CN104995584A - 计算磁航向 - Google Patents

Abstract

本文描述了用于基于传感器数据来计算磁航向的技术。根据本技术的设备的示例包括用于收集传感器输出数据的磁传感器和用于基于传感器输出数据来计算磁航向的航向计算引擎。航向计算引擎包括用于测量传感器输出数据中的噪声水平的逻辑。航向计算引擎还包括用于至少部分地基于噪声水平来确定是否对传感器输出数据取平均的逻辑。航向计算引擎还包括用于基于传感器输出数据来确定所应用的传感器输出的逻辑。航向计算引擎还包括用于至少部分地基于所应用的传感器输出来计算磁航向的逻辑。

Description

计算磁航向

技术领域

本公开一般地涉及用于使用磁传感器来计算磁航向（magnetic heading）的技术。更具体地，本公开一般地涉及用于减轻由磁传感器接收到的时变磁噪声的技术。

背景技术

磁传感器通常被集成在计算设备的平台内以及被用作罗盘以测量和检测磁航向信息，例如与计算设备正在指向的方向有关的信息。这样的航向信息可以被用于导航应用、感知计算应用、游戏应用等等。然而，由计算设备的平台所引发的干扰可能阻碍磁传感器的正确运行，导致不精确的航向测量结果。数字罗盘的航向和精度可以被设备所正操作于的环境和包含数字罗盘的平台的系统状态两者所动态地影响。确定航向和精度的算法可能是复杂的以及需要大量的传感器读数。

附图说明

图1是示出了在恒定磁场内跨越所有磁传感器取向的磁传感器的输出的图表。

图2是示出了受稳态平台噪声和时变噪声源影响的磁传感器的输出的图表。

图3是计算设备的框图，其中可以实现在本文中所描述的用于计算磁航向的技术。

图4是图示了用于确定是否使用传感器输出平均来计算磁航向的技术的示图。

图5是一组示例表格，所述示例表格将所测量的传感器量值和所测量的噪声水平与在针对特定航向精度和置信水平的传感器输出平均中所使用的样本大小进行相关。

图6是使用磁传感器输出来计算磁航向的方法的过程流程图。

图7是示出了存储用于计算磁航向的代码的有形、非临时性机器可读介质的框图。

同样的数字遍及本公开及附图被用于引用相似的部件和特征。100系列的数字指的是最初在图1中发现的特征；200系列的数字指的是最初在图2中发现的特征，以此类推。

具体实施方式

本公开描述了用于减轻由磁传感器接收到的时变磁噪声的在计算上高效的技术。如上文所讨论的，由磁传感器接收到的磁噪声可能通过对由平台在磁传感器的输入处引发的磁场进行移位来阻碍计算设备内的磁传感器的正确运行。时变磁噪声可以通过对传感器读数取平均来减轻。

为了提高平均过程的计算效率，可以基于系统信息（诸如由传感器接收到的噪声水平）以及其他因素（诸如针对特定使用情况所期望的航向精度和置信水平）来确定用于计算传感器读数的样本数量。进一步地，样本大小可以基于噪声水平、所期望的航向精度和所期望的置信水平方面的改变进行动态调整。通过基于噪声水平调整样本大小，计算设备可以使用减少数量的样本来计算满足所期望精度和置信水平的磁航向。减少用于计算磁航向的样本数量改善了平均过程的计算效率

在某些情况下，也可以降低用于计算磁航向的算法的复杂度。例如，如果噪声水平足够低，可以使用单个传感器读数来计算满足所期望精度的磁航向，并且可以跳过平均过程。跳过平均过程进一步增加了磁航向计算的计算效率。改善磁航向计算的计算效率使设备能够利用更少的步骤计算磁航向，导致更快的计算和降低的功率消耗。

图1是示出在恒定磁场内跨越所有磁传感器取向的磁传感器输出的图表。该图表由参考数字100指代。磁传感器的输出102可以是标量数字，在本文中被称为计数，其中更高数量的计数表明更高的磁场强度。图表100的X轴104代表了在X方向上的计数的数量，以及图表100的Y轴106代表了在Y方向上的计数的数量。如图1中所示，当在恒定磁场中关于磁传感器的Z轴旋转时，磁传感器在原点处（即（0,0）的X-Y坐标处）生成形心108。可以作为传感器输出关于形心中心沿着形心的位置的函数来计算磁航向。

关于旋转具有可忽略的变形的在计算设备的平台上由磁传感器（例如B_sensor）所测量的磁场可以被表达为三个磁场和它们相应坐标系的向量加法，如下面的公式1所示。所述三个磁场包括由平台引发的磁场（例如B_platform）、地磁场（例如B_earth）和来自平台外部磁场源的任意贡献（例如B_ambient）。

 公式1。

在公式1中，与平台/传感器坐标相同，以及与世界坐标相同。此外，是平台/传感器坐标和世界坐标的旋转平移矩阵。每个向量的绝对值是在世界坐标系和平台/传感器坐标系两者中与边界的接近度和磁场源的强度这两者的函数。

平台的真实航向可以根据公式2来确定。

公式2。

上述方程式是基于以原点为中心的形心108。然而，由平台的部件引入的稳态噪声可能倾向于导致形心上的移位。为了从公式2中所示的反正切函数正确地计算角度，磁传感器输出可以被调整以计及磁传感器处的平台引发的磁场，如关于图2所进一步描述的。

图2是示出了受稳态平台噪声和时变噪声源影响的磁传感器的输出的图表。在图表200中，图表200的X轴202代表在X方向上的计数的数量，以及图表200的Y轴204代表在Y方向上的计数的数量。图表200示出了针对一种情况的磁传感器的输出206，在所述情况中平台包含固定在磁传感器的相同参考帧内的磁场源，并且因此产生跨越所有取向的恒定移位。该恒定移位被展示为形心中心从原点的移位，如由箭头208所示的。形心中心上的移位可以例如在磁传感器的工厂校准期间被确定。

输入206还展示了时变噪声，所述时变噪声可以是由于在传感器输出处注入随机噪声的时变电流而引起的。时变噪声可以是由于外部噪声源而引起的。传感器处的时变噪声向传感器输出206增加了噪声，这影响了沿着形心的传感器输出位置以及确定形心中心的过程和确定性。在传感器的固定取向处的输出范围由矩形210示出。如果传感器的取向被固定，传感器输出和形心中心上的噪声引发改变将是成对的，意味着噪声使真实形心中心以与由传感器输出206所展示出的相同的量和方向进行移位。由于时变噪声源而引起的形心中心范围由矩形212示出。通过对传感器输出206取平均，平均传感器输出可以被确定并且被用于计算磁航向214。此外，如果传感器是静止的，平均传感器输出可以被用于在形心中心的位置上估计噪声的效应。所估计的形心中心然后也可以被用于航向计算中。

可以使用任意合适数量的传感器输出样本来计算平均传感器输出。传感器输出样本的数量在本文中被称为样本大小。在一些实施例中，样本大小可以基于由传感器感受到的检测到的噪声水平来自动地选择。如果检测到的噪声水平在由所期望的航向精度规定的阈值噪声水平之下，可以使用单个样本来计算航向214，在这种情况下平均过程可以被跳过以及真实的传感器输出可以被用于计算航向。在航向计算中实际使用的传感器输出数据在本文中可以被称为所应用的传感器输出，以及可以包括实际传感器输出（样本大小=1）或平均传感器输出（样本大小＞1）。

图3是计算设备的框图，其中可以实现本文中所描述的用于计算磁航向的技术。计算设备300可以是，例如，膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、移动设备、服务器或蜂窝电话，除了别的以外。计算设备300可以包括适配为执行所存储指令的处理器302以及存储可由处理器302执行的指令的存储器设备304。处理器302可以是单核处理器、多核处理器、计算集群或任意数量的其他配置。处理器302可以被实现为复杂指令集计算机（CISC）处理器或精简指令集计算机（RISC）处理器、x86指令集兼容处理器、多核微处理器、或者任意其他微处理器或中央处理单元（CPU）。在一些实施例中，处理器302包括（多个）双核处理器、（多个）双核移动处理器等等。

存储器设备304可以包括随机存取存储器（例如SRAM、DRAM、零电容RAM、SONOS、eDRAM、EDO RAM、DDR RAM、RRAM、PRAM等等）、只读存储器（例如Mask ROM、PROM、EPROM、EEPROM等等）、闪存或任意其他合适的存储系统。存储器设备304存储可由处理器302执行以至少部分地基于从磁传感器306接收到的数据来计算磁航向的指令。

处理器302可以通过系统总线308（例如PCI,ISA,PCI-Express、HyperTransport?、NuBus等等）连接到适配为将计算设备300连接到一个或多个I/O设备312的输入/输出（I/O）设备接口310。I/O设备312可以包括，例如，键盘、指示设备等等。指示设备可以包括触摸板或触摸屏，除了别的以外。I/O设备312可以是计算设备300的内置部件或者可以是外部连接到计算设备300的设备。

处理器302也可以通过系统总线308链接到适配为将计算设备300连接到显示设备316的显示设备接口314。显示设备316可以包括显示屏，所述显示屏是计算设备300的内置部件。显示设备316也可以包括外部连接到计算设备300的计算机监视器、电视机或投影仪，除了别的以外。

处理器302也可以通过总线308链接到网络接口控制器（NIC）318。NIC 318可以被配置成通过总线308将处理器302连接到网络320。网络320可以是广域网（WAN）、局域网（LAN）或互联网，除了别的以外。

计算设备300也可以包括储存设备322。储存设备322可以包括诸如硬驱动器、光学驱动器、闪速驱动器、驱动器阵列等等的物理存储器。储存设备322还可以包括远程储存驱动器。储存设备322可以在其上存储指令以便为基于计算设备300的系统信息计算磁航向提供支持。

储存设备322可以包括操作系统324。操作系统324可以已经在其上安装了一个或多个驱动器。驱动器可以使一块硬件或安装在操作系统324上并驻留于储存设备322内的一个或多个应用326能够与操作系统105或包括磁传感器306在内的计算设备100的其他硬件进行通信。驱动器也可以用于使航向计算引擎328能够从磁传感器306向安装在操作系统324上的一个或多个应用326中的任意传送传感器信息。

在各种实施例中，磁传感器306经由总线308连接到处理器302。磁传感器306也可以经由私有总线或传感器接口（未示出）直接连接到处理器302。进一步地，在各种实施例中，磁传感器306经由传感器接口可通信地耦合到航向计算引擎328。航向计算引擎328可以被配置成从磁传感器306收集传感器输出。在一些实施例中，在计算设备300内的一个或多个微控制器可以将经由磁传感器306所收集到的传感器输出提供给航向计算引擎328。此外，计算设备300也可以包括配置成检测计算设备300的运动的一个或多个运动传感器330。运动传感器330的示例包括陀螺仪、加速度计等等。航向计算引擎328可以从运动传感器330接收与计算设备300的运动有关的数据，所述数据可以用于指示磁传感器306是否是静止的。

航向计算引擎328被实现在硬件或硬件和程序代码的组合中。在一些实施例中，航向计算引擎328在内核级下进行操作并且经由计算设备100的操作系统324来实现。在一些实施例中，航向计算引擎328在处理器级下进行操作并且经由处理器302和驻留于计算设备100内的任意数量的其他硬件来实现。进一步地，在各种实施例中，航向计算引擎328经由操作系统324和处理器302来同时实现。此外，在一些实施例中，航向计算引擎328包括固件。例如，航向计算引擎328可以包括电阻器-晶体管逻辑（RTL）或存在于内核级下和/或存在于处理器级下的任意其他合适类型的逻辑。

航向计算引擎328可以被配置成从磁传感器306接收传感器输出并且计算磁航向。如下文进一步描述的，航向计算引擎328可以基于从磁传感器306接收到的传感器输出来确定噪声水平。所确定的噪声水平可以用于确定平均是否将被用于计算所应用的传感器输出。如果使用了平均，噪声水平也可以用于确定用于计算所应用的传感器输出的样本大小。在一些实施例中，当磁传感器306是静止的时，确定噪声水平。航向计算引擎328可以基于从运动传感器330接收到的数据来确定磁传感器306是静止的。

航向计算引擎328也可以接收与所期望的航向精度和置信水平有关的数据，所述数据也可以由航向计算引擎328在所应用的传感器输出的计算中使用。例如，所期望的航向精度和置信水平可以用于计算阈值噪声水平，所述阈值噪声水平用于确定是否使用平均来计算所应用的传感器输出。如果使用了平均，所期望的航向精度和置信水平可以被用于基于所测量的噪声水平来确定要在平均过程中使用的样本大小。置信水平是描述所计算的航向处于由指定精度水平所确定的范围内的确定性的水平的值。

在一些实施例中，所期望的精度和置信水平可以是例如被编程到用于计算磁航向的代码中的静态值。在一些实施例中，所期望的精度和置信水平可以被动态调整。例如，所期望的精度和置信水平可以由用户通过计算设备300的用户接口来设置和/或重置。在一些实施例中，所期望的精度和置信水平可以由应用326来指定。例如，如果应用326中的一个变为活动的应用或变为计算设备300的焦点应用，则应用326可以发送信号或其他数据到航向计算引擎328，所述航向计算引擎328识别了要在计算航向时使用的特定精度和置信水平。下文关于图4-6进一步描述了用于计算磁航向的技术。

要理解的是，图3的框图并不意图表明计算设备300将包括图3中所示出的所有部件。进一步地，取决于具体实现方式的细节，计算设备300可以包括未在图3中示出的任意数量的附加部件。

图4是图示了用于确定传感器输出平均是否被用于计算磁航向的技术的示图。本文所描述的过程可以例如由图3的航向计算引擎328来实现。为了确定是否使用平均，可以测量传感器输出的量值和传感器输出中的噪声的量值。传感器输出的量值可以根据公式1来计算。

公式1。

在公式1中，Sx等于在X方向上的计数的数量，Sy等于在Y方向上的计数的数量，以及Sz等于在Z方向上的计数的数量。在传感器输出中的噪声的量值可以被计算为当磁传感器是静止的时在磁传感器输出中的最大变化。所测量的噪声量值除以传感器量值等于磁传感输出的信噪比。

可以基于所计算的磁航向的期望精度来计算噪声阈值。如果传感器噪声比噪声阈值高，那么可以使用平均来增加磁航向计算的确定性。如果传感器噪声比噪声阈值低，那么可以跳过平均以及航向计算可以基于原始的传感器输出。噪声阈值可以根据公式2来计算。

公式2。

在公式2中，θ是以度为单位的所期望的航向精度。因此，例如，如果所期望的航向精度是正负4度，噪声阈值将近似是信号量值的百分之14。如果所期望的精度是正负0.3度，噪声阈值将近似是信号量值的百分之1。所期望的航向精度可以如以上关于图3所描述的那样被指定，以及可以取决于针对具体使用情况的导航要求的类型。在一些实施例中，噪声水平被周期性地测量并且与阈值噪声水平相比较以确定是否使用平均。

如果仅当传感器是静止的时计算传感器噪声，传感器输出量值可以比传感器噪声的量值更频繁地被更新。因此，在一些实施例中，所测量的噪声范围可以用于计算阈值信号量值。阈值信号量值可以与所测量的信号量值相比较以确定是否使用平均。阈值信号量值可以根据公式3来计算。

公式3。

在图4中说明了上文所描述的技术。在图4的示图中，X轴402代表信号量值以及Y轴404代表噪声量值。如图4中所示，所期望的精度θ确定了以径线406为边界的扇形。垂直线408的高度代表所测量的噪声。线408定义了信号量值阈值并且被放置在线408的端点与径线406相遇的信号量值处。如果所测量的信号量值比信号量值阈值低，如由箭头410所图示的，那么使用平均来确定用于计算磁航向的所应用的信号输出。如果所测量的信号量值比信号量值阈值大，如由箭头412所图示的，那么不使用平均并且将原始传感器输出用作所应用的信号输出。如果使用平均来确定所应用的传感器输出，用来对传感器输出取平均的样本大小可以如下文关于图5所描述的那样来确定。

图5是一组示例表格，所述示例表格将所测量的传感器量值和所测量的噪声水平与在针对特定航向精度和置信水平的传感器输出平均中所使用的样本大小进行相关。表格500示出了用于具有95%置信水平的2度航向精度的所计算的样本大小。表格502示出了用于具有90%置信水平的1度航向精度的所计算的样本大小。在表格500和502中示出的样本大小可以根据公式4来计算。

公式4。

在公式4中，N是样本的数量，∝是置信值，所述置信值等于1减去置信百分比（例如对于百分之95置信来说，∝等于0.05）。作为示例，如果2度航向精度和95%置信水平已经被指定用于磁航向的计算，则在表格502中给出了用于计算所应用的传感器输出的样本的数量。航向精度和置信水平确定了噪声阈值，其在表格500和502中被称为允许的噪声。传感器量值和所测量的噪声的交集（intersection）提供了可适用的样本大小。

在一些实施例中，样本的数量可以由航向计算引擎328使用上述方程式来计算。在一些实施例中，使用上述方程式的查找表可以被创建并存储到图3的电子设备300中。例如，与表格500和502相似的查找表可以被存储在航向计算引擎328的存储器设备、储存设备322或电子设备300的对于航向计算引擎328是可访问的某个其他存储器设备中。任意合适数量的查找表可以被构建并存储，以用于不同的航向精度和置信水平。

图6是使用磁传感器输出来计算磁航向的方法的过程流程图。本文所描述的过程可以例如由图3的航向计算引擎328来实现。方法可以开始于方框602处，其中进行关于传感器是否是静止的确定。该确定例如可以基于从运动传感器（诸如加速度计、陀螺仪或任意其他合适的运动检测设备）接收到的数据来进行。如果传感器是静止的，则过程流程可以前进到方框604。

在方框604处，测量磁传感器输出的噪声水平。噪声水平可以通过接收磁传感器输出的多个样本并确定传感器输出范围来测量。所测量的噪声水平可以被表征为传感器输出数据的样本中的最大变化的量值。所测量的噪声水平可以在磁传感器被确定为静止的任意时间被周期性更新。如果磁传感器并非静止，则方框604可以被跳过以及可以将先前所测量的噪声水平用于以下过程步骤的剩余部分。过程流程然后可以前进到方框606。

在方框606处，进行关于在计算磁航向时是否将使用平均的确定。这个确定可以是基于所测量的噪声水平和所期望的航向精度，如上文关于图4中所描述的那样。如果将使用平均，则过程流程可以从方框608前进到方框610。

在方框610处，确定在平均过程中将使用的样本大小。在一些实施例中，基于所测量的噪声水平、所期望的航向精度和所期望的置信水平来计算样本大小，如上文关于图5所描述的那样。例如，可以使用公式4来计算样本大小或者从存储到电子设备的查找表中获得样本大小。

在方框612处，可以基于样本大小对原始传感器输出取平均。然后，平均传感器输出随后被用作所应用的传感器输出。如上文提到的，所应用的传感器输出指的是用于计算磁航向的传感器数据。在一些实施例中，平均传感器输出被计算为传感器输出的和除以样本大小。在一些实施例中，通过将最大传感器输出和最小传感器输出求和并且除以二来计算平均传感器输出。

回到方框606，如果确定将不使用平均，则过程流程可以从方框608前进到方框614。在方框614处，所应用的传感器输出被设定为原始传感器输出。相应地，磁传感器的每个输出可以用于计算磁航向，并且可以跳过平均过程。从方框612或方框614，过程流程可以前进到方框616。

在方框616处，基于所估计的形心中心和所应用的传感器输出来计算磁航向。磁航向可以如关于图1和图2所描述的那样来计算。例如，所估计的形心中心可以用于重新确定传感器输出数据的中心。所应用的传感器输出沿着被重新确定中心的形心的位置确定了磁航向。

在方框618处，磁航向可以被传送到计算设备的另一部件。例如，磁航向可以被发送到诸如地图应用、罗盘应用、位置查找应用或使用磁航向的任意其他应用之类的应用。在一些实施例中，磁航向可以被显示给电子设备的用户。在一些实施例中，磁航向可以用于附加的计算。例如，磁航向可以被用作计算电子设备的位置的计算例程的部分。

图7是示出了存储用于计算磁航向的代码的有形、非临时性机器可读介质的框图。有形、非临时性机器可读介质700可以由处理器702通过计算机总线704访问。此外，有形、非临时性机器可读介质700可以包括配置成指示处理器702执行本文所描述的方法的代码。

本文所讨论的各种软件部件可以被存储在有形、非临时性机器可读介质700上，如图7中所指示的。例如，噪声测量模块706可以测量存在于磁传感器输出数据中的时变噪声水平。平均模块708可以用于通过使用确定的样本大小计算传感器输出数据的平均来计算所应用的传感器输出。平均模块还可以基于传感器输出数据中的噪声水平、所期望的精度和所期望的置信水平来确定合适的样本大小。航向计算模块710可以用于基于传感器输出来计算磁航向。航向计算模块710还可以确定是否使用原始传感器输出数据来计算磁航向，或者是否对传感器输出数据应用平均。

要理解的是，图7的框图并不意图表明有形、非临时性机器可读介质700将包括图7中所示的所有部件。进一步地，取决于具体实现方式的细节，图7中未示出的任意数量的附加部件可以被包括在有形、非临时性机器可读介质700内。

示例1

本文描述了计算磁航向的计算设备的示例。计算设备包括用于收集传感器输出数据的磁传感器和基于传感器输出数据来计算磁航向的航向计算引擎。航向计算引擎包括用于测量传感器输出数据中的噪声水平的逻辑。航向计算引擎还包括用于至少部分地基于噪声水平来确定是否对传感器输出数据取平均的逻辑。航向计算引擎还包括用于基于传感器输出数据来确定所应用的传感器输出的逻辑。航向计算引擎还包括用于至少部分地基于所应用的传感器输出来计算磁航向的逻辑。

用于确定是否对传感器输出数据取平均的逻辑可以确定是否至少部分地基于所期望的航向精度来对传感器输出数据取平均。在一些实施例中，用于确定是否对传感器输出数据去平均的逻辑确定将不对传感器输出数据取平均并且所应用的传感器输出是传感器输出数据的单个样本。在一些实施例中，用于确定是否对传感器输出数据取平均的逻辑基于所期望的航向精度来计算阈值噪声并且确定噪声水平是否在噪声阈值之下。在一些实施例中，用于确定是否对传感器输出数据取平均的逻辑基于噪声水平和所期望的航向精度来计算信号量值阈值并且确定传感器输出数据的信号量值是否在信号量值阈值之上。

计算设备还可以包括运动传感器，用于确定磁传感器是否静止的，其中用于测量传感器输出信号中的噪声水平的逻辑当磁传感器是静止的时测量噪声水平。在一些实施例中，用于确定是否对传感器输出数据取平均的逻辑确定将对传感器输出数据取平均以及用于确定所应用的传感器输出的逻辑至少部分地基于噪声水平来确定传感器输出数据的样本大小。在一些实施例中，用于确定所应用的传感器输出的逻辑基于噪声水平、所期望的航向精度和置信水平来确定样本大小。在一些实施例中，计算设备还包括使用户能够指定所期望的航向精度的用户接口。在一些实施例中，所期望的航向精度由计算设备的应用来指定。

示例2

本文描述了用于计算磁航向的方法的示例。该方法包括从磁传感器接收传感器输出数据以及测量传感器输出数据中的噪声水平。该方法还包括至少部分地基于噪声水平来确定是否对传感器输出取平均。该方法还包括基于传感器输出数据来确定所应用的传感器输出。该方法还包括至少部分地基于所应用的传感器输出来计算磁航向。该方法还包括发送磁航向到计算设备的部件以供应用所使用。

确定是否对传感器输出数据取平均可以包括至少部分地基于所期望的航向精度来确定是否对传感器输出数据取平均。该方法还可以包括如果确定将对传感器输出数据取平均，则将所应用的传感器输出设置为传感器输出数据的单个样本。在一些实施例中，确定是否对传感器输出数据取平均包括基于所期望航向精度来计算阈值噪声以及确定噪声水平是否在噪声阈值之下。在一些实施例中，确定是否对传感器输出数据取平均包括基于噪声水平和所期望的航向精度来计算信号量值阈值以及确定传感器输出数据的信号量值是否在信号量值阈值之上。

测量传感器输出数据中的噪声水平可以包括当磁传感器是静止的时测量噪声水平。该方法还包括如果确定将对传感器输出数据取平均，则至少部分地基于噪声水平来确定传感器输出数据的样本大小。该样本大小可以基于噪声水平、所期望的航向精度和置信水平来确定。在一些实施例中，该方法包括接收由用户指定的所期望的航向精度。在一些实施例中，该方法包括从计算设备的应用接收所期望的精度。

示例3

本文描述了具有存储在其上的用于计算磁航向的指令的非临时性、有形机器可读介质的示例。该指令当由处理器执行时，指示处理器接收来自磁传感器的传感器输出数据以及测量传感器输出数据中的噪声水平。该指令还指示处理器至少部分地基于噪声水平来确定是否对传感器输出数据取平均。该指令还指示处理器基于传感器输出数据来确定所应用的传感器输出。该指令还指示处理器至少部分基于所应用的传感器输出来计算磁航向。

指示处理器确定是否对传感器输出数据取平均的指令可以至少部分地基于所期望的航向精度来确定是否对传感器输出数据取平均。指令可以指示处理器：如果确定将不对传感器输出数据取平均，则将传感器输出数据的单个样本用为所应用的传感器输出。在一些实施例中，该指令指示处理器基于所期望的航向精度来计算阈值噪声以及确定噪声水平是否在噪声阈值之下以确定是否对传感器输出数据取平均。在一些实施例中，该指令指示处理器基于噪声水平和所期望的航向精度来计算信号量值阈值以及确定传感输出数据的信号量值是否在信号量值阈值之上以确定是否对传感器输出数据取平均。

该指令还可以指示处理器确定磁传感器是否是静止的以及只有在磁传感器是静止的时候测量传感器输出数据的噪声水平。该指令还可以指示处理器：如果确定将对传感器输出数据取平均，则至少部分地基于噪声水平来确定传感器输出数据的样本大小。在一些实施例中，该指令指示处理器基于噪声水平、所期望的航向精度和置信水平来确定样本大小。在一些实施例中，该指令指示处理器从用户接收所期望的航向精度。在一些实施例中，该指令指示处理器从计算设备上执行的应用接收所期望的精度。

在以上描述和权利要求中，术语“耦合的”和“连接的”连同它们的派生词一起可以被使用。应该理解的是，这些术语并不意图作为彼此的同义词。而是，在特定实施例中，“连接的”可以用于指示两个或更多元件彼此处于直接物理或电学接触。“耦合的”可以意指两个或更多元件处于直接物理或电学接触中。然而，“耦合的”也可以意指两个或更多元件彼此并非处于直接接触，但仍然彼此协作或交互。

一些实施例可以被实现在硬件、固件和软件中的一个或其组合中。一些实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，所述指令可以被计算平台读取和执行以实行本文中所描述的操作。机器可读介质可以包括用于以由机器（例如计算机）可读的形式存储或传输信息的任意机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器（ROM）；随机存取存储器（RAM）；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存设备；或电学的、光学的、声学的或其他形式的传播信号，例如载波、红外信号、数字信号或传输和/或接收信号的接口，除了别的以外。

实施例是实现方式或示例。在说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”或“其他实施例”的引用意指结合实施例所描述的特定的特征、结构或特性至少被包括在本文所描述的一些实施例中，但并不一定是所有实施例中。“实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的各种出现并不一定都指的是同样的实施例。

并非本文所描述和说明的所有部件、特征、结构或特性都将在每种情况中被包括在一个或多个特定实施例中。例如，如果说明书陈述了“可以”、“也许”、“能”或“可能”包括部件、特征、结构或特性，那么特定的部件、特征、结构或特性可以不被包括在每个情况中。如果说明书或权利要求涉及“一个（a）”或“一个（an）”元件，那么并非意指仅存在一个元件。如果说明书或权利要求涉及“一个（an）附加的”元件，那么并未排除存在多于一个的附加部件。

要注意的是，尽管已经参考特定实现方式描述了一些实施例，但根据一些实施例，其他实现方式是可能的。此外，在附图中所图示的和/或在本文中所描述的电路元件或其他特征的布置和/或次序可以不以本文中所图示和描述的特定方式来布置。根据一些实施例，很多其他布置是可能的。

在附图中示出的每个系统中，在某些情况下每个元件可以具有相同的附图标记或不同的附图标记以暗示所代表的元件可以是不同的和/或相似的。然而，元件可以是足够灵活的以具有不同的实现方式以及与本文中所示出或描述的系统中的一些或所有一同起作用。在附图中所示出的各种元件可以是相同的或不同的。哪个被称为第一元件以及哪个被称为第二元件是任意的。

要理解的是，在前述示例中的细节可以被用在一个或多个实施例中的任何地方。例如，以上所描述的计算设备的所有可选特征也可以关于本文中所描述的方法或机器可读介质中的任一来实现。进一步地，尽管流程图和/或状态图可能已经在本文中被用于描述实施例，但本发明并不限于这些示图或限于本文中的对应描述。例如，流程不需要穿过每个所图示的方框或状态或按照与本文中所图示和说明的完全一样的次序。

本发明并不限于本文中所列出的特定细节。实际上，受益于本公开的本领域技术人员将领会到，可以在本发明的范围内做出来自上文的描述和附图的许多其他变化。因此，包括对其任意修改在内的下述权利要求限定了本发明的范围。

Claims (30)

1.一种计算设备，包括：

磁传感器，用于收集传感器输出数据；

航向计算引擎，用于基于所述传感器输出数据来计算磁航向，所述航向计算引擎包括：

用于测量所述传感器输出数据中的噪声水平的逻辑；

用于至少部分地基于所述噪声水平来确定是否对所述传感器输出数据取平均的逻辑；

用于基于所述传感器输出数据来确定所应用的传感器输出的逻辑；以及

用于至少部分地基于所述所应用的传感器输出来计算磁航向的逻辑。

2.根据权利要求1所述的计算设备，其中用于确定是否对所述传感器输出数据取平均的逻辑至少部分地基于所期望的航向精度来确定是否对所述传感器输出数据取平均。

3.根据权利要求1所述的计算设备，其中用于确定是否对所述传感器输出数据取平均的逻辑确定将对所述传感器输出数据取平均以及所述所应用的传感器输出是所述传感器输出数据的单个样本。

4.根据权利要求1所述的计算设备，其中用于确定是否对所述传感器输出数据取平均的逻辑基于所期望的航向精度来计算阈值噪声以及确定所述噪声水平是否在噪声阈值之下。

5.根据权利要求1所述的计算设备，其中用于确定是否对所述传感器输出数据取平均的逻辑基于噪声水平和所期望的航向精度来计算信号量值阈值以及确定所述传感器输出数据的信号量值是否在所述信号量值阈值之上。

6.根据权利要求1所述的计算设备，包括运动传感器，用于确定磁传感器是否是静止的，其中用于测量传感器输出数据中的噪声水平的逻辑当磁传感器是静止的时测量所述噪声水平。

7.根据权利要求1所述的计算设备，其中用于确定是否对所述传感器输出数据取平均的逻辑确定将对传感器输出数据取平均以及用于确定所应用的传感器输出的逻辑至少部分地基于所述噪声水平来确定所述传感器输出数据的样本大小。

8.根据权利要求7所述的计算设备，其中用于确定所应用的传感器输出的逻辑基于所述噪声水平、所期望的航向精度和置信水平来确定样本大小。

9.根据权利要求2所述的计算设备，包括使用户能够指定所期望的航向精度的用户接口。

10.根据权利要求2所述的计算设备，其中所期望的航向精度由所述计算设备的应用来指定。

11.一种方法，包括：

从磁传感器接收传感器输出数据；

测量所述传感器输出数据中的噪声水平；

至少部分地基于所述噪声水平来确定是否对所述传感器输出数据取平均；

基于所述传感器输出数据来确定所应用的传感器输出；

至少部分地基于所述所应用的传感器输出来计算磁航向；以及

发送所述磁航向到计算设备的部件以供应用所使用。

12.根据权利要求11所述方法，其中确定是否对所述传感器输出数据取平均包括至少部分地基于所期望的航向精度来确定是否对所述传感器输出数据取平均。

13.根据权利要求11所述方法，包括，如果确定将不对所述传感器输出数据取平均，则将所应用的传感器输出设置为所述传感器输出数据的单个样本。

14.根据权利要求11所述方法，其中确定是否对所述传感器输出数据取平均包括基于所期望的航向精度来计算阈值噪声以及确定噪声水平是否在噪声阈值之下。

15.根据权利要求11所述方法，其中确定是否对所述传感器输出数据取平均包括基于所述噪声水平和所期望的航向精度来计算信号量值阈值以及确定所述传感器输出数据的信号量值是否在所述信号量值阈值之上。

16.根据权利要求11所述方法，其中测量所述传感器输出数据中的噪声水平包括当所述磁传感器是静止的时测量所述噪声水平。

17.根据权利要求11所述方法，包括，如果确定将对所述传感器输出数据取平均，则至少部分地基于所述噪声水平来确定所述传感器输出数据的样本大小。

18.根据权利要求17所述方法，其中基于所述噪声水平、所期望的航向精度和置信水平来确定样本大小。

19.根据权利要求12所述方法，包括接收由用户指定的所期望的航向精度。

20.根据权利要求12所述方法，包括从所述计算设备的应用接收所期望的精度。

21.一种具有存储在其上的指令的非临时性、有形机器可读介质，所述指令当由处理器执行时，指示所述处理器：

从磁传感器接收传感器输出数据；

测量所述传感器输出数据中的噪声水平；

至少部分地基于所述噪声水平来确定是否对所述传感器输出数据取平均；

基于所述传感器输出数据来确定所应用的传感器输出；以及

至少部分地基于所应用的传感器输出来计算磁航向。

22.根据权利要求21所述机器可读介质，其中指示所述处理器确定是否对所述传感器输出数据取平均的指令至少部分地基于所期望的航向精度来确定是否对所述传感器输出数据取平均。

23.根据权利要求21所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器：如果确定将不对传感器输出数据取平均则将所述传感器输出数据的单个样本用作所应用的传感器输出。

24.根据权利要求21所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器基于所期望的航向精度来计算阈值噪声以及确定所述噪声水平是否在噪声阈值之下以确定是否对所述传感器输出数据取平均。

25.根据权利要求21所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器基于所述噪声水平和所期望的航向精度来计算信号量值阈值以及确定所述传感器输出数据的信号量值是否在所述信号量值阈值之上以确定是否对所述传感器输出数据取平均。

26.根据权利要求21所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器：仅当所述磁传感器是静止的时候，确定所述磁传感器是否是静止的以及测量所述传感器输出数据中的噪声水平。

27.根据权利要求21所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器：如果确定将对所述传感器输出数据取平均，则至少部分地基于所述噪声水平来确定所述传感器输出数据的样本大小。

28.根据权利要求27所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器基于所述噪声水平、所期望的航向精度和置信水平来确定样本大小。

29.根据权利要求22所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器从用户接收所期望的航向精度。

30.根据权利要求22所述机器可读介质，包括以下指令，所述指令指示处理器从在计算设备上执行的应用接收所期望的精度。