CN103069462A - 用于控制设备的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于控制具有传感器单元的电设备的方法，其中以第一潜在运动模式和/或第二潜在运动模式运行所述设备，其中在所述传感器单元中产生传感器信号，其中根据提供关于存在第一潜在运动模式的第一信息和/或关于存在第二潜在运动模式的第二信息的请求根据传感器信号来计算第一信息和/或第二信息。

Description

用于控制设备的方法和装置
技术领域
本发明从根据权利要求1的前序部分的方法和根据权利要求8的前序部分的装置出发。
背景技术
为了控制设备，传感器是移动电话、安全与健康应用中的标准组件。由“智能软件”控制的各种传感器的组合、即所谓的传感器集群渗透市场，其中例如移动电话配备有加速度传感器、磁传感器和陀螺仪连同“智能软件”。客户体验和客户价值通过应用软件和/或所谓的“用例（use cases）”来确定，其使用由组合的传感器产生的数据和通过软件计算的结果。软件因此可以在运行传感器的微处理器中或者在系统CPU中实现（例如，安卓移动电话中的Linux库）或者作为用户安装的应用存在的关键组件。应用——例如肖像/风景图像定向、指南针或者接触式探测通常实现为独立的软件包并且分别要求不同传感器的原始输入数据。虽然文献US 6525658 B2公开基于不同传感器类型的事件识别，但是没有公开事件与较高级应用的分配。根据现有技术的实现具有以下缺点。
第一，无法实现最优的节能功能。能量消耗通过每个单个传感器的清醒时间确定（清醒阶段之间的睡眠阶段越长，则能量消耗越小）并且通过系统CPU中的软件本身的运行时间确定。如果所有应用相互独立地运行，则必须针对每个应用实施相同的数据询问和相同的事件核算。在这种情况下，对于所有应用不存在传感器数据的共同使用。此外，必须针对每个应用进行滤波（例如，噪声降低或者偏移校正），由此需要计算时间和存储器容量。每个应用以不同带宽和不同读取速率要求不同传感器的数据，以便满足算法的要求。此外，不具有当不需要尤其资源密集型的计算时允许将其停用的逻辑。此外缺点是：添加或者移除应用需要控制软件的完全重新验证。此外缺点是，更换传感器需要数据询问和计算单元的重新匹配。此外缺点是，彼此验证计算结果是不可能的。此外缺点是，用户不可能创建和实现自己的应用。此外缺点是：不可能同步计算结果。
发明内容
因此本发明的任务是，提供一种不具有现有技术的缺点的方法。
为了解决所述任务，建议一种用于控制具有传感器单元的电设备的方法，其中以第一潜在运动模式和/或第二潜在运动模式运行所述设备，其中在所述传感器单元中产生传感器信号，其中根据提供关于存在第一潜在运动模式的第一信息和/或关于存在第二潜在运动模式的第二信息的请求根据所述传感器信号计算第一信息和/或第二信息。
所述设备例如包括移动无线电设备、移动电话、安全或监视设备和/或健康监视设备。第一和/或第二运动模式例如包括自由落体识别和/或旋转确定。第一和/或第二信息例如包含陈述“设备处于自由下落”和/或“设备已经绕X轴旋转30°”。
根据本发明的方法与现有技术相比具有如下优点：能够实现最优的节能功能。每个传感器的清醒时间确定可显著降低，而且系统CPU中的软件本身的运行时间也可显著减少。因为计算不相互独立地运行，所以不必再针对每个应用实施相同的数据询问和相同的事件核算。在这种情况下，对于所有应用共同使用传感器数据。此外，不必再针对每个应用进行滤波（例如，噪声降低或者偏移校正），由此显著减少计算时间和存储容量。此外，具有当不需要尤其资源密集型的计算时允许将其关闭的逻辑。此外可能的是，在没有完全重新验证控制软件的情况下添加或者移除应用。此外，更换传感器不需要数据询问和计算单元的重新匹配。此外可能的是，彼此验证计算结果。此外可能的是，用户能够创建和实现自己的应用。此外可能的是，同步计算结果。
大量的应用（接触式探测，计步）基于一组基础事件。事件例如是在陀螺仪的一个轴上被超出的偏航率极限值也例如是快速温度变化或者磁场中的变化。
本发明的有利构型和扩展方案可以由从属权利要求以及参考附图的描述得出。
根据一个优选扩展方案规定，在处理单元中根据传感器信号确定与第一潜在运动模式相应的第一事件和/或与第二潜在运动模式相应的第二事件。由此有利地能够实现计算时间的特别有效的减少。优选使用第一事件和/或第二事件来触发和/或控制传感器信号的校准。由此有利地能够实现传感器信号的特别有效的校准。
根据另一优选扩展方案规定，为了在传感器单元中产生传感器信号，使用加速度传感器、磁场传感器、陀螺仪、压力传感器和/或接近传感器。由此有利地可通过根据本发明的方法使用每个已知的传感器类型。
根据一个优选扩展方案规定，对传感器信号进行滤波和/或存储传感器信号，其中优选在第一存储单元中存储第一频率带宽并且在第二存储单元中存储第二频率带宽，其中进一步优选地为了确定第一事件访问第一存储单元和/或为了确定第二事件访问第二存储单元。由此有利地能够实现特别有效的存储以及特别有效的访问。
根据一个优选扩展方案规定，校准和/或修正传感器信号，其中优选实施0g偏移校正。由此有利地能够实现传感器信号的特别有效的处理。
根据一个优选扩展方案规定，通过应用产生用于提供的请求。优选通过用户输入产生用于提供的请求。由此有利地能够实现应用中和/或人机接口中的特别有效的实现。
本发明的另一主题涉及用于控制电设备的装置，其中所述装置具有传感器单元，其中所述设备能够以第一潜在运动模式和/或以第二潜在运动模式运行，其中在所述传感器单元中能够产生传感器信号，其中能够根据提供关于存在第一潜在运动模式的第一信息和/或关于存在第二潜在运动模式的第二信息的请求根据所述传感器信号来计算第一信息和/或第二信息。
有利的是，能够实现最优的节能功能。每个传感器的清醒时间确定可显著降低，并且系统CPU中的软件本身的运行时间也可显著减小。因为计算不相互独立地运行，所以不必再针对每个应用实施相同的数据询问和相同的事件核算。在这种情况下，对于所有应用程序共同使用传感器数据。此外，不必再针对每个应用进行滤波（例如，噪声降低或者偏移校正），由此显著减少计算时间和存储容量。此外，具有当不需要尤其资源密集型的计算时允许将其关闭的逻辑。此外可能的是，在没有控制软件的完全重新确认的情况下添加或者移除应用。此外，更换传感器不需要数据询问和计算单元的重新匹配。此外可能的是，彼此验证计算结果。此外有可能的是，用户能够创建和实现自己的应用。此外可能的是，同步计算结果。
根据一个优选扩展方案规定，传感器单元包括加速度传感器、磁场传感器、陀螺仪、压力传感器和/或接近传感器。由此有利的是，通过根据本发明的装置可使用每个已知的传感器类型。
根据另一优选扩展方案规定，所述装置具有处理单元，其中在所述处理单元中可根据传感器信号确定与第一潜在运动模式相应的第一事件和/或与第二潜在运动模式相应的第二事件，其中优选地第一事件和/或第二事件可用于触发和/或监视传感器信号的校准。由此有利的是，能够实现计算时间的特别有效的减少以及传感器信号的特别有效的校准。
附图说明
在附图中示出并且在后续描述中进一步解释本发明的实施例。
图1示出本发明的示例性的实施方式的方框图。
具体实施方式
在不同附图中，相同部分总是设有相同的参考标记并且因此通常也分别仅仅命名一次或者提及一次。
图1示出本发明的示例性实施方式的方框图。方框100、101、102（以下也称作传感器单元）代表传感器，例如加速器传感器、磁场传感器、陀螺仪、压力传感器和/或接近传感器。方框103用作传感器和数据处理块104（以下也称作第一和第二存储单元）之间的抽象层。数据处理块104对于每个传感器包括一个数据缓冲器、一个传感器校准装置和一个数据校正装置。数据缓冲器存储每个传感器的最近询问的原始数据。每个传感器优选使用两个或更多个数据缓冲器，其中例如在不同数据缓冲器中存储1000Hz带宽的加速度数据、直到200Hz和直到10Hz的低通滤波器数据。对于每个传感器设置一个传感器校准装置，所述传感器校准装置持续观察原始数据并且计算误差参数——例如0g偏移或者灵敏度偏差。在数据校正装置中，根据所计算的误差参数修正原始数据。所有应用访问经校准和经修正的传感器数据，所述传感器数据仅仅计算一次。数据处理块104包括一个计算块，其计算更高质量的结果，例如基于加速度传感器的翻转/滚动信息和地磁传感器的磁场数据来确定地磁方向。通过中央控制单元105向更高层提供经校准的数据——如加速度数据以及结果——如地磁方向。中央控制单元105
·询问数据处理块104的数据，
·向事件探测机108（以下也称作处理单元）提供数据，
·如所启用的应用要求的那样启用/停用事件探测器的计算（当不需要事件时，停用计算，以便节省计算时间）。
·自动关闭不需要的传感器或者将其切换到节能模式中；由此主机系统不必监视节能模式，由此显著简化软件集成，
·只有当其一定需要时才调用资源密集型的计算，
·通过UMM（unified memory map：统一存储器映射）向主机系统发送结果（经校准的数据、应用结果和事件），UMM是经结构化的RAM扇区，
·包含主机系统通过UMM的用户配置并且相应改变系统配置（启用/停用应用）。
大量的应用（接触式探测，计步）基于一组基础事件。事件例如是在陀螺仪的一个轴上被超出的偏航率极限值也例如是快速温度变化或者磁场中的变化。应用的计算基于这些基本事件，因为这些基本事件仅须计算一次并且可用作很多应用的输入，由此可以有利地节省计算时间。事件探测机108观察所有传感器的经校准的数据缓冲器，并且所分配的事件探测单元连续地计算是否发生确定的事件。所探测到的事件被移动到包含当前探测到的事件的方框107中。中央控制单元105观察探测到的事件，仅仅调用与所探测到的事件相关联的应用。只要触发的事件没有发生，就不启用应用。
以双击为例解释本发明。加速度传感器用于设备上的双击的探测。在休眠状态中，记录事件“稳定”。当在设备上点击时，测量到加速度数据中的升高，其中所述升高由“升高”事件探测器记录。应用“双击”的执行通过事件“升高”触发，其中所述应用预期两个相继的“稳定”事件和另一个由“稳定”事件跟随的“升高”事件。这对应于双击。只要没有“升高”事件，就不执行应用，由此节省计算时间。一旦逻辑链中断，则停止并且再次停用所述应用。优选将所探测到的事件反馈到数据处理块104中，以便启动和/或控制传感器数据的校准（例如，在探测到温度变化之后触发加速度传感器的校准）。此外，可信度检验是可能的，例如事件1（“设备稳定，非动态移动”）与事件2（“设备以1.5g加速”）相斥。如果探测到事件1，则可以停用事件2的核算。此外，所述事件可以用作高级的程序语言。替代分析处理传感器原始数据，可以简单地使用这些事件，以便实现新的应用，由此用户可以以简单的方式实现自己的应用。
应用单元106包括当前的应用逻辑，其中基于由事件探测机108传输的事件并且可选地基于数据处理块104的经校准的数据计算应用结果。仅仅在需要时和“触发事件”存在时才调用应用单元106。应用是可替换的，也就是说，可以添加新的应用以及可以移除旧的应用，由此形成模块化的结构。UMM109包括积累的配置数据和所传输的数据输出以及事件状态和应用结果，并且将其结构化地并且同步地传输给主机系统111（例如，移动电话的应用处理器）。中断块110从主机111接收ERQ并且触发事件以及根据内部条件传输IRQ到主机系统111。可以将内部事件或者应用结果引导到一个或多个（软件或者硬件）中断线。这能够实现显著的能量节省，尤其是当在所分配的MCU上实现所述架构时。然后，MCU可以基于内部事件或者应用结果控制主机系统111的清醒/睡眠状态。
以另一示例解释本发明。主机系统111——例如移动无线电设备确定：当前没有运行需要地磁定向的应用（例如，用户已经关闭导航应用）。因此，通过主机系统111在UMM配置中停用应用“eCompass”。然后停用磁传感器，其中停止磁传感器数据的询问并且停用应用“eCompass”的计算以及停止相关事件的计算。此外停用加速度传感器。有利地在没有通过系统或用户的输入的情况下进行这些行为。如果用户再次启用导航应用，则主机系统在UMM配置中启用eCompass应用。自动地启用磁传感器，进行加速度传感器的数据询问并且再次执行应用eCompass。事件探测机108持续观察经校准的数据，当例如探测到“磁场干扰”事件时，实施磁传感器的偏移校正。

Claims (10)

1.一种用于控制具有传感器单元（100，101，102）的电设备的方法，其中，以第一潜在运动模式和/或第二潜在运动模式运行所述设备，其中，在所述传感器单元（100，101，102）中产生传感器信号，其特征在于，根据提供关于存在所述第一潜在运动模式的第一信息和/或关于存在所述第二潜在运动模式的第二信息的请求根据所述传感器信号来计算所述第一信息和/或所述第二信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在处理单元（108）中根据所述传感器信号确定与所述第一潜在运动模式相应的第一事件和/或与所述第二潜在运动模式相应的第二事件，其中，优选使用所述第一事件和/或所述第二事件来触发和/或控制所述传感器信号的校准。
3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了在所述传感器单元（100，101，102）中产生所述传感器信号，使用加速度传感器、磁场传感器、陀螺仪、压力传感器和/或接近传感器。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述传感器信号进行滤波和/或存储所述传感器信号，其中，优选在第一存储单元（104）中存储第一频率带宽并且在第二存储单元（104）中存储第二频率带宽，其中，进一步优选地，为了确定所述第一事件访问所述第一存取单元（104）和/或为了确定所述第二事件访问所述第二存储单元（104）。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，校准和/或修正所述传感器信号，其中，优选实施0-g偏移校正。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过应用产生用于提供的请求。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过用户输入产生用于提供的请求。
8.用于控制电设备的装置，其中，所述装置具有传感器单元（100，101，102），其中，所述设备能够以第一潜在运动模式和/或以第二潜在运动模式运行，其中，在所述传感器单元（100，101，102）中能够产生传感器信号，其特征在于，根据提供关于存在所述第一潜在运动模式的第一信息和/或关于存在所述第二潜在运动模式的第二信息的请求根据所述传感器信号能够计算所述第一信息和/或所述第二信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述传感器单元（100，101，102）包括加速度传感器、磁场传感器、陀螺仪、压力传感器和/或接近传感器。
10.根据权利要求8或者9所述的方法，其特征在于，所述装置具有处理单元（108），其中，在所述处理单元中能够根据所述传感器信号确定与所述第一潜在运动模式相应的第一事件和/或与第二潜在运动模式相应的第二事件，其中，优选地所述第一事件和/或所述第二事件能够用于触发和/或控制所述传感器信号的校准。
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