CN102538777B - 低功耗的多轴传感器系统及降低其功耗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗的多轴传感器系统，其包含至少一个多轴传感器、比较器和控制器，所述多轴传感器的各个轴都设置专有的感应元件，所述比较器接收比较各个传感器和各个感应元件测量到的信息的多少，所述控制器控制关闭获得较少信息的多轴传感器或感应元件的测量或降低其测量频率。本发明降低了多轴传感器系统的功耗，增加了多轴传感器系统的使用时间。

Description

低功耗的多轴传感器系统及降低其功耗的方法

技术领域

本发明涉及一种多轴传感器系统，尤其涉及一种低功耗的多轴传感器系统；本发明还涉及一种降低多轴传感器系统功耗的方法。

背景技术

在定位和导航应用领域中越来越广泛地用到多轴传感器。虽然不同的应用对应使用不同的技术方案，但是基本上，业界一般使用两轴或三轴磁传感器来测量传感器系统相对于一个参考磁场（例如，在导航应用中，参考磁场为地球磁场）的位置。这些传感器通常与两轴或三轴加速度传感器配合来补偿磁传感器罗盘系统的倾角，并测量加速度。

不同技术方案的选择是基于嵌入传感器的系统就定位而言具有多少个自由度。例如，一辆四轮交通工具在多数情况下相对于地球表面水平，因此也就仅需使用一个两轴磁传感器来测量该交通工具相对于地球磁场的位置，一个三轴磁传感器几乎不能带来额外信息。另一个熟知的例子是手持嵌入式电子指南针。移动手机可以任意旋转，因此需要一个三轴磁传感器来保证在任何情况下可测量其位置，并且还需要和加速度传感器配合使用来补偿磁传感器相对地球的倾角。

对于市场上大多数的传感器，每个轴都依赖于该轴专有的感应元件。每个独立的轴的测量都将产生功耗，而这种功耗会因为感应元件的自身性质而变化。例如，一个三轴磁传感器会因为其第三轴上专有的第三感应元件而比两轴磁传感器的功耗大。这与在手持装置中采用低功耗元件来保持其自动的市场要求相悖，尽管自动系统在功耗方面限制较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有低功耗的多轴传感器系统，以解决多轴传感器系统功耗高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所提出的技术方案是：

一种低功耗的多轴传感器系统，其包含至少一个多轴感器、比较器和控制器，所述多轴传感器的各个轴都设置专有的感应元件，所述比较器接收比较各个传感器和各个感应元件测量到的信息的多少，所述控制器控制关闭获得较少信息的多轴传感器或感应元件的测量或降低其测量频率。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制器控制保持获得较多信息的多轴传感器或感应元件的正常测量频率。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述至少一个多轴传感器是两个或两个以上的多轴磁传感器，所述控制器控制关闭获得较少信息的多轴磁传感器的测量或降低其测量频率。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述至少一个多轴传感器是三轴磁传感器，所述控制器控制关闭获得较少信息的一个或两个轴上的感应元件的测量或降低其测量频率。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述多轴传感器包括磁传感器和加速度传感器，所述控制器控制关闭加速度传感器的测量或降低其测量频率直到比较器判断出磁传感器测量到的信息发生显著变化。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述多轴传感器包括磁传感器和加速度传感器，所述控制器控制关闭磁传感器的测量或降低其测量频率直到比较器判断出加速度传感器测量到的信息发生显著变化。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述多轴传感器包括磁传感器和GPS，所述控制器控制关闭磁传感器的测量或是降低其测量频率直到比较器判断出GPS测量到的信息发生变化。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述多轴传感器包括磁传感器和GPS，所述控制器控制关闭GPS的测量或是降低其测量频率直到比较器判断出磁传感器测量到的信息发生变化。

进一步的，本发明涉及的又一个方面提供了一种降低多轴传感器系统功耗的方法，其包括有以下步骤：

至少一个多轴传感器在各个轴设置专有的感应元件，各个感应元件测量各个轴的信息；

比较各个多轴传感器测量到的信息和各个感应元件测量到的各个轴的信息多少；

控制关闭获得较少信息的多轴传感器的测量或降低其测量频率，或控制关闭获得较少信息的感应元件的测量或降低其测量频率。

进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制关闭步骤中，控制器同时控制保持获得较多信息的多轴传感器或感应元件的正常测量频率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过关闭获得相对较少数据的多轴传感器或轴上的感应元件的测量或降低其测量频率，节省了原先提供给系统进行正常测量工作的能量，从而降低了整个多轴传感器系统的正常能量消耗，进而增长了系统使用时间。

具体实施方式

本发明涉及的一种低功耗的多轴传感器系统，其包含至少一个多轴传感器，比较器和控制器，多轴传感器的各个轴都设置专有的感应元件，比较器接收比较各个多轴传感器和各个感应元件测量到的信息的多少，控制器控制关闭获得较少信息的多轴传感器或感应元件的测量或降低其测量频率。

本发明是依据在一些情况下，多轴传感器系统的多轴传感器并不需要完全正常开启测量使用，因为相对于部分开启测量使用，全部正常开启测量使用所带来的测量数据并无太大意义，而仅仅部分开启测量使用说获得的测量数据即可满足使用需求。因此，适当地关闭不需要的测量或降低其测量频率，不仅不会影响正常的使用，还可降低系统的功耗，进而延长系统的使用时间。

下面将结合一些实施例对本发明，做进一步的解释说明。

例如，一个多轴磁传感器系统，其包括一个两轴磁传感器，其用在平面上测量地球磁场。这时，磁传感器测量到的磁场的幅度会是连续的，除非方位改变或是受到干扰。若一个轴的测量获得的数值远大于另一个轴。依照概率，几乎不可能同时发生干扰和方位改变，因此测量获得较大磁场数值的轴的输出不会显示任何变化。

在这种情况下，则可通过取消获得较小磁场数值的轴的测量，或是降低其测量频率而保持获得较大磁场数值的轴的测量频率在正常状态，来修改测量方式。此时，磁传感器依旧保持正常的运行，而能量消耗因为第二轴测量所需能量数量的减少而减少。这种修改的测量方式可持续到发现测量获得较大数值的轴的输出发生显著变化为止。

如果多轴磁传感器系统包含的磁传感器是三轴磁传感器，在保证正常运行的情况下，则可根据上述相同的原理关闭一个或两个轴的测量或是或降低其测量频率，来节约能量。

如果磁传感器系统包括有多个磁传感器，则可根据上述相同的原理，在保证系统正常运行的情况下，只保留一个或预定数量（例如。两个、三个等等，具体数量可随需要而定，并无限制）的磁传感器的测量，而关闭其余磁传感器的测量或是或降低其测量频率，来节约能量。

进一步的，多轴传感器系统还可包括加速度传感器，磁传感器和加速度传感器两者配合使用。在一些情况下，加速度传感器可被关闭或是减少测量频率直到测量到磁场发生显著变化。

根据相同的原理，只要系统不移动，加速度传感器也可帮助关闭磁传感器。例如，用作汽车内导航系统的手持装置，而汽车停在交通灯前，手持装置放置在桌上等等。进一步的，而传感器的一个轴保持开启与否可取决于最合适的变化监测以及功耗。

进一步的，磁传感器系统可根据最后的轴和传感器的测量以及使用算法来优化决定何时应用测量频率降低和/或关闭部分系统。

另外，如果多轴传感器系统包含磁传感器、GPS以及地图装置。则在一种实施方式中，来自地图装置和GPS的信息可用来关闭磁传感器。例如，汽车在高速公路的一段无出口的限定范围内，汽车仅能前行或停下，不需要定位磁传感器开启使用。

而在一些特定条件下，GPS的接收器同样也可关闭以节省能量。例如，在单行道的巨大弯道，两轴磁传感器足以通过测量方位获得定位。在交通堵塞或交通灯情况下的向上坡道，一旦汽车上了坡道并且坡度已被记录，如果汽车正沿坡道移动或仍旧停止则仅需使用加速度计进行测量并获得更新信息。

本发明涉及的一种降低多轴传感器系统功耗的方法，其包括有以下步骤：

至少一个多轴传感器在各个轴设置专有的感应元件，各个感应元件测量各个轴的信息；

比较各个多轴传感器测量到的信息和各个感应元件测量到的各个轴的信息多少；

控制关闭获得较少信息的多轴传感器的测量或降低其测量频率，或控制关闭获得较少信息的感应元件的测量或降低其测量频率。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (1)

1.一种低功耗的多轴传感器系统，其特征在于：其包含至少一个多轴传感器、比较器和控制器，所述多轴传感器的各个轴都设置专有的感应元件，所述比较器接收比较各个传感器和各个感应元件测量到的信息的多少，所述控制器控制关闭获得较少信息的多轴传感器或感应元件的测量或降低其测量频率，

所述控制器控制保持获得较多信息的多轴传感器或感应元件的正常测量频率，所述至少一个多轴传感器是两个或两个以上的多轴磁传感器，所述控制器控制关闭获得较少信息的多轴磁传感器的测量或降低其测量频率，

所述多轴传感器包括磁传感器、加速度传感器或GPS，所述多轴传感器为磁传感器和加速度传感器两者配合使用的情况下，所述控制器控制关闭加速度传感器的测量或降低其测量频率直到比较器判断出磁传感器测量到的信息发生显著变化，所述控制器控制关闭磁传感器的测量或降低其测量频率直到比较器判断出加速度传感器测量到的信息发生显著变化，所述多轴传感器为磁传感器和GPS两者配合使用的情况下，所述控制器控制关闭磁传感器的测量或是降低其测量频率直到比较器判断出GPS测量到的信息发生变化，所述控制器控制关闭GPS的测量或是降低其测量频率直到比较器判断出磁传感器测量到的信息发生变化，

所述至少一个多轴传感器是三轴磁传感器，所述控制器控制关闭获得较少信息的一个或两个轴上的感应元件的测量或降低其测量频率，

降低所述多轴传感器系统功耗的方法，其包括有以下步骤：

至少一个多轴传感器在各个轴设置专有的感应元件，各个感应元件测量各个轴的信息，所述多轴传感器包括磁传感器、加速度传感器或GPS；

比较各个多轴传感器测量到的信息和各个感应元件测量到的各个轴的信息多少；

控制关闭获得较少信息的多轴传感器的测量或降低其测量频率，或控制关闭获得较少信息的感应元件的测量或降低其测量频率，所述多轴传感器为磁传感器和加速度传感器两者配合使用的情况下，所述控制器控制关闭加速度传感器的测量或降低其测量频率直到比较器判断出磁传感器测量到的信息发生显著变化，所述控制器控制关闭磁传感器的测量或降低其测量频率直到比较器判断出加速度传感器测量到的信息发生显著变化，所述多轴传感器为磁传感器和GPS两者配合使用的情况下，所述控制器控制关闭磁传感器的测量或是降低其测量频率直到比较器判断出GPS测量到的信息发生变化，所述控制器控制关闭GPS的测量或是降低其测量频率直到比较器判断出磁传感器测量到的信息发生变化；

所述控制关闭步骤中，控制器同时控制保持获得较多信息的多轴传感器或感应元件的正常测量频率。