CN102822626A - 校准在移动装置上的传感器测量 - Google Patents

Abstract

一种耦合磁强计和角速度传感器的装置可使用磁强计数据确定装置的航向。当装置接收到磁强计数据可能不精确的通知时，装置可以使用角速度数据确定装置的航向。当装置确定磁强计数据精确时，装置可以恢复使用磁强计数据确定装置的航向。

Description

校准在移动装置上的传感器测量

技术领域

一般地，本发明涉及校准在移动装置上的传感器测量。

背景技术

角速度传感器被用来测量没有用于参考固定点的对象的旋转速度。因其体积小、重量轻且成本低，微电子机械系统（MEMS）角速度传感器（或MEMS陀螺仪）可以被纳入移动装置中。操作原理基于Coriolis效应。MEMS谐振器被按照某一频率（如，约10kHz）驱动。由于存在角速度，Coriolis效应激发垂直于第一振荡的第二振荡。所述振荡与角速度成正比并可以使用电容方式进行测量。应用的实施例包括但不限于：图像稳定（如，在相机或移动电话中）；用于虚拟现实应用的输入装置；平台稳定；用于游戏控制台的传感器以及用于导航系统的传感器。

MEMS陀螺仪容易受到偏差、标度因子误差和轴线交叉灵敏度以及高频噪音的影响。交叉轴线灵敏度受安装应力的强烈影响，而偏差和标度因子误差的幅度（magnitude）与外部温度相关。例如，陀螺仪偏差的变化近似线性于外部温度的变化。为减轻陀螺仪偏差的影响，可使用已知的数学公式来估计陀螺仪偏差和减去原始的陀螺仪数据。使用已知角速率处的测量的校准可以被用于确定交叉轴线灵敏度。不幸的是，在处理速度、功耗和内存上的限制可以使得这些数学公式对于运行在具有有限资源的移动装置上的应用是不实际的。

发明内容

传感器测量被用来检测纳入传感器的装置何时是静止的。当装置静止时，在当前装置温度处的传感器测量被用来估计模型参数。模型参数可以被用于状态估计器中以提供可以被提供给其他应用的估计姿态。在一些实施方式中，估计的姿态可以被用于减轻在其他传感器测量中的干扰。

与磁强计和角速度传感器耦合的装置使用磁强计数据可以确定装置的航向。当装置接收到磁强计数据可能不精确的指示时，装置可以使用角速度数据确定装置的航向。当装置确定磁强计数据精确时，装置可以恢复使用磁强计数据确定装置的航向。

校准在移动设备上的传感器测量的一个或多个实施方式的细节在附图和下面的说明书中提及。在说明书、附图和权利要求中，将对校准在移动设备上的传感器测量的其它特征、方面和优点进行详细描述。

附图说明

图1是示范性传感器测量校准系统的方框图。

图2是描述由图1的状态估计器所实施的各种示范性过程的流程图。

图3是用于估计模型参数并基于模型参数确定估计姿态的示范性过程的流程图。

图4A描述了依照一些实施方式说明地球磁场的示范性Cartesian坐标系。

图4B描述了依照一些实施方式的示范性二轴磁强计。

图4C是用于使用磁强计数据和角速度数据确定航向的示范性系统的方框图。

图4D是使用磁强计数据和角速度数据确定航向的示范性过程的流程图。

图5是用于实施参照图1-图4的系统和过程的示范性硬件结构的方框图。

在各个图中的相同参考标记指示相同的元件。

具体实施方式

示范性传感器测量校准系统

图1是示范性传感器测量校准系统100的方框图。在一些实施方式中，系统100可以包括角速度传感器102（如，MEMS陀螺仪）、运动监测器104、模型参数估计器106、状态估计器108、校准数据库110、加速度计112和可选的干扰减轻模块114。系统100可以被纳入各种移动装置中，包括但不限于：手持电脑、个人数字助理（PDA）、蜂窝电话、电子输入板、网络设备、数码相机、视频摄像机、智能电话、增强的通用分组无线服务（EGPRS）移动电话、媒体播放器、导航装置、电子邮件装置、游戏控制台，或者这些装置中的任何两种或更多的组合。在一些实施方式中，系统100的组件的一些或全部可以被包括在一个或多个集成电路（IC）芯片中。

在一些实施方式中，可以使用体角速度更新装置的姿态。体角速度可以被表示为角速度矢量

角速度矢量

的分量分别表示在装置的局部坐标系中在x、y和z轴中的角速度。在一些实施方式中，可以使用三个MEMS陀螺仪测量角速度矢量

每一个用于局部坐标系的x、y和z轴的每一个轴上。

一般地，装置姿态可以被表示为如下的参考四元数

${\stackrel{\→}{q}}_{\mathrm{ref}}={\left[\begin{array}{cccc}{q}_x& q_y& q_z& q_w\end{array}\right]}^T,---\left(1\right)$

q_w=cos(f/2)

q_x=J_x sin(f/2)

q_y=J_y sin(f/2)′

q_z=J_z sin(f/2)

其中

f=整个旋转角度。

基于小角度近似的参考四元数变化率公式为：

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{q}}_x\\ {\stackrel{\·}{q}}_y\\ {\stackrel{\·}{q}}_z\\ {\stackrel{\·}{q}}_w\end{array}\right]=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{ccc}{q}_w& -q_z& -q_y\\ q_z& q_w& -q_x\\ q_y& q_x& q_w\\ -q_x& -q_y& -q_z\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_x\\ {\mathrm{\ω}}_y\\ {\mathrm{\ω}}_z\end{array}\right]\mathrm{dt}---\left(2\right)$

公式（2）可以以离散时间被集成，以获得由参考四元数

表示的装置的最终姿态。

角速度矢量被输出自角度传感器102并被输入到运动检测器104中。另外，装置的当前温度T被输入到运动检测器104。当前温度T可以由角度传感器102内或位于装置内的温度传感器提供。在一些实施方式中，角速度矢量

在被输入到运动检测器104之前可以被校正规模。

在一些实施方式中，运动检测器104识别装置何时静止。令

为来自三轴角度传感器102的角速度的最新n个样本，使用角度每秒来表示。令T₁...T_n为对应于角速度

的最新角度传感器温度样本。

在每一个新的校准时间t处，下列数量被按照轴进行更新：

$\stackrel{\‾}{T}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}T.---\left(5\right)$

从方程（3）和（4）处，每轴方差为：

如果装置静止，角速度理论上应为零，如果σ²小于阈值，

可被用作在当前温度处角速度偏差的估计。

（共同地，被称作“校准点”）和校准时间t可以被存储在校准数据库110中。存储在校准数据库110中的具有接近于

的温度

的旧值可以被移除。校准数据库110可以随着装置年限被更新。例如，可以将年龄算法用于基于计划或响应于触发事件将最旧的校准点移除于校准数据库110处。例如，校准数据库110可以被修剪所有除了在每一个1°C温度库中的N个最新校准点。另外，

可以被输入到状态估计器108中作为当前角度传感器偏差的测量值。

在一些实施方式中，模型参数估计器106可以跟踪被存储在校准数据库110中的校准点的线性近似。例如，当校准点被增加到校准数据库110时，模型参数估计器106可在每轴上跟踪下列数量：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i---\left(7\right)$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i^2,---\left(8\right)$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i,---\left(9\right)$

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i{T}_i.---\left(10\right)$

角速度偏差对温度斜率，m，可以根据方程（7）-（10）按照每轴计算为：

$m=[n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i^2-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i\right)}^2][n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\ω}}_i{T}_i\right)-\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i\right)\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i\right)].---\left(11\right)$

角速度偏差对温度偏移，b，可以根据方程（7）-（10）按照每轴计算为：

$b=[n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i^2-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i\right)}^2][\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i^2\right)\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i\right)-\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{T}_i\right)\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i{T}_i\right)].---\left(12\right)$

对于三轴传感器，温度斜率矢量

和温度偏差偏移矢量 $\stackrel{\→}{b}=\left[\begin{array}{ccc}{b}_x& b_y& b_z\end{array}\right]$ 被输入到状态估计器108中，其中这些矢量数量被用来使用幅度估计滤波器计算装置的估计幅度，如参照图2所述。

图2是描述了图1的状态估计器108所实施的各种示范性过程的流程图。在一些实施方式中，状态估计器108可以实施更新路径200-204用于更新状态变量。在本实施例中，角速度传感器102可以是三轴MEMS陀螺仪。

第一路径200可以实施使用温度估计滤波器、当前温度T和自模型参数估计器106接收到的估计温度斜率矢量

的温度估计更新。斜率矢量

和温度偏差偏移矢量

定义了说明用于给定温度T的基偏差矢量的线性模型，所述基偏差矢量

为：

${\stackrel{\→}{b}}_{\mathrm{base}}=\stackrel{\→}{m}*T+\stackrel{\→}{b}.---\left(13\right)$

偏差变化量（delta）矢量

随后可以由给定时间处的真实偏差

和基偏差矢量之间的差定义，如下所述：

$\stackrel{\→}{\mathrm{\β}}{=\stackrel{\→}{b}}_{\mathrm{true}}-{\stackrel{\→}{b}}_{\mathrm{base}},--\left(14\right)$

其中基偏差矢量

说明了长时期的偏差，偏差变化量矢量

说明了本地（实时）方差的偏差。

第二更新路径201可以使用接收自加速度计112的加速度矢量

实施加速度更新。加速度矢量

在其被输入到状态估计器108之前可以被校正规模。如果加速度矢量具有太多动态加速度，则可在状态估计器108没有其他行动的情况下完成更新。如果加速度矢量不具有太多的动态加速度，时间更新可以被实施且可以在装置的本地坐标系中计算重力矢量

重力矢量和其他数量可以被用于如下所述的姿态估计滤波器中。

第三更新路径202可实施陀螺仪更新，通过首先自加速度矢量

处减去基偏差矢量

以生成温度补偿角速度矢量

并随后从补偿角速度矢量

中减去偏差变化量矢量

以生成估计角速度矢量 $\widehat{\stackrel{\→}{\mathrm{\ω}}}=({\stackrel{\→}{\mathrm{\ω}}}_c-\mathrm{\β})=\left[\begin{array}{ccc}{\widehat{\mathrm{\ω}}}_x& {\widehat{\mathrm{\ω}}}_y& {\widehat{\mathrm{\ω}}}_z\end{array}\right],$ 并将估计的角速度矢量存入缓冲区中。可使用以下方程（15）传播参考四元数

${\stackrel{\→}{q}}_{\mathrm{ref}}=q_{\mathrm{delta}}\⊗{\stackrel{\→}{q}}_{\mathrm{ref}},---\left(15\right)$

其中是四元数乘法。

也可使用更新四元数的其他近似或公式或直接余弦矩阵公式。如果估计的角速度矢量

偏离于实际角速度矢量

可以实施时间更新。如果温度补偿角速度矢量

的幅度小于一些预定阈值，则低通滤波器（LPF）可以如下所述方式进行更新。

第四更新路径203可以实施陀螺仪偏差更新，通过计算估计的角速度矢量

和使用姿态估计滤波器更新偏差变化量矢量

的状态。

第五更新途径204可以实施陀螺仪偏差线性拟合更新，通过使用所提供的新模型替换在姿态估计滤波器中的温度偏差模型，适当地更新偏差变化量矢量

和LPF。

示范性Kalman滤波器公式

可以使用Kalman滤波器公式实施参照如上的温度估计滤波器和姿态估计滤波器以提高精度。在一些实施方式中，可以使用两个独立的Kalman滤波器：一个用于估计温度，一个用于估计姿态。因为计算效率的原因，以及逻辑上的原因，这些Kalman滤波器可以被解耦。

在一些实施方式中，温度估计滤波器可以是经典的Kalman滤波器，采用温度T和温度速率

作为状态。温度估计滤波器状态和温度估计滤波器转换矩阵可以被表示为：

$X=\left(\begin{array}{c}T\\ \stackrel{\·}{T}\end{array}\right),---\left(16\right)$

$\mathrm{\φ}=\left(\begin{array}{cc}1& \mathrm{\Δt}\\ 0& 1\end{array}\right).---\left(17\right)$

姿态估计滤波器可以基于乘法扩展Kalman滤波器公式。所述滤波器可以使用补偿角速度矢量

传播参考四元数姿态估计滤波器状态可以包括自参考四元数

和偏差变化量矢量导出的本地姿态误差矢量

用于加速度计的姿态估计滤波器状态X、转换矩阵Φ、姿态处理噪声矩阵Q和测量矩阵H可以按如下所示以连续时间格式表示为：

$X=\left(\begin{array}{c}\stackrel{\→}{\mathrm{\θ}}\\ \stackrel{\→}{\mathrm{\β}}\end{array}\right),---\left(18\right)$

$\mathrm{\φ}=\left(\begin{array}{cc}-{\left|\stackrel{\→}{\mathrm{\ω}}\right|}_x& -I_{3x3}\\ O_{3x3}& -{\mathrm{\λ}}^{-1}\·I_{3x3}\end{array}\right),---\left(19\right)$

$Q=\left(\begin{array}{cc}\mathrm{diag}\left(N_{\mathrm{\θ}}\right)& O_{3x3}\\ O_{3x3}& \mathrm{diag}\left(N_{\mathrm{\β}}\right)\end{array}\right),---\left(20\right)$

$H_{\mathrm{acc}}=\left(\begin{array}{cc}{\left|\widehat{\stackrel{\→}{g}}\right|}_x& O_{3x3}\end{array}\right),---\left(21\right)$

H_acc=(O_3x3 I_3x3)                 （22）

其中λ是Gauss-Markov时间常数，Q_nxm是n x m的零矩阵，I_nxm是nxm的单位矩阵，

是左交叉乘积矩阵。

实际上，第二阶离散近似可以用于姿态估计滤波器和温度估计滤波器。在上述公式中，假定用于姿态误差和偏差的处理噪声矩阵Q是独立的，因此可以由对角矩阵N_θ和N_β所指定。测量矩阵可以是加速度测量矩阵，其可以根据由参考四元数

生成的重力

的滤波器当前估计进行定义。用于温度估计滤波器和姿态估计滤波器的测量噪声矩阵R被假定对角且具有可以凭经验使用模拟或其他公知的统计方法确定的数量。凭经验使用模拟或其他已知的统计方法也可以选择误差协方差矩阵P的初始值。

以上所述的这些矩阵可以被用于扩展的Kalman滤波器公式中，其包括如下时间更新阶段和测量更新阶段：

A.时间更新

1.传播状态

${{\widehat{\stackrel{\→}{x}}}^{-}}_k=\mathrm{\Φ}{\widehat{\stackrel{\→}{x}}}_{k-1}+B{\stackrel{\→}{u}}_{k-1}$

2.传播误差协方差

$P_k^{-}=\mathrm{\Φ}{P}_{k-1}{\mathrm{\Φ}}^T+Q$

B.测量更新

1.计算Kalman增益

$K_k=P_k^{-}{H}^T{({\mathrm{HP}}_k^{-}{H}^T+R)}^{-1}$

2.使用测量和Kalman增益更新估计

${\widehat{\stackrel{\→}{x}}}_k={\widehat{\stackrel{\→}{x}}}_k^{-}+K_k({\stackrel{\→}{z}}_k-H{\widehat{\stackrel{\→}{x}}}_k^{-})$

3.使用Kalman增益更新误差协方差

$P_k=(I-K_{k}H)P_k^{-}$

低通偏差估计

可以存在最终有助于陀螺仪偏差估计的多个组件。一般地，这些组件可以被分为两类：偏差/温度模型和来自温度模型的偏差变化量。

一般地，温度/偏差关系被维护在系统100中，其定义了用于随时间的给定温度的评价偏差值。这是一种长期的关系。来自给定温度的平均偏差的较短期变化——偏差变化量矢量

——可以被假定为Gauss-Markov噪声模型。

可通过Kalman滤波器公式更新偏差变化量矢量。这些矢量可以来自三个方式之一：通过加速度测量更新，来自运动检测器104的直接测量更新或来自LPF的直接测量更新。

在一些实施方式中，温度补偿角速度矢量的长期运动平均值可以是偏差变化量矢量

的早期估计。可以将LPF实施为具有动态更新速度的第一阶自回归滤波器LPF_n=α_n·LPF_n-1+(1-α_n)·ω_n。补偿角速度矢量

值被送往LPF，如果这些值小于关于补偿角速度矢量幅度的预定阈值的话。如果的幅度较大，则可以选择较大的更新速度α_n，如果

的幅度较小，则可以选择较小的更新速度。

可以周期性地（如，5Hz）将这种估计用于对姿态估计滤波器的直接测量。可以大致根据LPF已运行的时间来修改测量噪声。LPF的目的在于允许在存在显著不确定性的区域中的

更新，如通过姿态估计滤波器协方差矩阵所定义的一样。即使当装置缓慢移动时，也可实施这些更新。

示范性干扰减轻模块

可选的干扰减轻模块114可使用状态估计器108所输出的参考四元数以检测外部磁场矢量中的变化。模块保持跟踪最后知道的时间k处磁强计测量矢量

和可由状态估计器108提供（如通过

提供）的时间k处装置的估计姿态A_k。模块114将磁强计测量矢量

转换为使用A_k的逆矩阵在参考全局坐标系中的估计磁场矢量：

${{\stackrel{\→}{m}}_k}^w=A_k^{-1}{\stackrel{\→}{m}}_k.---\left(23\right)$

参考全局坐标系可以包括与装置估计姿态A_k的参考坐标系相同的坐标系。在时间k处被转换的估计磁场矢量可以被存储在存储装置中，作为参考用于确定后续磁强计测量矢量是否受制于干扰。

在时间i处的每一个纠正偏移的磁强计测量矢量

处，模块114读出在时间i处当前估计的姿态A_i，并构建在时间i处的合成磁强计测量矢量

${\stackrel{\→}{m}}_i^s=A_i^{-1}{\stackrel{\→}{m}}_k^w.$

使用由RotationMatrix所表示的姿态（如，A_i）和由MagneticGlobalFrame（如，

）所表示的估计磁场矢量计算合成磁强计测量矢量gyroCompassMagnetic（如，

）的示范性伪代码如下。

gyroCompassMagnetic＝(RotationMatrix.mult(MagneticGlobalFrame))；

如果在参考全局坐标系中表示的磁强计测量矢量

基本上是常数，则在矢量

和

之间的角度

应为零。当在预定窗口内θ_i的方差低于阈值时，不存在其他被展现的磁强计干扰的已知源（如，震动源），纠正偏移的磁强计测量矢量

可以被用于计算罗盘航向。或者，合成磁强计测量矢量

可以被用于计算罗盘航向。窗口可包括包含一个或多个磁强计测量值的时间周期。以下列出了用于计算θ_i方差的示范性伪代码。

//deltaAngle是内角，在magnetic（如，

）和

//gyroCompassMagnetic（如，

）之间。

float deltaAngle=(magnetic.interiorAngle(gyroCompassMagnetic));

//AngleVariance是合计数据的运行缓冲区

AngleVariance.addSample(deltaAngle*deltaAngle);

//varAngle是方差的平方

float varAngle=(AngleVariance.getSum()/AngleVariance.getCurrentSize());

在一些实施方式中，磁强计测量矢量幅度的方差可以被用于作为角度θ_i的方差的补充或替换。当幅度方差满足阈值时，纠正偏移的磁强计测量矢量

可以被用于计算罗盘航向。否则，合成磁强计测量矢量可以被用于计算罗盘航向。以下列出了用于计算矢量幅度的示范性伪代码。

//计算具有三个分量x、y和z的矢量的幅度。

mag()const{

    return sqrt(x*x+y*y+z*z);

}

在一些实施方式中，磁强计测量矢量的内倾角（inclination）方差可以被用于作为角度θ_i方差和/或幅度方差的补充或替换。当内倾角的方差满足阈值时，纠正偏移的磁强计测量矢量

可以被用于计算罗盘航向。否则，合成磁强计测量矢量

可以被用于计算罗盘航向。以下列出了用于计算磁强计测量矢量magnetic的内倾角的示范性伪代码。

//在磁性矢量magnetic（如，）和重力矢量之间的内倾角

//gravity（如，

）。

Inclination=90.0f-(magnetic.interiorAngle(gravity))；

θ_i的方差、幅度的方差和内倾角的方差可被独立地或组合地用于控制在磁强计模式和粗略模式之间选择的模式选择器。在磁强计模式中，纠正偏移的磁强计测量矢量

可以被用于计算罗盘航向。在粗略模式中，合成磁强计测量矢量

可以被用于计算罗盘航向。

模式选择器可以由数据的观察所触发。可以使用用于θ_i方差、幅度方差和内倾角方差的各种阈值配置模式选择器。当满足一个或多个第一阈值时，可以使用合成磁强计测量矢量

计算罗盘航向；当满足一个或多个第二阈值时，可以使用纠正偏移的磁强计测量矢量

计算罗盘航向。以下列出了自磁强计模式切换到粗略模式的示范性伪代码。

//varMagnitude可以测量幅度方差。varInclination可以测量

//内倾角方差。MaxAngleVariance、MaxMagnitudeVariance和

//MaxInclinationVariance是各自的阈值。

当参考全局坐标系中的估计磁场矢量被存储在存储装置上时，可以被周期性更新或基于请求更新。在一些实施方式中，当罗盘校准改进时，或当θ_i方差、幅度方差和内倾角方差的至少一个落在阈值之下时，参考全局坐标系中的估计磁场矢量可以被更新。下面列出了用于存储在参考全局坐标系中估计的磁场矢量的示范性伪代码。

示范性传感器校准过程流程

图3是用于估计模型参数并基于估计的模型参数确定估计姿态的示范性过程300的流程图。过程300可以由装置的传感器数据校准系统所实施，如传感器测量校准系统100。

在一些实施方式中，过程300可以通过确定装置是否静止（302）开始。例如，运动检测器（如，运动检测器104）可以使用来自角速度传感器（如，MEMS陀螺仪）的角速度以确定装置是否静止。在一些实施方式中，窗口平均角速度的方差可以与阈值比较以确定装置是否静止，如参照图1所述。在其他实施方式中，其他传感器数据可以用来检测装置何时静止，如来自加速度计112的加速度。

如果装置被确定为静止（304），校准机会存在且当前温度的窗口平均偏差矢量可以基于由角速度传感器所输出的角速度数据进行计算（306）。窗口平均偏差矢量和相应温度可以被存入校准数据库中（308）。可以从偏差矢量和被存入校准数据库的温度直接的线性拟合计算模型参数（310）。使用模型参数可以确定装置的估计姿态（312）。可在两个独立的估计滤波器中进行估计：一个滤波器用于估计温度，一个滤波器用于估计姿态。可以使用Kalman滤波器公式实施这些估计滤波器。估计的姿态可以随机被用于减轻在其他传感器测量中的干扰（314），如磁强计测量。

地球的磁场－概述

图4A描述了依照一些实施方式说明地球磁场的示范性Cartesian坐标系。地球磁场矢量

可以由正交分量X（北方的强度）、Y（东方的强度）和Z（垂直的强度，正向下）、总强度F、水平强度H、内倾角（或倾角（dip））I和偏角（或磁场变化）D来说明。可以使用以下方程从正交分量计算偏角、内倾角和总强度

$D=\arctan \left(\frac{Y}{X}\right),---\left(24\right)$

$I=\arctan \left(\frac{Z}{H}\right),---\left(25\right)$

$F=\sqrt{H^2+Z^2},$ 和                        （26）

其中H为

$H=\sqrt{X^2+Y^2}.---\left(27\right)$

角度Φ可以被定义为在磁场矢量和地球重力加速度矢量

（与地球磁场矢量的Z分量对齐）之间的角度。角度Φ可以通过内倾角I或Φ＝90°－I确定。在地球上的任意给定位置处，总强度F是常数，不考虑磁强计的方向。另外，在地球上的任意给定位置处，角度Φ是常数，不考虑磁强计的方向。磁场强度的国际单位制（SI）单位最常用的是特斯拉（Tesla）。

图4B描述了依照一些实施方式的示范性二轴磁强计。磁强计可以是二轴或三轴的，此处所述的过程适用于两种类型的传感器。为简洁起见，仅仅说明了二轴的磁强计。

在一些实施方式中，二轴磁强计传感器配置100可用于计算各种应用的航向，包括运行在移动装置上的应用。传感器配置100可包括被正交安装在板、基底或其他安装表面上的两个磁场传感器402、404。磁场传感器402、404可以被包括在具有或不具有其他传感器的集成电路（IC）封装中，如加速度计和陀螺仪。

传感器配置400可被用于包含磁场干扰的主系统环境中。由于地球磁场是弱场（~0.5Gauss），附近磁性对象（与移动装置位于相同的位置）可以干扰对传感器402、404进行的精确测量。校准过程可以被用于分离和移除本地磁干扰。一个技术是确定可以从传感器测量值中被减去以获得地球磁场精确测量的偏移或偏移矢量。对于三轴传感器，第三分量Z也可以使用偏移来调整。

在用于二轴磁强计的一个示范性校准过程中，每一个航向计算均可被假定为使用多个有效X和Y传感器航向做出，可使用每一个航向之间的最小延迟进行。对于这种传感器配置，传感器402、404相互成直角并相对于地球表面齐平。按照惯例，X轴的正端指向北且Y轴的正端指向东。对于本实施例，在校准期间获取彼此相隔180度的两个连续传感器的读数。这些测量可以由（X1,Y1）和（X2,Y2）表示。在没有任何干扰场的情况下测量的任意给定方向中的地球磁场可以由偏移对（XE,YE）表示。磁场干扰可以由（X_offset,Y_offset）表示。这两个传感器的读数可利用这些数学惯例表示为：

X1=X_E+X_offset；                    （28）

Y1=Y_E+Y_offset；

X2=-X_E+X_offset；和

Y2=-Y_E+Y_offset。

假定根据主系统安装磁强计（如，磁强计被安装在移动电话中），在校准期间所采用的读数（X1,Y1）和（X2,Y2）均包含了相同的干扰值（X_offset,Y_offset）。由于在校准期间所采用的磁强计读数是相隔180度，这些读数是相等的但符号相反。解出上述方程以获得X_offset和Y_offset的结果

X_offset=(X1+X2)/2，和             （29）

Y_offset=(Y1+Y2)/2。

这些传感器读数的测量值可以表示为（X_E,Y_E）。在一些实施方式中，航向的基本计算可以使用X_E和Y_E以及以下方程来实施：

A_heading=arctan(Y_E,X_E)，          （30）

其中，基于X_E和Y_E的符号，结果航向A_heading可被映射到正确的四元数中。通过磁强计所提供的测量值计算的航向A_heading，是可以通过将偏角与航向A_heading合并以识别与真正北方相关的航向而被纠正的磁场航向。

其他实施方式也是可能的。例如，也可以基于自加速度计获得的装置的方向、内倾角、GPS和其他类型的纠正或校准来校准航向。

一旦确定了这些偏移，可以将这些偏移从后续传感器读数（X3,Y3）处减去。

X_E＝X3-X_offset，          （31）

Y_E=Y3-Y_offset。

如果磁强计被包括在移动装置中，如移动电话，则本地磁干扰可以改变。例如，如果用户将移动装置（包含磁强计）安装在车中，则车中的磁性对象可以改变本地干扰，这可能导致校准偏移无效。如果这些偏移无效，则磁强计可以实施重新校准过程以生成新的偏移。如果经常实施该重新校准过程，用户将感觉较为乏味，并且该重新校准过程可能需要用户通过多个角度操纵移动装置。

图4C是用于使用磁强计数据和角速度数据确定航向的示范性系统410的方框图。系统410可以是移动装置的子系统。系统410可以包括模式选择器412。可配置模式选择器412以在磁强计模式和粗略模式之间切换。所述切换可基于送入模式选择器412中的磁强计测量的质量，或一个或多个磁干扰通知。

送入模式选择器412的第一个输入集可以包括纠正偏移的磁强计测量值，如参照图1所述。

送入模式选择器412的第二个输入集可包括由合成器414所生成的合成磁强计测量值。合成器414可使用在参考全局坐标系中的估计磁场矢量和移动装置的姿态生成合成的磁强计测量值。

模式选择器412可基于纠正偏移的磁强计测量值的质量在磁强计模式和粗略模式之间进行切换。例如，可测量在纠正偏移的磁强计测量值和合成的磁强计测量值之间的差（由内角测量）。可计算差的方差。如果方差达到或超过阈值，模式选择器412可以切换到粗略模式。如果方差低于阈值，模式选择器412可切换到磁强计模式。

在一些实施方式中，模式选择器412可以基于磁强计测量值实施切换。如果磁强计测量值包括幅度方差和/或内倾角达到或超过阈值，模式选择器412可以切换到粗略模式。否则，模式选择器412可以切换到磁强计模式。

在一些实施方式中，模式选择器412可基于通知在磁强计模式和粗略模式之间进行切换。通知可包括磁干扰已经发生或即将发生的指示。模式选择器412可以从磁强计模式切换到粗略模式，以对通知做出响应。例如，如果移动装置的扬声器即将激活，可以将通知发送到模式选择器412。基于通知的接收，模式选择器412可以进入粗略模式以避免来自扬声器的磁干扰。

由模式选择器412所选择的纠正偏移的磁强计测量值和合成的磁强计测量值之一可被送往航向计算器416。航向计算器416可以计算移动装置的航向，并将航向提供给应用程序（如，罗盘程序或地图程序）。航向可以被输出到音频或可视输出装置中。

图4D是使用磁强计数据和角速度数据确定航向的示范性过程430的流程图。为方便起见，将参照实施过程430的系统（如，系统410）对过程430进行说明。

系统可使用磁强计数据确定（432）移动装置的航向。使用磁强计数据确定航向可包括使用诸如图1所述的纠正偏移磁强计数据确定航向。

系统可以接收（434）磁强计数据可能不精确的指示。指示可以包括确定或通知磁强计数据的质量。

为确定磁强计数据的质量，系统可以将参考全局坐标系中的估计磁场矢量存储到存储装置上。系统可以使用确定精确的历史磁强计数据（如，在时间k处的磁强计测量矢量

）和在时间上对应于精确历史磁强计数据的历史角速度数据（如，在时间k处的移动装置估计姿态A_k的逆矩阵）来生成参考全局坐标系的估计磁场矢量。

使用当前角速度数据（如，在时间i处移动装置的当前估计姿态A_i）和参考全局坐标系的估计磁场矢量，移动装置可以生成合成的磁强计数据。合成的磁强计数据可以包括在时间i处合成的磁强计测量矢量

系统可以使用合成的磁强计数据确定移动装置的航向。

在一些实施方式中，接收磁强计数据可能不精确的指示可以包括确定在磁强计数据样本中磁矢量的多个幅度，以及确定这些幅度的方差满足阈值。这些磁矢量可以包括在样本窗口中被测量的磁矢量（如，最新n个被测量的磁矢量）。

在一些实施方式中，接收磁强计数据可能不精确的指示可以包括确定在磁强计数据样本中磁矢量的多个内倾角以及确定这些内倾角的方差满足阈值。可以基于磁矢量和本地重力加速度矢量之间的角度来确定每一个内倾角。

接收（434）磁强计数据可能不精确的指示可以包括接收磁干扰已经发生或将发生的通知。可从至少汲取了阈值电流量的移动装置的组件生成磁干扰。在一些实施方式中，可从移动装置的扬声器、相机或振动器生成磁干扰。

响应于磁强计数据可能不精确的接收指示，系统可以使用角速度数据确定（436）移动装置的航向。使用角速度数据确定移动装置的航向可以包括使用合成磁强计数据确定移动装置的航向。

系统可以确定（438）磁强计数据在精度范围内是精确的。确定磁强计数据在精度范围内是精确的可以包括确定在合成磁强计数据矢量（如，合成磁强计测量矢量

）和磁强计数据矢量（如，磁强计测量矢量

）之间的角度（如，θ_i）方差满足阈值。基于磁强计数据在精度范围内是精确的确定，系统可以恢复使用磁强计数据确定（432）移动装置的航向。如果在精度范围内的磁强计数据不精确，则系统可以继续使用角速度数据确定（436）航向。

示范性装置体系结构

图5是用于实施参照图1-3的传感器校准系统100和过程的示范性装置硬件体系结构的方框图。该装置可以包括存储器接口502，一个或多个数据处理器，图像处理器和/或处理器504和外设接口506。存储器接口502，一个或多个处理器504和/或外设接口506可以是独立组件或可以被集成到一个或多个集成电路中。例如，可通过一个或多个通信总线或信号线耦合在装置的各种组件中。

传感器、装置和子系统可以被耦合到外设接口506以实现多个功能。例如，角速度传感器510（如，MEMS陀螺仪）、磁强计传感器512。位置处理器514（如，GPS接收机）可以被连接到外设接口506以提供地理定位。加速度计516也可以被连接到外设接口506上以提供可以用于确定移动装置移动速度和方向改变的数据。

相机子系统520和光学传感器522，如电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）光学传感器，可以被用于实现相机功能，如记录图片和视频片段。

可以通过一个或多个无线通信子系统524实现通信功能，所述无线通信子系统524可以包括射频接收机和发射机和/或光学（如，红外）接收机和发射机。通信子系统524的特定设计和实施方式可以基于其上计划操作移动装置的通信网络。例如，移动装置可以包括被设计用来在GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、Wi-Fi或WiMax网络和蓝牙网络上操作的通信子系统524。特别地，无线通信子系统524可以包括托管协议，使得移动装置可以被配置为用于其他无线装置的基站。

音频子系统526可以被耦合到扬声器528和麦克风530上，以实现语音使能功能，如语音识别、语音复制、数字记录和电话功能。

I/O子系统540可以包括触摸屏控制器542和/或其他输入控制器544。触摸屏控制器542可以被耦合到触摸屏546或键盘上。例如，使用任意一种触摸感应技术，包括但不限于电容式、电阻式、红外和表面声波技术，与用于确定与触摸屏546接触的一个或多个点的其他接近传感器阵列或其他元件一样，触摸屏546和触摸屏控制器542可以检测其中的接触和移动或断开。

其他输入控制器544可以被耦合到其他输入/控制装置548中，如一个或多个按钮、摇杆开关、拇指轮、红外端口、USB端口和/或如触控笔之类的指针装置。所述一个或多个按钮（未示出）可以包括用于扬声器528和/或麦克风530的音量控制的向上/向下按钮。

在一个实施方式中，按照第一持续时间段按压按钮可能松开触摸屏或键盘546的锁定；按照长于第一持续时间段的第二持续时间段按压按钮可能打开电源使得装置打开或关闭。用户可能能定制一个或多个按钮的功能。例如，触摸屏546也可用于实施虚拟或软按钮和/或键盘。

在一些实施方式中，装置可以展现已记录的音频和/或视频文件，如MP3、AAC和MPEG文件。在一些实施方式中，装置可以包括MP3播放器的功能。

存储器接口502可以被耦合到存储器550上。存储器550可以包括高速随机访问存储器和/或非易失性存储器，如一个或多个磁盘存储装置、一个或多个光学存储装置和/或闪存（如，NAND、NOR）。存储器550可以存储操作系统552，如Darwin、RTXC、LINUX、UNIX、OS X、WINDOWS或如VxWorks的嵌入式操作系统。操作系统552可以包括用于处置基本系统业务及用于实施硬件相关任务的指令。在一些实施方式中，操作系统552可以包括内核（如，UNIX内核）。

存储器550也可以存储通信指令554以实现与一个或多个附加装置、一个或多个计算机和/或一个或多个服务器的通信。存储器550可能包括实现图形用户节目处理的图形用户接口指令556；实现传感器相关处理和功能的传感器处理指令558；实现电话相关处理和功能的电话指令560；实现电子消息相关处理和功能的电子消息指令562；实现网页浏览相关处理和功能的网页浏览指令564；实现媒体处理相关处理和功能的媒体处理指令566；实现GPS和导航相关处理和指令的GPS/导航指令568；和实现相机相关处理和功能的相机指令570。存储器550也可能存储其他软件指令（未图示），如安全指令，实现网页视频相关处理和功能的网页视频指令，和/或实现网页购物相关处理和功能的网页购物指令。在一些实施方式中，媒体处理指令566被划分为音频处理指令和视频处理指令，以分别实现音频处理相关处理和功能和视频处理相关处理和功能。激活记录和国际移动设备识别码（IMEI）或类似的硬件标识符也可存储在存储器550中。存储器550可以包括磁强计数据572和一个或多个估计的磁场矢量574。

上述每一个识别指令和应用可以对应于用于实施上述一个或多个功能的指令集。这些指令不需要作为单独的软件程序、过程或模块来执行。存储器550可包括附加指令或更少的指令。而且，移动装置的各种功能可以硬件和/或软件的形式进行实施，包括一个或多个信号处理和/或专用的集成电路。

所述特征可以数字电子电路、计算机硬件、固件、软件或其组合的形式实施。这些特征可以在计算机程序产品中实施，有形地被体现在信息载体中，如机器可读存储装置，用于执行可编程处理器；可以由通过操作输入数据并生成输出执行指令程序以实施所述实施方式功能的可编程处理器实施方法步骤。可替换或补充地，这些程序指令可以被编码在人工生成信号的传播信号上，如，机器生成的电、光或电磁信号，其生成旨在编码信息来回传输到合适的接收设备处以用于执行可编程处理器。

所述特征可被有利地实施在可编程系统上可执行的一个或多个计算机程序中，所述可编程系统包括至少一个可编程处理器，被耦合以从数据存储系统接收数据和指令，并向数据存储系统传送数据和指令，所述可编程系统还至少一个输入装置和至少一个输出装置。计算机程序是一组指令，可用于直接或间接在计算机中用以实施某一活动或者带来某种结果。计算机程序可被写于任意形式的编程语言（如，Objective-C语言、Java）中，包括编译或解释语言，其可以被部署于任意形式，包括作为独立的程序或模块、组件、子程序或其他适用在计算环境中使用的单元。

通过实施例的方式，用于指令程序执行的合适处理器包括，一般和专用的微处理器，和单个处理器或多处理器或核之一。一般地，处理器将从只读存储器或随机存储器或两种存储器接收指令和数据。计算机的基本元件是执行指令的处理器和存储指令和数据的一个或多个存储器。一般地，计算机也将包括，或可操作地耦合以与存储数据文件的一个或多个主存储装置通信；这些装置包括磁盘，如内部硬盘和可移动盘、磁光盘和光盘。适于有形地体现计算机程序指令和数据的存储装置包括所有形式的非易失性存储器，包括通过实施例方式的半导体存储器装置，如EPROM、EEPROM和闪存装置；诸如内部硬盘和可移动盘磁盘、磁光盘、CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可经ASIC（专用集成电路）辅助或纳入。

为提供与用户的交互，这些特征可用于具有向用户显示信息的诸如CRT（阴极射线管）或LCD（液晶显示器）监视器的显示装置，以及键盘和用户可以向计算机输入的诸如鼠标或跟踪球的定点装置的计算机上。

这些特征可以在计算机系统中实施，所述计算机系统包括后端组件，如数据服务器，或包括中间件组件，如应用服务器或互联网服务器，或包括前端组件，如作为具有图形用户界面或互联网浏览器或其任意组合的客户端计算机。系统的这些组件可以通过如通信网络之类的数字数据通信的任何形式或介质连接。通信网络的实施例包括LAN、WAN和形成互联网的计算机和网络。

计算机系统可以包括客户端和服务器。一般地，客户端和服务器都是彼此远离并典型地通过网络进行交互。客户端和服务器的关系通过运行在各自计算机上并彼此具有客户端－服务器关系的计算机程序产生。

可使用API来实施所公开的实施方案中的一个或多个特征或步骤。API可以定义在调用应用和提供服务、提供数据或实施操作或计算的其他软件代码（如，操作系统、库存程序、功能）之间的一个或多个参数。

API可以被实施为程序代码中的一个或多个调用，所述程序代码基于在API规范文档中定义的调用惯例通过参数列表或其他结构发送或接收一个或多个参数。参数可以是常量、键、数据结构、对象、对象的类、变量、数据类型、指针、数组、列表或另一个调用。可以任意编程语言实施API调用和参数。编程语言可以定义程序员将用来访问支持API函数的词汇和调用惯例。

在一些实施方式中，API调用可以报告应用运行所述应用的装置的能力，如输入能力、输出能力、处理能力、功率能力、通信能力等。

已经说明了多个实施方式。然而，应当理解的是，可进行各种修改。例如，一个或多个实施方式的元件可以被组合、删除、修改或补充以形成进一步的实施方式。作为又一实施例，在附图中描绘的逻辑流程不要求所示的特定顺序或相继次序以得到期望的结果。此外，从所述流程处可以提供其他步骤或可以消除步骤，其它组件可添加到所述系统中，或从所述系统中移除。相应地，其他实施方式在下述权利要求范围之内。

Claims (38)

1.一种由移动装置的一个或多个处理器实施的计算机实施方法，包括：

从装载在移动装置上的传感器处接收传感器测量值；

基于所述传感器测量值确定装置是否静止；

如果装置静止，则从所述传感器测量值针对当前温度计算一个或多个模型参数；以及

使用所述一个或多个模型参数估计装置的姿态，其中所述估计包括独立地估计温度和测量偏差。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

使用所估计的姿态减轻在其他传感器测量值中的干扰。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器测量值是角速度，并且所述模型参数包括测量偏差和温度斜率。

4.根据权利要求1所述的方法，其中确定装置是否静止包括：

从窗口平均传感器测量值计算方差；以及

确定所述方差是否超出阈值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中计算一个或多个模型参数包括：

计算校准点和温度斜率的线性拟合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中估计姿态包括：

使用具有包括温度和温度速率的滤波器状态的第一估计滤波器估计温度；以及

使用具有包括本地姿态误差和测量偏差的滤波器状态的第二估计滤波器估计装置的姿态。

7.根据权利要求6所述的方法，其中第一和第二估计滤波器是Kalman滤波器公式。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

维护温度补偿角速度的运动平均值作为测量偏差的估计。

9.根据权利要求8所述的方法，其中维护运动平均值包括：

使用具有基于角速度幅度而选择的动态更新速度的低通滤波器对角速度进行滤波。

10.一种用于估计移动装置的姿态的系统，包括：

传感器，该传感器装载在移动装置上；和

处理器，该处理器耦合到所述传感器并被配置用来执行指令，所述指令使得所述处理器基于传感器测量值确定装置是否静止，以及如果装置静止，则从所述传感器测量值针对当前温度计算一个或多个模型参数，并使用所述一个或多个模型参数估计装置的姿态，其中所述估计包括独立地估计温度和测量偏差。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置为执行指令以使用所估计的姿态减轻在其他传感器测量值中的干扰。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述传感器测量值是角速度，并且所述模型参数包括测量偏差和温度斜率。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置为执行指令以从窗口平均传感器测量值计算方差，并确定方差是否超出阈值。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置为执行指令以计算校准点和温度斜率的线性拟合。

15.根据权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置为执行指令，以使用具有包括温度和温度速率的滤波器状态的第一估计滤波器估计温度，和使用具有包括本地姿态误差和测量偏差的滤波器状态的第二估计滤波器估计装置的姿态。

16.根据权利要求15所述的系统，其中第一和第二估计滤波器是Kalman滤波器公式。

17.根据权利要求10所述的系统，其中所述处理器被配置为执行指令，以维护温度补偿角速度的运动平均值作为测量偏差的估计。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述处理器被配置为执行指令，以使用具有基于角速度幅度而选择的动态更新速度的低通滤波器对角速度进行滤波。

19.一种由移动装置的一个或多个处理器实施的计算机实施方法，包括：

使用磁强计数据确定移动装置的航向；

接收所述磁强计数据可能不精确的指示；

响应于接收到的指示，使用角速度数据确定所述移动装置的航向；

确定所述磁强计数据在精度范围内是精确的；以及

在确定所述磁强计数据在所述精度范围内是精确的后，恢复使用所述磁强计数据确定所述移动装置的航向。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括将估计磁场矢量存入参考全局坐标系中，所述参考全局坐标系中的估计磁场矢量是使用被确定为精确的历史磁强计数据和在时间上对应于该精确的历史磁强计数据的历史角速度数据而生成的。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括使用在所述参考全局坐标系中的估计磁场矢量和当前角速度数据生成合成磁强计数据。

22.根据权利要求21所述的方法，其中确定磁强计数据在精度范围内是精确的包括确定在所述合成磁强计数据的矢量和磁强计数据的矢量之间的角度的方差满足阈值。

23.根据权利要求21所述的方法，其中使用角速度数据确定移动装置的航向包括使用合成磁强计数据确定所述移动装置的航向。

24.根据权利要求19所述的方法，其中接收磁强计数据可能不精确的指示包括接收将出现磁干扰的通知。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述磁干扰是从至少汲取了阈值电流量的移动装置的组件生成的。

26.根据权利要求24所述的方法，其中从所述移动装置的组件生成磁干扰，所述组件包括扬声器、相机和振动器中的至少一个。

27.根据权利要求19所述的方法，其中接收磁强计数据可能不精确的指示包括：

确定在磁强计数据的样本中磁矢量的多个幅度；以及

确定所述幅度的方差满足阈值。

28.根据权利要求19所述的方法，其中接收磁强计数据可能不精确的指示包括：

确定在磁强计数据的样本中磁矢量的多个内倾角；以及

确定所述内倾角的方差满足阈值。

29.根据权利要求28所述的方法，其中每个所述内倾角是基于磁矢量和重力加速度矢量之间的角度而确定的。

30.一种有形地存储在移动装置上的计算机程序产品，可操作用来使得所述移动装置实施操作，所述操作包括：

使用磁强计数据确定所述移动装置的航向；

接收所述磁强计数据可能不精确的指示；

响应于接收到的指示，使用角速度数据确定所述移动装置的航向；

确定所述磁强计数据在精度范围内是精确的；以及

在确定所述磁强计数据在所述精度范围内是精确的后，恢复使用所述磁强计数据确定所述移动装置的航向。

31.根据权利要求30所述的产品，所述操作进一步包括将估计磁场矢量存入参考全局坐标系中，所述参考全局坐标系中的估计磁场矢量是使用被确定为精确的历史磁强计数据和在时间上对应于该精确的历史磁强计数据的历史角速度数据而生成的。

32.根据权利要求31所述的产品，所述操作进一步包括使用在所述参考全局坐标系中的估计磁场矢量和当前角速度数据生成合成磁强计数据。

33.根据权利要求32所述的产品，其中确定磁强计数据在精度范围内是精确的包括确定在所述合成磁强计数据的矢量和磁强计数据的矢量之间的角度的方差满足阈值。

34.根据权利要求32所述的产品，其中使用角速度数据确定移动装置的航向包括使用所述合成磁强计数据确定所述移动装置的航向。

35.根据权利要求30所述的产品，其中接收磁强计数据可能不精确的指示包括接收将出现磁干扰的通知。

36.一种系统，包括：

移动装置，该移动装置被配置用来实施操作，所述操作包括：

使用磁强计数据确定所述移动装置的航向；

接收所述磁强计数据可能不精确的指示；

响应于接收到的指示，使用角速度数据确定所述移动装置的航向；

确定所述磁强计数据在精度范围内是精确的；以及

在确定所述磁强计数据在所述精度范围内是精确的后，恢复使用

所述磁强计数据确定所述移动装置的航向。

37.根据权利要求36所述的系统，所述操作进一步包括将估计磁场矢量存入参考全局坐标系中，所述参考全局坐标系中的估计磁场矢量是使用被确定为精确的历史磁强计数据和在时间上对应于该精确的历史磁强计数据的历史角速度数据而生成的。

38.根据权利要求37所述的系统，所述操作进一步包括使用在所述参考全局坐标系中的估计磁场矢量和当前角速度数据生成合成磁强计数据。

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