CN102918356A - 操作运动传感器的功率高效方式 - Google Patents

Abstract

描述了用于以功率高效方式来操作运动传感器的系统和方法。本文描述的示例技术包括：在运动传感器处获得与该运动传感器相关联的设备的所感测运动的第一指示；在该运动传感器处对所感测运动的第一指示进行积分以获得经积分运动信息；在该运动传感器处生成经积分运动信息的第二指示；以及在与该运动传感器相异的处理器处采样第二指示中选择的指示。另一种示例技术包括：获得与移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一指示；以及响应于第一指示使与该移动设备相关联的陀螺仪在第一操作模式与第二操作模式之间转换，其中第一操作模式与第二操作模式相比是减功率模式。

Description

操作运动传感器的功率高效方式

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年3月29日提交的、题为“POWER EFFICIENT WAYOF OPERATING MOTION SENSORS（操作运动传感器的功率高效方式）”、代理人案卷号为101500P1的美国临时专利申请No.61/318,746的优先权，其全部内容通过援引通用地纳入于此。

背景

无线通信技术的进步已极大地增加了当今的无线通信设备的多功能性。这些进步已使得无线通信设备从简单的移动电话和寻呼机演进成能够进行各种各样的功能性（诸如多媒体记录和回放、事件安排、文字处理、电子商务等）的高端计算设备。因此，当今的无线通信设备的用户能够从单个便携式设备执行广泛的在常规情况下需要多个设备或较大的非便携式装备的任务。

各种移动设备应用（诸如导航辅助、企业目录、本地新闻和天气服务、或类似应用）利用关于该设备的位置的知识。在利用惯性导航的应用中，采用运动传感器（诸如加速计或陀螺仪）来查明该设备的位置。加速计和陀螺仪分别输出与关于所监视设备的线性加速度和转角速率相对应的数据。在一些应用中，这些数据在进一步处理之前被积分，例如以从加速计数据计算速度或者从陀螺仪数据计算转角。运动传感器数据的积分通常涉及以相当高的速率（例如，100Hz）从运动传感器读取并处理数据，这增加了处理器功耗以及集成电路间（I2C）的总线负载。

概述

本公开涉及用于以功率高效方式来操作运动传感器的系统和方法。根据本公开的移动设备的示例包括处理器以及通信地耦合至该处理器的运动传感器。运动传感器包括：运动检测设备，配置成感测该移动设备的运动并提供该移动设备的运动的第一指示；以及处理设备，其通信地耦合至该运动检测设备并配置成接收第一指示、通过对第一指示进行积分来生成经积分信息、以及提供指示经积分信息的第二指示。该处理器配置成获得第二指示中选择的指示。

此类移动设备的实现可包括以下特征中的一项或更多项。该运动传感器的处理设备配置成接收第一指示并以第一速率对第一指示进行积分，并且该处理器配置成以比第一速率慢的第二速率获得第二指示中选择的指示。该运动传感器是陀螺仪，第一指示是转速的指示，并且第二指示是转角的指示。该运动传感器是加速计，第一指示是加速度的指示，并且第二指示是速度的指示。该运动传感器配置成根据从该移动设备的用户接收到的用户设置来对该移动设备的运动进行积分。

根据本公开的移动设备的另一示例包括：处理器；陀螺仪，其通信地耦合至该处理器并且配置成感测该移动设备的转速；以及检测器，其通信地耦合至该处理器和陀螺仪并且配置成提供与该移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一指示。该处理器配置成响应于第一指示使该陀螺仪在第一模式与第二模式之间转换，第一模式与第二模式相比为减功率模式。

此类移动设备的实现可包括以下特征中的一项或更多项。该处理器配置成在该陀螺仪从第一模式向第二模式转换的同时使用第一指示或者与该移动设备的所感测加速度相关联的第二指示中的至少一者来确定移动设备转角。该移动设备还包括加速计，其通信地耦合至该处理器并且配置成提供第二指示，并且该处理器配置成在该陀螺仪从第一模式向第二模式转换的同时使用第二指示来确定移动设备转角。该检测器包括磁力计，该运动状态异常是导致该移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常，并且该处理器配置成分析从磁力计获得的数据以标识磁性异常。该检测器配置成一旦标识出磁性异常就提供第一指示，并且该处理器配置成响应于第一指示使该陀螺仪从第一模式向第二模式转换。

此类移动设备的进一步实现可包括以下特征中的一项或更多项。该检测器配置成一旦确定该移动设备没有在旋转就提供第一指示，并且该处理器配置成响应于第一指示使该陀螺仪从第二模式向第一模式转换。该移动设备还包括传感器，其配置成提供与该移动设备有关的所感测信息，并且该处理器通信地耦合至该传感器并且配置成在该陀螺仪正从第一模式向第二模式转换的同时使用所感测信息来仿真该陀螺仪的输出信息。该传感器是加速计或磁力计中的至少一者。第二模式是全功率模式，并且该陀螺仪配置成在处于第一模式时比该陀螺仪处于第二模式时执行更少的功能。

根据本公开的一种方法的示例包括：在运动传感器处获得与该运动传感器相关联的设备的所感测运动的第一指示；在该运动传感器处对所感测运动的第一指示进行积分以获得经积分运动信息；在该运动传感器处生成经积分运动信息的第二指示；以及在与该运动传感器相异的处理器处采样第二指示中选择的指示。

此类方法的实现可包括以下特征中的一项或更多项。该生成包括以第一速率生成第二指示，并且该采样包括以比第一速率慢的第二速率来采样第二指示中选择的指示。该运动传感器是陀螺仪，第一指示是转速的指示，并且第二指示是转角的指示。该运动传感器是加速计，第一指示是加速度的指示，并且第二指示是速度的指示。该积分包括基于用户提供的设置对第一指示进行积分。

根据本公开的一种方法的另一示例包括：获得与移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一指示；以及响应于第一指示促使与该移动设备相关联的陀螺仪在第一操作模式与第二操作模式之间转换。第一操作模式与第二操作模式相比是减功率模式。

此类方法的实现可包括以下特征中的一项或更多项。该方法还包括在该陀螺仪从第一操作模式向第二操作模式转换的同时基于第一指示或者与该移动设备的所感测加速度相关联的第二指示中的至少一者来确定该移动设备的转角。该获得包括一旦确定该移动设备没有在旋转就获得第一指示，并且该促使包括响应于第一指示促使该陀螺仪从第二操作模式向第一操作模式转换。该获得包括一旦检测到导致该移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常就获得第一指示，并且该促使包括响应于第一指示促使该陀螺仪从第一操作模式向第二操作模式转换。

根据本公开的移动设备的示例包括处理器以及通信地耦合至该处理器的运动传感器。运动传感器包括：检测装置，用于感测该移动设备的运动并生成与该移动设备的运动有关的第一信息；以及通信地耦合至该检测装置的处理装置，用于对第一信息进行积分以生成指示对第一信息进行积分的结果的第二信息。该处理器配置成获得第二信息中选择的采样。

此类移动设备的实现可包括以下特征中的一项或更多项。该处理装置配置成以第一速率生成第二信息，并且该处理器配置成以比第一速率慢的第二速率来获得第二信息中选择的采样。第一信息涉及该移动设备的转速，并且第二信息涉及该移动设备的转角。第一信息涉及该移动设备的加速度，并且第二信息涉及该移动设备的速度。该移动设备还包括通信地耦合至该处理装置的接口装置，用于从该移动设备的用户获得用户设置，并且该处理装置配置成根据用户设置对第一信息进行积分。

根据本公开的移动设备的另一示例包括：处理器；陀螺仪，其通信地耦合至该处理器并且配置成感测该移动设备的转速；以及通信地耦合至该处理器和陀螺仪的监视器装置，用于生成关于与该移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一信息。该处理器配置成响应于第一信息使该陀螺仪在不活动模式与活动模式之间转换。

此类移动设备的实现可包括以下特征中的一项或更多项。该处理器进一步配置成在该陀螺仪正在不活动模式中操作或正从不活动模式向活动模式转换的同时利用第一信息或者与该移动设备的加速度相关联的第二信息中的至少一者来确定该移动设备的转角。该监视器装置配置成一旦确定该移动设备没有在旋转就提供第一信息，并且该处理器配置成响应于第一信息使该陀螺仪从活动模式向不活动模式转换。该监视器装置配置成一旦检测到导致该移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常就提供第一信息，并且该处理器配置成响应于第一信息使该陀螺仪从不活动模式向活动模式转换。

根据本公开的一种计算机程序产品的示例驻留在非暂态处理器可读介质上并且包括处理器可读指令，这些处理器可读指令被配置成使处理器：获得与相关联的运动传感器相对应的设备的所感测运动的第一指示；对第一指示进行积分以获得经积分运动信息；生成经积分运动信息的第二指示；以及向相异的处理单元提供第二指示中选择的指示。

此类计算机程序产品的实现可包括以下特征中的一项或更多项。第一指示以第一速率被积分，并且第二指示中选择的指示以比第一速率慢的第二速率被提供给该相异的处理单元。第一指示是转速的指示，并且第二指示是转角的指示。第一指示是加速度的指示，并且第二指示是速度的指示。

根据本公开的一种计算机程序产品的另一示例驻留在非暂态处理器可读介质上并且包括处理器可读指令，这些处理器可读指令被配置成使处理器：获得与移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一指示；以及响应于第一指示而命令与该移动设备相关联的陀螺仪在第一模式与第二模式之间转换；其中第一模式与第二模式相比是减功率模式。

此类计算机程序产品的实现可包括以下特征中的一项或更多项。该计算机程序产品进一步包括配置成使处理器执行以下动作的处理器可读指令：在该陀螺仪从第一模式向第二模式转换的同时基于第一指示或者与该移动设备的所感测加速度相关联的第二指示中的至少一者来确定该移动设备的转角。配置成使处理器获得的处理器可读指令包括配置成使该处理器一旦确定该移动设备没有在旋转就获得第一指示的处理器可读指令，并且配置成使处理器命令的处理器可读指令包括配置成使该处理器响应于第一指示而命令该陀螺仪从第二模式向第一模式转换的处理器可读指令。配置成使处理器获得的处理器可读指令包括配置成使该处理器一旦检测到导致该移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常就获得第一指示的处理器可读指令，并且配置成使处理器命令的处理器可读指令包括配置成使该处理器响应于第一指示而命令该陀螺仪从第一模式向第二模式转换的处理器可读指令。

本文描述的项目和/或技术可提供以下能力中的一项或更多项、以及未提到的其他能力。运动传感器功耗可降低。处理器和数据总线负载可降低，从而释放资源以用于其他操作。可利用低功率传感器来代替具有较高成本和较高功耗的运动传感器。尽管已描述了至少一个项目/技术-效果对，但是也可以借助除所提及的项目/技术以外的项目/技术来达成所提及的效果，并且所提及的项目/技术可以并非必然产生所提及的效果。

附图简述

图1是无线电信系统的示意图。

图2是图1中所示的移动站的组件的框图。

图3是用于管理采用运动传感器的无线通信设备的资源利用的系统的部分功能框图。

图4是使用运动传感器来计算转角和/或速度的过程的流程框图。

图5-6是管理陀螺仪的操作状态的相应过程的流程框图。

详细描述

本文描述了用于以资源高效方式来操作和利用运动传感器的技术。在利用经积分的运动传感器数据（诸如来自加速计数据的速度或来自陀螺仪数据的转角）的应用中，积分被卸载到运动传感器处的处理设备。因此，不同于其中主处理器以相对高速率（例如，100Hz）来采样运动传感器数据并计算经积分数据的技术，一处理单元可代替地以较低速率（例如，1Hz）来采样由运动传感器提供的经积分数据，从而降低处理器负载和功耗并增加可用的I2C总线带宽。

另外，关于在非惯性应用的环景中操作的陀螺仪，管理陀螺仪的操作状态以降低该陀螺仪的功耗。在各种情形中，陀螺仪在校准之后被禁用或置于低功率操作模式（例如，休眠或空闲模式）。例如，在与陀螺仪相关联的设备不旋转（即，使得转角为0）时，该陀螺仪被置于低功率模式。若另一运动传感器（诸如加速计、磁力计等）检测到该设备已开始旋转，则该陀螺仪被重新激活。当设备旋转正在发生但比陀螺仪具有更高功率效率的旋转传感器（诸如磁力计）能够以可接受的准确度测量该旋转时，陀螺仪也被置于低功率模式。若磁力计检测到异常（例如，磁性异常），则陀螺仪被重新激活以辅助该磁力计。在陀螺仪处于空闲模式或者正从空闲模式苏醒时，具有较低功耗的其他运动传感器（诸如加速计或磁力计）被用于获得与角运动有关的信息。这些技术仅仅是示例而不限制本公开或权利要求。

参照图1，无线通信系统10包括布置在蜂窝小区12中的基收发机站（BTS）24。BTS 24为各种无线通信设备（本文称为移动接入终端14（AT））提供通信服务。由BTS 24服务的无线通信设备可包括，但不限于：个人数字助理（PDA）16、智能电话18、计算设备20（诸如膝上型、台式或平板计算机）、汽车计算系统22、或诸如此类。

系统10可支持多个载波（不同频率的波形信号）上的操作。多载波发射机能同时在多个载波上传送经调制信号。每个经调制信号可以是码分多址（CDMA）信号、时分多址（TDMA）信号、正交频分多址（OFDMA）信号、单载波频分多址（SC-FDMA）信号，等等。每个经调制信号可在不同的载波上发送并且可携带导频、开销信息、数据等。

BTS 24可以经由天线来无线地与系统10中的AT 14（包括设备16-22）通信。BTS 24也可被称为基站、接入点、接入节点（AN）、B节点、演进型B节点（eNB）等。BTS 24被配置成经由多个载波与AT 14通信。BTS 24可为相应的地理区域（这里是蜂窝小区12）提供通信覆盖。BTS 24的蜂窝小区12可根据基站天线被划分成多个扇区。

系统10可仅包括宏基站24，或者其可具有不同类型的基站24，例如宏基站、微微基站、和/或毫微微基站等。宏基站可覆盖相对较大的地理区域（例如，半径为数千米）并且可允许由具有服务订阅的终端不受限制地接入。微微基站可覆盖相对较小的地理区域（例如，微微蜂窝小区）并且可允许由具有服务订阅的终端不受限制地接入。毫微微或家用基站可覆盖相对较小的地理区域（例如，毫微微蜂窝小区）并且可允许由与该毫微微蜂窝小区具有关联性的终端（例如，家中的用户的终端）受限制地接入。

AT 14可散布遍及蜂窝小区12中各处。AT 14可被称为终端、移动站、移动设备、用户装备（UE）、订户单元等。虽然图1解说了各种示例设备16-22，但其他设备也可用作系统10中的AT 14。

还参照图2，示例移动设备14包括运动传感器30，运动传感器30包括获得与移动设备14的运动有关的数据的运动检测设备，诸如陀螺仪32、加速计42等。陀螺仪32测量移动设备14（例如关于侧滚、俯仰、和/或平摇轴）的角运动或转速。加速计42测量移动设备14关于设备坐标系（例如，由移动设备14的传感器轴定义的x-y-z坐标系）、地球坐标系（例如，北-东-下或即n-e-d坐标系）等的线性加速度。此外，加速计42测量重力加速度相对于移动设备14的方向，以辅助标识移动设备14的取向。这里解说了三个陀螺仪32和加速计42，其各自测量沿一条轴的加速度。替换地，可利用多轴陀螺仪或加速计以在单个单元内测量沿多条轴的加速度。

运动传感器30进一步包括处理设备（诸如ASIC 34和44），其配置成以相当高的采样速率处理由陀螺仪32和加速计42获得的数据。这里，第一ASIC34与陀螺仪32相关联，以及第二ASIC 44与加速计42相关联。也可以使用其他处理设备和处理设备配置。

移动设备14还包括磁力计（或罗盘）40。磁力计40配置成提供磁北相对于移动设备14（例如相对于移动设备14的坐标系）在三个维度上的方向的指示。磁力计40还可通过实现一种或更多种用于将磁北与真北相关的算法（例如，基于磁偏角和/或其他补偿因素）来提供真北相对于移动设备的方向的指示。由磁力计40获得的方向数据被用于或者在运动传感器30的辅助下或者独立于运动传感器30来辅助确定移动设备14的位置和/或取向。此外，由磁力计40测量的方向数据的变化率可用于在有或没有来自加速计42的辅助的情况下基于磁力计测量来仿真“虚拟陀螺仪”。

移动设备还包括计算系统50，其包括根据固件54来操作的处理器52以及包括软件58的存储器56。这里，处理器52是智能硬件设备，例如中央处理单元（CPU）（诸如由

公司或

制造的那些CPU）、微控制器、ASIC等。存储器56包括非暂态存储介质，诸如随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。附加地或替换地，存储器56可包括计算机可从其读取指令和/或代码的一种或更多种物理和/或有形形式的非暂态存储介质，包括例如软盘、硬盘、CD-ROM、蓝光碟、任何其他光学介质、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或存储盒、或任何其他非暂态介质。存储器56存储软件58，软件58是计算机可读、计算机可执行的软件代码，该软件代码包含配置成在被执行时使处理器52执行本文所描述的各种功能的指令。替换地，软件58可能不能由处理器52直接执行，而是被配置成例如在被编译和执行时使计算机执行这些功能。

接口60被移动设备14用于促成移动设备14与用户62之间的交互。例如，接口60可包括各种输入/输出（I/O）设备，其使得用户62能向移动设备14提供信息或从移动设备14接收信息。可用在接口60内的I/O设备的示例包括显示器、扬声器、按键板、触摸屏或触摸垫、话筒等。另外，接口60可包括总线（例如，I2C总线等）或其他用于促成移动设备14的各个组件（诸如运动传感器30和计算系统50）之间的信息传递和/或控制的装置。

移动设备14通过运动传感器30和计算系统50可利用各种应用来确定移动设备14的位置、方向和/或速度。对于某些应用，由陀螺仪32和/或加速计42获得的数据被积分。例如，执行积分以从加速计数据计算Δ速度和/或从陀螺仪数据计算转角。这些积分一般以高速率发生，其消耗大量的CPU功率和其他资源。此外，由于以高速率为这些积分提供数据，结合这些积分利用了大量的I2C总线带宽。

为了降低与运动传感器数据的积分相关联的功耗，这些积分在传感器ASIC 34和44内执行。由于传感器ASIC 34和44在常规情况下配置成以高速率处理数据，因此可在对运动传感器30的性能有最小影响的情况下达成将传感器数据的积分卸载到传感器ASIC 34和44。传感器ASIC 34和44产生相应的积分结果36和46，积分结果36和46由计算系统50以相对低的速率来采样。通过降低计算系统50执行与运动传感器30有关的动作的速率，计算系统50的资源利用减少。将传感器数据的积分卸载到传感器ASIC 34和44还减少了与计算系统50相关联的I2C带宽消耗量，因为不在I2C总线上进行与积分相关联的数据（例如，转角、速度等）的高速传递。

移动设备14经由运动传感器30和计算系统50可操作用于实现如图3解说的用于资源高效的运动感测的系统。这里，（例如，由（诸）陀螺仪32实现的）转速传感器模块70确定并生成与移动设备14的转速有关的信息。另外，（例如，由（诸）加速计42实现的）加速度传感器模块测量移动设备14的加速度。如上所述，在移动设备14的计算系统50处对运动传感器数据进行采样和积分会导致高度功耗和资源开销。为了减轻这种开销，与移动设备14的计算系统50分开的（例如，由与（诸）陀螺仪32相关联的传感器ASIC 34实现的）转速积分模块72可对基于转速传感器模块70进行的测量的转速数据进行积分，从而计算移动设备14的转角。经积分的转速数据随后被转角及速度模块80收集，移动设备14的计算系统50可以相对低的速率（例如，1Hz）从转角及速度模块80采样该转角。通过从转角及速度模块80采样转角数据而非在计算系统50处计算转角，对于其中不利用对转角的高速更新的应用，计算系统50执行的与获得移动设备14的转角相关联的操作数目减少。

类似地，在对加速度数据进行积分以获得与移动设备14相对应的速度信息的应用的情形中，加速度积分模块76对加速度数据进行积分（例如，使用与（诸）加速计42相关联的传感器ASIC 44）以获得移动设备14的速度。该速度信息随后被提供给转角及速度模块80，在此该速度信息可被移动设备14的计算系统50以比加速度传感器模块74获得加速度采样的速率以及加速度积分模块76执行计算的速率低得多的速率来采样。从转角及速度模块80采样速度的速率可与采样转角的速率相同或不同。

为了改善由转速积分模块72进行的积分的准确度，由转速传感器模块70和/或加速度传感器模块74提供的数据的各种性质可由用户62预定和/或设置。例如，用户62可调节转速传感器模块70和/或加速度传感器模块74的偏移或偏置，该偏移或偏置定义为转速传感器模块70在零输入（即，无角运动）时的输出。此外，用户62可调节转速传感器模块70和/或加速度传感器模块74的灵敏度，该灵敏度定义为转速传感器模块70和/或加速度传感器模块74的输出信号与移动设备14的实际测得运动之间的比率。用户62可例如在经由接口60和/或通过其他装置提供的校准机制内提供这些设置。另外，可在（诸）陀螺仪32本地确定四元数或其他度量并由计算系统50采样。用户62还可将参数（诸如初始角、速度、四元数等）复位至0或期望值，转速积分模块72和/或加速度积分模块76可从该0或期望值执行积分。

除了将积分卸载到与移动设备14相关联的传感器以外，与移动设备14相关联的陀螺仪模式模块82被配置成控制与移动设备14相关联的（诸）陀螺仪32（诸如与转速传感器模块70相关联的那些陀螺仪）的操作模式。对于非惯性应用（诸如倾斜补偿罗盘应用或诸如此类），移动设备14不需要连续地利用转速传感器模块70，因为从（诸）加速计42和/或磁力计40就可达成充分的准确度。相应地，一旦满足各种条件，就可由陀螺仪模式模块82将转速传感器模块70断电、置于休眠或空闲模式、和/或以其他方式禁用。陀螺仪模式模块82可随后在再次需要转速传感器模块70进行的转速计算时重新激活转速传感器模块70。

在各种情形中，陀螺仪模式模块82可将转速传感器模块70置于低功率操作模式。例如，在移动设备14不旋转（例如，使得转角为0）时，陀螺仪模式模块82可使转速传感器模块70断电。在这种情形中，当加速计42和/或磁力计40检测到运动变化（例如，设备旋转开始）时，转速传感器模块70上电。

补充地或替换地，当设备旋转正在发生但比转速传感器模块70具有更高功率效率的旋转传感器（诸如磁力计40或诸如此类）能够以期望准确度测量该旋转时，陀螺仪模式模块82可将转速传感器模块70置于低功率操作模式。例如，在校准移动设备14（例如，关于用户身体、车辆等）的取向和运动模式（例如，俯仰和侧滚摇摆等）之后，陀螺仪模式模块82将转速传感器模块70置于休眠状态。一旦将转速传感器模块70置于休眠模式，（例如，经由磁力计40实现的）磁场传感器模块84就监视与移动设备14周围的区域相关联的磁场。若磁场传感器模块84检测到磁性异常，就由陀螺仪模式模块82将转速传感器模块70带离休眠模式以辅助磁场传感器模块84，因为磁力计40、（诸）加速计42或诸如此类在磁性异常的情形中可能不足以代替转速传感器模块70。

磁性异常可由磁场传感器模块使用各种技术来检测。例如，磁场传感器模块84可将磁场测量与（例如，由磁场传感器模块84在日志86中维持的）过去测量的历史作比较。若该比较指示偏离过去测量（诸如由方向变化、移动设备14从先前停止位置移动等引起的），磁场传感器模块84就检测到异常并且转速传感器模块70被激活。

当经由来自加速度传感器模块74和/或磁场传感器模块84的数据确定移动设备14没有在移动时，陀螺仪模式模块82将转速传感器模块70置于休眠模式。在移动设备14静止的情形中，移动设备14的转速被确定为0而无需转速传感器模块70的辅助。一旦（例如经由加速度传感器模块74）检测到移动设备14的运动，陀螺仪模式模块82就唤醒转速传感器模块70。

由于设备运动检测延迟、磁性异常检测延迟、陀螺仪启动时间或其他因素，可能存在需要来自转速传感器模块70的数据但该数据尚不可用的时间区间。相应地，其他传感器（诸如加速度传感器模块74和磁场传感器模块84）可在转速传感器模块70的启动延迟期间被用于确定移动设备14的转速。在转速传感器模块70的苏醒延迟期间，功耗较少（且持续供电）的其他传感器（诸如加速度传感器模块74和磁场传感器模块84）可代替转速传感器模块70的传感器数据直至转速传感器模块70从休眠模式苏醒。

参照图4且进一步参照图1-3，使用运动传感器来计算转角和/或速度的过程110包括所示各阶段。然而，过程110仅是示例而非限定。例如可通过添加、移除、重排、组合和/或并发地执行各阶段来改变过程110。对所示出和所描述的过程110的再其他更改是可能的。

在阶段112，获得与（例如，由一个或更多个陀螺仪32实现的）转速传感器模块70相对应的偏移和/或灵敏度值，例如通过经由接口60向用户62提示这些值并从用户62接收这些值来获得这些值。在阶段114计算四元数，并且在阶段116，如由转速传感器模块70测量的移动设备14的转速以第一频率被积分。阶段114和116处的计算在运动传感器本地使用与运动传感器30相关联的传感器ASIC 34或其他合适的处理设备来执行，从而降低CPU负载和功耗。例如，转速积分模块72可全部或部分地经由传感器ASIC 34实现以执行阶段116处描述的积分。传感器ASIC 34或其他处理设备根据配置成使该处理设备执行这些计算的软件、固件等进行操作。

类似地，在阶段118，获得与（例如，经由一个或更多个加速计42实现的）加速度传感器模块74相对应的偏移和/或灵敏度值，例如以类似于关于阶段112描述的方式来获得这些值。在阶段120，随后由加速度积分模块76或其他合适的装置以第二频率对与由加速度传感器模块74测量的加速度有关的数据进行积分。执行框120处描述的积分的加速度积分模块76可在运动传感器30本地使用与运动传感器30相关联的传感器ASIC 44或其他合适的处理设备来实现，从而降低CPU负载和功耗。传感器ASIC 44或其他处理设备根据配置成使该处理设备执行计算的软件、固件等进行操作。

一旦在阶段116对移动设备14的转速的第一指示进行了积分以及在阶段120对移动设备14的加速度的第一指示进行了积分，经积分的转速和加速度数据的所得第二指示就在阶段122处被用于获得移动设备14的转角和速度。以比第一频率慢的第三频率来获得移动设备14的转角，从而降低CPU采样速率并节省处理资源。类似地，以比第二频率慢的第四频率获得移动设备14的速度。第一频率和第二频率可以不同，因为转速传感器模块70和加速度传感器模块74可以在不同速率操作。此外，由于变化的应用要求、采样速率配置或诸如此类，第三频率和第四频率可以不同。

接下来参照图5且进一步参照图1-3，管理陀螺仪32的操作状态的过程130包括所示各阶段。然而，过程130仅是示例而非限定。例如可通过添加、移除、重排、组合和/或并发地执行各阶段来改变过程130。对所示出和所描述的过程130的再其他更改是可能的。

在阶段132，校准陀螺仪32的取向、侧滚摇摆和俯仰摇摆。校准可基于由用户62经由接口60提供的输入、自动化过程等来执行。在阶段134，监视与包括陀螺仪32的移动设备14相关联的磁力计40的输出。在阶段136，若在阶段134处监视的磁力计输出指示尚未检测到磁性异常（例如，磁力计输出的变化小于阈值），则在阶段138，陀螺仪32被置于休眠模式，或保持在预先存在的休眠状态。否则，若在阶段136检测到磁性异常（例如，由于磁力计输出的变化大于阈值），则在阶段140，陀螺仪32从休眠状态苏醒。

在陀螺仪32从休眠状态进入活动状态的时间段期间，在阶段140使用陀螺仪32的替换机制来产生与移动设备14相关联的转角。例如，从磁力计40获得的对磁性异常的指示、从加速计42获得的对加速度或速度的指示等可在阶段140被用于产生移动设备14的转角直至陀螺仪32变为活动。

参照图6且进一步参照图1-3，管理陀螺仪32的操作状态的替换过程150包括所示各阶段。然而，过程150仅是示例而非限定。例如可通过添加、移除、重排、组合和/或并发地执行各阶段来改变过程150。对所示出和所描述的过程150的再其他更改是可能的。

过程150始于阶段132处的陀螺仪校准，如以上关于图5描述的。在阶段152，监视与包括陀螺仪32的移动设备14相关联的磁力计40和（诸）加速计42的输出。在阶段154，若未检测到移动设备14的运动（例如，加速计和/或磁力计输出的变化小于阈值），则在阶段138如上所述地将陀螺仪置于休眠模式。否则，若检测到移动设备的运动，则陀螺仪被重新激活，并且在阶段140如以上附加地描述的使用陀螺仪替换方案（例如，加速计42和/或磁力计40）来执行临时转角测量。

虽然过程130和150以休眠模式的方式进行了描述，但是可利用任何合适的全功率模式和减功率模式。陀螺仪32在第一模式与第二模式之间转换的其他操作模式转换是可能的，其中第一模式与第二模式相比是部分功能和/或减功率模式。

再有其他技术是可能的。

Claims (40)

1.一种移动设备，包括：

处理器；以及

运动传感器，其通信地耦合至所述处理器并且包括：

运动检测设备，配置成感测所述移动设备的运动并提供所述移动设备的所述运动的第一指示；以及

处理设备，其通信地耦合至所述运动检测设备并配置成接收所述第一指示、通过对所述第一指示进行积分来生成经积分信息、以及提供指示所述经积分信息的第二指示；

其中所述处理器配置成获得所述第二指示中选择的指示。

2.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述运动传感器的所述处理设备配置成接收所述第一指示并以第一速率对所述第一指示进行积分，并且所述处理器配置成以比所述第一速率慢的第二速率获得所述第二指示中选择的指示。

3.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述运动传感器是陀螺仪，所述第一指示是转速的指示，并且所述第二指示是转角的指示。

4.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述运动传感器是加速计，所述第一指示是加速度的指示，并且所述第二指示是速度的指示。

5.如权利要求1所述的移动设备，其特征在于，所述运动传感器配置成根据从所述移动设备的用户接收到的用户设置来对所述移动设备的所述运动进行积分。

6.一种移动设备，包括：

处理器；

陀螺仪，其通信地耦合至所述处理器并且配置成感测所述移动设备的转速；以及

检测器，其通信地耦合至所述处理器和所述陀螺仪并且配置成提供与所述移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一指示；

其中所述处理器配置成响应于所述第一指示使所述陀螺仪在第一模式与第二模式之间转换，所述第一模式与所述第二模式相比为减功率模式。

7.如权利要求6所述的移动设备，其特征在于，所述处理器配置成在所述陀螺仪从所述第一模式向所述第二模式转换的同时使用所述第一指示或者与所述移动设备的所感测加速度相关联的第二指示中的至少一者来确定移动设备转角。

8.如权利要求7所述的移动设备，其特征在于，还包括加速计，其通信地耦合至所述处理器并且配置成提供所述第二指示，其中所述处理器配置成在所述陀螺仪从所述第一模式向所述第二模式转换的同时使用所述第二指示来确定所述移动设备转角。

9.如权利要求6所述的移动设备，其特征在于，所述检测器包括磁力计，所述运动状态异常是导致所述移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常，并且所述处理器配置成分析从所述磁力计获得的数据以标识所述磁性异常。

10.如权利要求9所述的移动设备，其特征在于，所述检测器配置成一旦标识出所述磁性异常就提供所述第一指示，并且所述处理器配置成响应于所述第一指示使所述陀螺仪从所述第一模式向所述第二模式转换。

11.如权利要求6所述的移动设备，其特征在于，所述检测器配置成一旦确定所述移动设备没有在旋转就提供所述第一指示，并且所述处理器配置成响应于所述第一指示使所述陀螺仪从所述第二模式向所述第一模式转换。

12.如权利要求6所述的移动设备，其特征在于，还包括传感器，其配置成提供与所述移动设备有关的所感测信息，其中所述处理器通信地耦合至所述传感器并且配置成在所述陀螺仪正从所述第一模式向所述第二模式转换的同时使用所述所感测信息来仿真所述陀螺仪的输出信息。

13.如权利要求12所述的移动设备，其特征在于，所述传感器是加速计或磁力计中的至少一者。

14.如权利要求6所述的移动设备，其特征在于，所述第二模式是全功率模式，并且其中所述陀螺仪配置成在处于所述第一模式时比所述陀螺仪处于所述第二模式时执行更少的功能。

15.一种操作运动传感器的方法，所述方法包括：

在所述运动传感器处获得与所述运动传感器相关联的设备的所感测运动的第一指示；

在所述运动传感器处对所感测运动的所述第一指示进行积分以获得经积分运动信息；

在所述运动传感器处生成所述经积分运动信息的第二指示；以及

在与所述运动传感器相异的处理器处采样所述第二指示中选择的指示。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述生成包括以第一速率生成所述第二指示，并且所述采样包括以比所述第一速率慢的第二速率来采样所述第二指示中选择的指示。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述运动传感器是陀螺仪，所述第一指示是转速的指示，并且所述第二指示是转角的指示。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述运动传感器是加速计，所述第一指示是加速度的指示，并且所述第二指示是速度的指示。

19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述积分包括基于用户提供的设置对所述第一指示进行积分。

20.一种操作运动传感器的方法，所述方法包括：

获得与移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一指示；以及

响应于所述第一指示促使与所述移动设备相关联的陀螺仪在第一操作模式与第二操作模式之间转换；

其中所述第一操作模式与所述第二操作模式相比是减功率模式。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述陀螺仪从所述第一操作模式向所述第二操作模式转换的同时基于所述第一指示或者与所述移动设备的所感测加速度相关联的第二指示中的至少一者来确定所述移动设备的转角。

22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述获得包括一旦确定所述移动设备没有在旋转就获得所述第一指示，并且所述促使包括响应于所述第一指示促使所述陀螺仪从所述第二操作模式向所述第一操作模式转换。

23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述获得包括一旦检测到导致所述移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常就获得所述第一指示，并且所述促使包括响应于所述第一指示促使所述陀螺仪从所述第一操作模式向所述第二操作模式转换。

24.一种移动设备，包括：

处理器；以及

运动传感器，其通信地耦合至所述处理器并且包括：

检测装置，用于感测所述移动设备的运动并生成与所述移动设备的所述运动有关的第一信息；以及

通信地耦合至所述检测装置的处理装置，用于对所述第一信息进行积分以生成指示对所述第一信息进行积分的结果的第二信息；

其中所述处理器配置成获得所述第二信息中选择的采样。

25.如权利要求24所述的移动设备，其特征在于，所述处理装置配置成以第一速率生成所述第二信息，并且所述处理器配置成以比所述第一速率慢的第二速率来获得所述第二信息中选择的采样。

26.如权利要求24所述的移动设备，其特征在于，所述第一信息涉及所述移动设备的转速，并且所述第二信息涉及所述移动设备的转角。

27.如权利要求24所述的移动设备，其特征在于，所述第一信息涉及所述移动设备的加速度，并且所述第二信息涉及所述移动设备的速度。

28.如权利要求24所述的移动设备，其特征在于，还包括通信地耦合至所述处理装置的接口装置，用于从所述移动设备的用户获得用户设置，其中所述处理装置配置成根据所述用户设置对所述第一信息进行积分。

29.一种移动设备，包括：

处理器；

陀螺仪，其通信地耦合至所述处理器并且配置成感测所述移动设备的转速；以及

通信地耦合至所述处理器和所述陀螺仪的监视器装置，用于生成关于与所述移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一信息；

其中所述处理器配置成响应于所述第一信息使所述陀螺仪在不活动模式与活动模式之间转换。

30.如权利要求29所述的移动设备，其特征在于，所述处理器进一步配置成在所述陀螺仪正在所述不活动模式中操作或正从所述不活动模式向所述活动模式转换的同时利用所述第一信息或者与所述移动设备的加速度相关联的第二信息中的至少一者来确定所述移动设备的转角。

31.如权利要求29所述的移动设备，其特征在于，所述监视器装置配置成一旦确定所述移动设备没有在旋转就提供所述第一信息，并且所述处理器配置成响应于所述第一信息使所述陀螺仪从所述活动模式向所述不活动模式转换。

32.如权利要求29所述的移动设备，其特征在于，所述监视器装置配置成一旦检测到导致所述移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常就提供所述第一信息，并且所述处理器配置成响应于所述第一信息使所述陀螺仪从所述不活动模式向所述活动模式转换。

33.一种驻留在非暂态处理器可读介质上且包括处理器可读指令的计算机程序产品，所述处理器可读指令配置成使处理器：

获得与相关联的运动传感器相对应的设备的所感测运动的第一指示；

对所述第一指示进行积分以获得经积分运动信息；

生成所述经积分运动信息的第二指示；以及

向相异的处理单元提供所述第二指示中选择的指示。

34.如权利要求33所述的计算机程序产品，其特征在于，所述第一指示以第一速率被积分，并且所述第二指示中所述选择的指示以比所述第一速率慢的第二速率被提供给所述相异的处理单元。

35.如权利要求33所述的计算机程序产品，其特征在于，所述第一指示是转速的指示，并且所述第二指示是转角的指示。

36.如权利要求33所述的计算机程序产品，其特征在于，所述第一指示是加速度的指示，并且所述第二指示是速度的指示。

37.一种驻留在非暂态处理器可读介质上且包括处理器可读指令的计算机程序产品，所述处理器可读指令配置成使处理器：

获得与移动设备的运动相关联的运动状态异常的第一指示；以及

响应于所述第一指示而命令与所述移动设备相关联的陀螺仪在第一模式与第二模式之间转换；

其中所述第一模式与所述第二模式相比是减功率模式。

38.如权利要求37所述的计算机程序产品，其特征在于，进一步包括被配置成使处理器执行以下动作的处理器可读指令：

在所述陀螺仪从所述第一模式向所述第二模式转换的同时基于所述第一指示或者与所述移动设备的所感测加速度相关联的第二指示中的至少一者来确定所述移动设备的转角。

39..如权利要求37所述的计算机程序产品，其特征在于，所述配置成使处理器获得所述第一指示的处理器可读指令包括配置成使所述处理器一旦确定所述移动设备没有在旋转就获得所述第一指示的处理器可读指令，并且所述配置成使处理器命令所述陀螺仪转换的处理器可读指令包括配置成使所述处理器响应于所述第一指示而命令所述陀螺仪从所述第二模式向所述第一模式转换的处理器可读指令。

40.如权利要求37所述的计算机程序产品，其特征在于，所述配置成使处理器获得所述第一指示的处理器可读指令包括配置成使所述处理器一旦检测到导致所述移动设备中的磁力计性能降级的磁性异常就获得所述第一指示的处理器可读指令，并且所述配置成使处理器命令所述陀螺仪转换的处理器可读指令包括配置成使所述处理器响应于所述第一指示而命令所述陀螺仪从所述第一模式向所述第二模式转换的处理器可读指令。

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