的特征值。令u₁、u₂和u₃为对应于λ₁、λ₂和λ₃并且已经标准化为1的彼此正交的特征值。本说明书中处理的λ₁、λ₂和λ₃的范围是λ₁＞0、λ₂＞0和λ₃≥0。当矩阵A的两个或多个特征值为0时，即，当矩阵A的秩为1或更小时，由于统计总体的数据集的元素数量为1或者分布为理想的直线，所以不需要考虑特征值的范围。由于矩阵A根据其定义为半正定矩阵，所以特征值的每一个都必须为0或者正实数。

根据最小特征值与最大特征值的比值λ₃/λ₁以及中间特征值与最大特征值比值λ₂/λ₁来估计统计总体的数据集的分布。

判断统计总体的数据集的分布是否充分为三维分布。具体地说，当满足以下条件(6)时判断结果是肯定的，而不满足该条件时，判断结果为否定的。

λ₃/λ₁＞t₁且λ₂/λ₁＞t₂      (6)

这里，“t₁”和“t₂”为预定常数，即标准值。如何设置标准值t₁和t₂是设计选项，并且可以根据如何确定偏移的偏导特性来任选地设置标准值。当满足条件(6)时，统计总体的数据集从统计总体的数据集的中心分布是各向同性的。围绕中心的统计总体的数据集的各向同性分布指示了在特定球体表面附近统计总体的数据集是均匀分布的。

判断统计总体的数据集的分布是否充分为二维分布。具体地说，当满足以下条件(7)时判断结果是肯定的，而不满足该条件时，判断结果为否定的。

λ₃/λ₁≤t₁且λ₂/λ₁＞t₂       (7)

当满足条件(7)时，在特定平面周围限定的范围内，统计总体的数据集从统计总体的数据集的中心被各向同性地分布。在特定平面周围所限定的范围内，围绕中心的统计总体的数据集的各向同性分布指示了在特定球体表面的截面圆的圆周附近统计总体的数据集是非均匀分布的。

当上述判断为否定时，统计总体的数据集的分布基本上为一维的(即，直线)。统计总体的数据集的基本上为直线的分布指示了在特定球体表面的截面圆的短弧上或者在截面圆的直径两端上统计总体的数据集是非均匀分布的。如果数据集的分布是一维分布，则数据集不适于计算偏移。可以从缓冲器删除这种数据集，而且可以从磁传感器采集下一个数据。

Claims (10)

1.一种设备，其用于处理磁数据来对磁数据的偏移值进行更新，所述设备包括：

输入装置，其用于从磁传感器顺序输入磁数据；

第一生成装置，其用于根据第一采样规则来存储磁数据的样本，并且用于当存储的磁数据样本的分布表示第一特征时根据存储的磁数据样本生成第一偏移更新数据；

第二生成装置，其用于根据第二采样规则来存储磁数据的样本，并且用于当存储的磁数据样本的分布表示第二特征时根据存储的磁数据样本生成第二偏移更新数据；以及

更新装置，当生成了第一偏移更新数据时，更新装置用于根据第一偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，并且当生成了第二偏移更新数据时，更新装置用于根据第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新。

2.如权利要求1所述的设备，

其中第一生成装置采用第一采样规则，该第一采样规则表示了在其期间存储了用于生成第一偏移更新数据的多个样本的采样间隔，还表示了以其存储每个样本的采样周期，并且

其中第二生成装置采用第二采样规则，该第二采样规则表示了比第一采样规则的采样间隔更长的采样间隔，还表示了比第一采样规则的采样周期更大的采样周期。

3.如权利要求1所述的设备，还包括磁传感器。

4.如权利要求1所述的设备，还包括校正装置，其用于根据偏移值来校正磁传感器所输出的磁数据。

5.如权利要求4所述的设备，

其中磁传感器感测地磁以输出包含了由于外部磁场所引起的偏移的磁数据，并且，

其中所述校正装置根据偏移值来对磁传感器输出的磁数据进行校正从而消除偏移。

6.如权利要求1所述的设备，

其中当所存储的磁数据样本的分布满足与该分布的第一特征相关的第一标准时，第一生成装置生成第一偏移更新数据，并且

其中当所存储的磁数据样本的分布满足与该分布的第二特征相关的第二标准时，第二生成装置生成第二偏移更新数据。

7.如权利要求6所述的设备，

其中当所存储的磁数据样本的分布满足第一标准并且该磁传感器处于第一状态时，第一生成装置生成第一偏移更新数据，

其中当所存储的磁数据样本的分布满足第二标准并且该磁传感器处于不同于第一状态的第二状态时，第二生成装置生成第二偏移更新数据，并且

其中更新装置根据第一偏移更新数据或者第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，而无需要检测磁传感器是处于第一状态还是处于第二状态。

8.如权利要求7所述的设备，

其中磁传感器在与第二状态相比的第一状态下快速改变其姿态，以及磁传感器在与第一状态相比的第二状态下缓慢改变其姿态，并且

其中第一生成装置采用第一采样规则从而使得第一生成装置生成第一偏移更新数据，该第一采样规则指定了来自快速改变其姿态的磁传感器的磁数据的快速采样率，而第二生成装置采用第二采样规则从而使得第二生成装置生成第二偏移更新数据，该第二采样规则指定了来自缓慢改变其姿态的磁传感器的磁数据的慢速采样率。

9.一种处理磁数据来更新磁数据的偏移值的方法，该方法包括步骤：

从磁传感器顺序输入磁数据；

根据第一采样规则来存储磁数据的样本，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第一特征时，根据存储的磁数据样本来生成第一偏移更新数据；

根据第二采样规则来对磁数据的样本进行存储，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第二特征时，根据存储的磁数据样本来生成第二偏移更新数据；以及

当生成了第一偏移更新数据时，根据第一偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，并且当生成了第二偏移更新数据时，根据第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新。

10.一种用于计算机的机器可读介质，该介质包含可由计算机运行的程序指令来执行磁数据的处理以更新磁数据的偏移值，其中所述处理包括：

从磁传感器顺序输入磁数据；

根据第一采样规则来存储磁数据的样本，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第一特征时，根据存储的磁数据样本来生成第一偏移更新数据；

根据第二采样规则来对磁数据的样本进行存储，并且当所存储的磁数据样本的分布表示第二特征时，根据存储的磁数据样本来生成第二偏移更新数据；以及

当生成了第一偏移更新数据时，根据第一偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新，并且当生成了第二偏移更新数据时，根据第二偏移更新数据来对磁数据的偏移值进行更新。

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