CN110177998B - 用于陀螺仪标定校准的方法、装置和系统 - Google Patents

用于陀螺仪标定校准的方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

使用安装在同一设备上的磁力计通过以下操作来估计和校准陀螺仪标度的方法、装置和系统：使所述设备绕轴进行多次旋转；以及，在第一次旋转期间，存储在多个角度参考点中的每一个处的磁力计磁场读数和航向(来自陀螺仪读数的积分)；然后，在每个后续旋转期间，确定磁力计/陀螺仪‑航向输出对，其磁力计输出与对应于所述参考点之一的磁力计读数相匹配，从而指示所述设备已达到与匹配参考点相同的航向；然后，对于每个匹配的输出样本对，使用该磁力计/陀螺仪航向输出样本对来更新相应角度参考点的陀螺仪标度因子；以及平均这些标度估计以生成最终的陀螺仪标度因子估计。

Description

用于陀螺仪标定校准的方法、装置和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年11月2日提交的美国临时专利申请No.62/580,764、2017年9月12日提交的美国临时专利申请No.62/557,728和2017年1月6日提交的美国临时专利申请No.62/443,279的优先权，该每一申请的内容均通过引用结合于此，如同完全阐述一样。
技术领域
本文公开的实施例主要涉及传感器校准，并且例如涉及用于陀螺仪标度(scale)校准的方法、装置和系统。
有关内容
陀螺仪可以被校准，例如以便能够测量角速度。
发明内容
根据某些实施例，一种设备(例如，机器人真空吸尘器、惯性测量单元(IMU)和/或无线发射/接收单元(WTRU))可包括至少一个陀螺仪和至少一个磁力计，其中由该磁力计采集的一个或多个读数可用于补偿与所述陀螺仪相关联的至少一个参数。
根据某些实施例，可以使用在处于基本相同的角位置的陀螺仪和磁力计的一个或多个连续旋转期间(在大约3到5个或者更多个360°旋转的范围内)获取的多个磁场测量值(例如，在大约10到12个磁场测量值的范围内)来校准陀螺仪的标度。
根据某些实施例，陀螺仪的标度可以例如通过使用校准设备在移动设备(例如，机器人真空吸尘器、WTRU和/或IMU等)上被机载校准。
附图说明
通过以下结合附图以示例性方式给出的详细描述，可以得到更详细的理解。说明中的附图是示例。因此，附图和详细描述不应被视为限制性的，并且其他同等有效的示例也是可行的和可能的。此外，附图中相同的附图标记表示相同的元素，并且其中：
图1A是示出其中可以实施一个或多个公开的实施例的示例性通信系统的系统图。
图1B是示出了根据实施例的可在图1A中所示的通信系统内使用的示例性无线发射/接收单元(WTRU)的系统图；
图1C是示出了根据实施例的可在图1A中所示的通信系统内使用的示例性无线电接入网络(RAN)和示例性核心网络(CN)的系统图；
图1D是示出了根据实施例的可在图1A中所示的通信系统内使用的另一示例性RAN和另一示例性CN的系统图；
图2是机器人装置/器械(RAA)的框图；
图3是示出了根据代表性实施例的执行各种校准过程的代表性硬件架构的示图；
图4A和4B是示出了校准过程在第一环境中的曲线图；
图5A和5B是示出了图3A和3B的校准过程在第二环境(例如，更具破坏性的磁场环境)的另一组曲线图；
图6A和6B是示出了图3A和3B的校准过程在第三环境(例如，甚至更具破坏性的磁场环境)的另一组曲线图；
图7是示出了使用磁力计的代表性校准过程的流程图；
图8是示出了代表性校准过程的示图；
图9是示出了另一代表性校准过程的示图；
图10是示出了图9的代表性校准过程的示图，其用于相对于使用校准设备的起始角位置旋转的设备；
图11是示出了针对设备的再一代表性校准过程的示图，其使用N侧(N-sided)多边形校准设备的内表面；
图12是示出了针对设备的又一代表性校准过程的示图，其使用所述N侧多边形校准设备的外表面；
图13A是示出了设备固定装置的俯视图的示图；
图13B是示出了图13A的所述设备固定装置的侧视图的示图；
图13C是示出了测试设备的俯视图的示图；
图13D是示出了所述测试设备的侧视图的示图；
图14是示出了用于示出另一校准过程的对接操作的示图；
图15是用于估计陀螺仪标度因子的代表性方法的流程图；
图16是用于估计陀螺仪标度的另一代表性方法的流程图；
图17是用于估计陀螺仪标度的又一代表性方法的流程图；以及
图18是用于估计陀螺仪标度的再一代表性方法的流程图。
具体实施方式
用于实施例的实施的示例性网络
如前所述，除了机器人真空吸尘器之外，本发明可以在机器人车辆、汽车、IoT装备、任何移动设备或WTRU或其他通信设备中实施，而这些设备又可以使用在通信网络中。以下部分提供了关于一些示例性WTRU和/或其他通信设备以及其中可以包含它们的网络的描述。
图1A是示出了可以实施一个或多个所公开的实施例的例示通信系统100的示图。该通信系统100可以是为多个无线用户提供语音、数据、视频、消息传递、广播等内容的多址接入系统。该通信系统100可以通过共享包括无线带宽在内的系统资源而使多个无线用户能够接入此类内容。举例来说，通信系统100可以使用一种或多种信道接入方法，例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)、零尾唯一字DFT扩展OFDM(ZT UW DTS-s OFDM)、唯一字OFDM(UW-OFDM)、资源块过滤OFDM以及滤波器组多载波(FBMC)等等。
如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元(WTRU)102a、102b、102c、102d、RAN 104/113、CN 106/115、公共交换电话网络(PSTN)108、因特网110以及其他网络112，然而应该了解，所公开的实施例设想了任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络部件。每一个WTRU 102a、102b、102c、102d可以是被配置成在无线环境中工作和/或通信的任何类型的设备。举例来说，任一WTRU 102a、102b、102c、102d都可被称为“站”和/或“STA”，其可以被配置成发射和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备(UE)、移动站、固定或移动订户单元、基于签约的单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、热点或Mi-Fi设备、物联网(IoT)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴显示器(HMD)、车辆、无人机、医疗设备和应用(例如远程手术)、工业设备和应用(例如机器人和/或在工业和/或自动处理链环境中工作的其他无线设备)、消费类电子设备、以及在商业和/或工业无线网络上工作的设备等等。WTRU 102a、102b、102c、102d中的任意者可被可交换地称为UE。
通信系统100还可以包括基站114a和/或基站114b。每一个基站114a、114b可以是被配置成通过以无线方式与WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一个无线对接来促使其接入一个或多个通信网络(例如CN 106/115、因特网110、和/或其他网络112)的任何类型的设备。举例来说，基站114a、114b可以是基地收发信台(BTS)、节点B、e节点B、家庭节点B、家庭e节点B、gNB、NR节点B、站点控制器、接入点(AP)、以及无线路由器等等。虽然每一个基站114a、114b都被描述成了单个部件，然而应该了解。基站114a、114b可以包括任何数量的互连基站和/或网络部件。
基站114a可以是RAN 104/113的一部分，并且所述RAN还可以包括其他基站和/或网络部件(未显示)，例如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点等等。基站114a和/或基站114b可被配置成在名为小区(未显示)的一个或多个载波频率上发射和/或接收无线信号。这些频率可以处于授权频谱、无授权频谱或是授权与无授权频谱的组合之中。小区可以为相对固定或者有可能随时间变化的特定地理区域提供无线服务覆盖。小区可被进一步分成小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可被分为三个扇区。由此，在一个实施例中，基站114a可以包括三个收发信机，也就是说，每一个收发信机都对应于小区的一个扇区。在实施例中，基站114a可以使用多输入多输出(MIMO)技术，并且可以为小区的每一个扇区使用多个收发信机。举例来说，通过使用波束成形，可以在期望的空间方向上发射和/或接收信号。
基站114a、114b可以通过空中接口116来与WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者进行通信，其中所述空中接口可以是任何适当的无线通信链路(例如射频(RF)、微波、厘米波、微米波、红外线(IR)、紫外线(UV)、可见光等等)。空中接口116可以使用任何适当的无线电接入技术(RAT)来建立。
更具体地说，如上所述，通信系统100可以是多址接入系统，并且可以使用一种或多种信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA以及SC-FDMA等等。例如，RAN 104/113中的基站114a与WTRU 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA)，其中所述技术可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口115/116。WCDMA可以包括如高速分组接入(HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路(DL)分组接入(HSDPA)和/或高速UL分组接入(HSUPA)。
在实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)，其中所述技术可以使用长期演进(LTE)和/或先进LTE(LTE-A)和/或先进LTA Pro(LTE-A Pro)来建立空中接口116。
在实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如NR无线电接入，其中所述无线电技术可以使用新型无线电(NR)来建立空中接口116。
在实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施多种无线电接入技术。举例来说，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以共同实施LTE无线电接入和NR无线电接入(例如使用双连接(DC)原理)。由此，WTRU 102a、102b、102c使用的空中接口可以通过多种类型的无线电接入技术和/或向/从多种类型的基站(例如eNB和gNB)发送的传输来表征。
在其他实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施以下的无线电技术，例如IEEE 802.11(即无线高保真(WiFi))、IEEE 802.16(全球微波接入互操作性(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000EV-DO、临时标准2000(IS-2000)、临时标准95(IS-95)、临时标准856(IS-856)、全球移动通信系统(GSM)、用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)以及GSM EDGE(GERAN)等等。
图1A中的基站114b可以是无线路由器、家庭节点B、家庭e节点B或接入点，并且可以使用任何适当的RAT来促成局部区域中的无线连接，例如营业场所、住宅、车辆、校园、工业设施、空中走廊(例如供无人机使用)以及道路等等。在一个实施例中，基站114b与WTRU102c、102d可以通过实施IEEE 802.11之类的无线电技术来建立无线局域网(WLAN)。在实施例中，基站114b与WTRU 102c、102d可以通过实施IEEE 802.15之类的无线电技术来建立无线个人局域网(WPAN)。在再一实施例中，基站114b和WTRU 102c、102d可通过使用基于蜂窝的RAT(例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A、LTE-A Pro、NR等等)来建立微微小区或毫微微小区。如图1A所示，基站114b可以直连到因特网110。由此，基站114b不需要经由CN 106/115来接入因特网110。
RAN 104/113可以与CN 106/115进行通信，其中所述CN可以是被配置成向一个或多个WTRU 102a、102b、102c、102d提供语音、数据、应用和/或借助网际协议语音(VoIP)服务的任何类型的网络。该数据可以具有不同的服务质量(QoS)需求，例如不同的吞吐量需求、延时需求、容错需求、可靠性需求、数据吞吐量需求、以及移动性需求等等。CN 106/115可以提供呼叫控制、记账服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分发等等，和/或可以执行用户验证之类的高级安全功能。虽然在图1A中没有显示，然而应该了解，RAN104/113和/或CN 106/115可以直接或间接地和其他那些与RAN 104/113使用相同RAT或不同RAT的RAN进行通信。例如，除了与使用NR无线电技术的RAN 104/113相连之外，CN 106/115还可以与使用GSM、UMTS、CDMA 2000、WiMAX、E-UTRA或WiFi无线电技术的别的RAN(未显示)通信。
CN 106/115还可以充当供WTRU 102a、102b、102c、102d接入PSTN 108、因特网110和/或其他网络112的网关。PSTN 108可以包括提供简易老式电话服务(POTS)的电路交换电话网络。因特网110可以包括使用了公共通信协议(例如TCP/IP网际协议族中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和/或网际协议(IP))的全球性互联计算机网络设备系统。网络112可以包括由其他服务供应商拥有和/或运营的有线和/或无线通信网络。例如，网络112可以包括与一个或多个RAN相连的另一个CN，其中所述一个或多个RAN可以与RAN 104/113使用相同RAT或不同RAT。
通信系统100中一些或所有WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括多模能力(例如，WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括在不同无线链路上与不同无线网络通信的多个收发信机)。例如，图1A所示的WTRU 102c可被配置成与可以使用基于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，以及与可以使用IEEE 802无线电技术的基站114b通信。
图1B是示出了例示WTRU 102的系统图示。如图1B所示，WTRU 102可以包括处理器118、收发信机120、发射/接收部件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136以及其他周边设备138。应该了解的是，在保持符合实施例的同时，WTRU 102还可以包括前述部件的任何子组合。
处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)以及状态机等等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或其他任何能使WTRU102在无线环境中工作的功能。处理器118可以耦合至收发信机120，收发信机120可以耦合至发射/接收部件122。虽然图1B将处理器118和收发信机120描述成单独组件，然而应该了解，处理器118和收发信机120也可以集成在一个电子组件或芯片中。
发射/接收部件122可被配置成经由空中接口116来发射或接收去往或来自基站(例如基站114a)的信号。举个例子，在一个实施例中，发射/接收部件122可以是被配置成发射和/或接收RF信号的天线。作为示例，在实施例中，发射/接收部件122可以是被配置成发射和/或接收IR、UV或可见光信号的放射器/检测器。在实施例中，发射/接收部件122可被配置成发射和/或接收RF和光信号。应该了解的是，发射/接收部件122可以被配置成发射和/或接收无线信号的任何组合。
虽然在图1B中将发射/接收部件122描述成是单个部件，但是WTRU 102可以包括任何数量的发射/接收部件122。更具体地说，WTRU 102可以使用MIMO技术。由此，在实施例中，WTRU 102可以包括两个或多个通过空中接口116来发射和接收无线电信号的发射/接收部件122(例如多个天线)。
收发信机120可被配置成对发射/接收部件122所要传送的信号进行调制，以及对发射/接收部件122接收的信号进行解调。如上所述，WTRU 102可以具有多模能力。因此，收发信机120可以包括允许WTRU 102借助多种RAT(例如NR和IEEE 802.11)来进行通信的多个收发信机。
WTRU 102的处理器118可以耦合到扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128(例如液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)，并且可以接收来自这些部件的用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128输出用户数据。此外，处理器118可以从诸如不可移除存储器130和/或可移除存储器132之类的任何适当的存储器中存取信息，以及将信息存入这些存储器。不可移除存储器130可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或是其他任何类型的记忆存储设备。可移除存储器132可以包括订户身份模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)记忆卡等等。在其他实施例中，处理器118可以从那些并非实际位于WTRU 102的存储器存取信息，以及将数据存入这些存储器，作为示例，此类存储器可以位于服务器或家庭计算机(未显示)。
处理器118可以接收来自电源134的电力，并且可被配置分发和/或控制用于WTRU102中的其他组件的电力。电源134可以是为WTRU 102供电的任何适当设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池组(如镍镉(Ni-Cd)、镍锌(Ni-Zn)、镍氢(NiMH)、锂离子(Li-ion)等等)、太阳能电池以及燃料电池等等。
处理器118还可以耦合到GPS芯片组136，该芯片组可被配置成提供与WTRU 102的当前位置相关的位置信息(例如经度和纬度)。作为来自GPS芯片组136的信息的补充或替换，WTRU 102可以经由空中接口116接收来自基站(例如基站114a、114b)的位置信息，和/或根据从两个或更多个附近基站接收的信号定时来确定其位置。应该了解的是，在保持符合实施例的同时，WTRU 102可以借助任何适当的定位方法来获取位置信息。
处理器118还可以耦合到其他周边设备138，其中所述周边设备可以包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，周边设备138可以包括加速度计、电子指南针、卫星收发信机、数码相机(用于照片和/或视频)、通用串行总线(USB)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器、虚拟现实和/或增强现实(VR/AR)设备、以及活动跟踪器等等。周边设备138可以包括一个或多个传感器，所述传感器可以是以下的一个或多个：陀螺仪、加速度计、霍尔效应传感器、磁力计、方位传感器、邻近传感器、温度传感器、时间传感器、地理位置传感器、高度计、光传感器、触摸传感器、磁力计、气压计、手势传感器、生物测定传感器和/或湿度传感器。
WTRU 102的处理器118可以与各种周边设备138可操作地通信，该各种周边设备138包括例如以下中的任意者：一个或多个加速度计、一个或多个陀螺仪、USB端口、其他通信接口/端口、显示器和/或其他视觉/音频指示器，以实施本文公开的代表性实施例。
WTRU 102可以包括全双工无线电设备，其中对于该无线电设备来说，一些或所有信号(例如与用于UL(例如对传输而言)和下行链路(例如对接收而言)的特定子帧相关联)的接收或传输可以是并发和/或同时的。全双工无线电设备可以包括借助于硬件(例如扼流线圈)或是凭借处理器(例如单独的处理器(未显示)或是凭借处理器118)的信号处理来减小和/或基本消除自干扰的干扰管理单元。在实施例中，WTRU 102可以包括传送和接收一些或所有信号(例如与用于UL(例如对传输而言)或下行链路(例如对接收而言)的特定子帧相关联)的半双工无线电设备。
图1C是示出了根据实施例的RAN 104和CN 106的系统图示。如上所述，RAN 104可以在空中接口116上使用E-UTRA无线电技术来与WTRU 102a、102b、102c进行通信。所述RAN104还可以与CN 106进行通信。
RAN 104可以包括e节点B 160a、160b、160c，然而应该了解，在保持符合实施例的同时，RAN 104可以包括任何数量的e节点B。每一个e节点B 160a、160b、160c都可以包括在空中接口116上与WTRU 102a、102b、102c通信的一个或多个收发信机。在一个实施例中，e节点B 160a、160b、160c可以实施MIMO技术。由此，举例来说，e节点B 160a可以使用多个天线来向WTRU 102a发射无线信号，和/或以及接收来自WTRU 102a的无线信号。
每一个e节点B 160a、160b、160c都可以关联于一个特定小区(未显示)，并且可被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度等等。如图1C所示，e节点B 160a、160b、160c彼此可以通过X2接口进行通信。
图1C所示的CN 106可以包括移动性管理实体(MME)162、服务网关(SGW)164以及分组数据网络(PDN)网关(或PGW)166。虽然前述的每一个部件都被描述成是CN 106的一部分，然而应该了解，这其中的任一部件都可以由CN运营商之外的实体拥有和/或运营。
MME 162可以经由S1接口连接到RAN 104中的每一个e节点B 160a、160b、160c，并且可以充当控制节点。例如，MME 142可以负责验证WTRU 102a、102b、102c的用户，执行承载激活/去激活处理，以及在WTRU 102a、102b、102c的初始附着过程中选择特定的服务网关等等。MME 162还可以提供一个用于在RAN 104与使用其他无线电技术(例如GSM和/或WCDMA)的其他RAN(未显示)之间进行切换的控制平面功能。
SGW 164可以经由S1接口连接到RAN 104中的每一个e节点B 160a、160b、160c。SGW164通常可以路由和转发去往/来自WTRU 102a、102b、102c的用户数据分组。并且，SGW 164还可以执行其他功能，例如在eNB间的切换过程中锚定用户平面，在DL数据可供WTRU 102a、102b、102c使用时触发寻呼处理，以及管理并存储WTRU 102a、102b、102c的上下文等等。
SGW 164可以连接到PGW 166，所述PGW可以为WTRU 102a、102b、102c提供分组交换网络(例如因特网110)接入，以便促成WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信。
CN 106可以促成与其他网络的通信。例如，CN 106可以为WTRU 102a、102b、102c提供电路交换网络(例如PSTN 108)接入，以便促成WTRU 102a、102b、102c与传统的陆线通信设备之间的通信。例如，CN 106可以包括一个IP网关(例如IP多媒体子系统(IMS)服务器)或与之进行通信，并且该IP网关可以充当CN 106与PSTN 108之间的接口。此外，CN 106可以为WTRU 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，其中该网络可以包括其他服务供应商拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。
虽然在图1A-1D中将WTRU描述成了无线终端，然而应该想到的是，在某些典型实施例中，此类终端与通信网络可以使用(例如临时或永久性)有线通信接口。
在典型实施例中，所述其他网络112可以是WLAN。
采用基础架构基本服务集(BSS)模式的WLAN可以具有用于所述BSS的接入点(AP)以及与所述AP相关联的一个或多个站(STA)。所述AP可以接入或是对接到分布式系统(DS)或是将业务量送入和/或送出BSS的别的类型的有线/无线网络。源于BSS外部且去往STA的业务量可以通过AP到达并被递送至STA。源自STA且去往BSS外部的目的地的业务量可被发送至AP，以便递送到相应的目的地。处于BSS内部的STA之间的业务量可以通过AP来发送，例如源STA可以向AP发送业务量并且AP可以将业务量递送至目的地STA。处于BSS内部的STA之间的业务量可被认为和/或称为点到点业务量。所述点到点业务量可以在源与目的地STA之间(例如在其间直接)用直接链路建立(DLS)来发送。在某些典型实施例中，DLS可以使用802.11e DLS或802.11z通道化DLS(TDLS)。使用独立BSS(IBSS)模式的WLAN可不具有AP，并且处于所述IBSS内部或是使用所述IBSS的STA(例如所有STA)彼此可以直接通信。在这里，IBSS通信模式有时可被称为“自组织”通信模式。
在使用802.11ac基础设施工作模式或类似的工作模式时，AP可以在固定信道(例如主信道)上传送信标。所述主信道可以具有固定宽度(例如20MHz的带宽)或是借助信令动态设置的宽度。主信道可以是BSS的工作信道，并且可被STA用来与AP建立连接。在某些典型实施例中，所实施的可以是具有冲突避免的载波感测多址接入(CSMA/CA)(例如在802.11系统中)。对于CSMA/CA来说，包括AP在内的STA(例如每一个STA)可以感测主信道。如果特定STA感测到/检测到和/或确定主信道繁忙，那么所述特定STA可以回退。在指定的BSS中，在任何指定时间可有一个STA(例如只有一个站)进行传输。
高吞吐量(HT)STA可以使用宽度为40MHz的信道来进行通信(例如借助于将宽度为20MHz的主信道与宽度为20MHz的相邻或不相邻信道相结合来形成宽度为40MHz的信道)。
甚高吞吐量(VHT)STA可以支持宽度为20MHz、40MHz、80MHz和/或160MHz的信道。40MHz和/或80MHz信道可以通过组合连续的20MHz信道来形成。160MHz信道可以通过组合8个连续的20MHz信道或者通过组合两个不连续的80MHz信道(这种组合可被称为80+80配置)来形成。对于80+80配置来说，在信道编码之后，数据可被传递并经过一个分段解析器，所述分段解析器可以将数据非成两个流。在每一个流上可以单独执行反向快速傅里叶变换(IFFT)处理以及时域处理。所述流可被映射在两个80MHz信道上，并且数据可以由执行传输的STA来传送。在执行接收的STA的接收机上，用于80+80配置的上述操作可以是相反的，并且组合数据可被发送至介质接入控制(MAC)。
802.11af和802.11ah支持1GHz以下的工作模式。与802.11n和802.11ac相比，在802.11af和802.11ah中使用信道工作带宽和载波有所缩减。802.11af在TV白空间(TVWS)频谱中支持5MHz、10MHz和20MHz带宽，并且802.11ah支持使用非TVWS频谱的1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz带宽。根据某些典型实施例，802.11ah可以支持仪表类型控制/机器类型通信(例如宏覆盖区域中的MTC设备)。MTC可以具有某种能力，例如包含了支持(例如只支持)某些和/或有限带宽在内的受限能力。MTC设备可以包括电池，并且该电池的电池寿命高于阈值(例如用于保持很长的电池寿命)。
对于可以支持多个信道和信道带宽的WLAN系统(例如，802.11n、802.11ac、802.11af以及802.11ah)来说，所述WLAN系统包括一个可被指定成主信道的信道。所述主信道的带宽可以等于BSS中的所有STA所支持的最大公共工作带宽。主信道的带宽可以由某一个STA设置和/或限制，其中所述STA源自在支持最小带宽工作模式的BSS中工作的所有STA。在关于802.11ah的示例中，即使BSS中的AP和其他STA支持2MHz、4MHz、8MHz、16MHz和/或其他信道带宽工作模式，但对支持(例如只支持)1MHz模式的STA(例如MTC类型的设备)来说，主信道的宽度可以是1MHz。载波感测和/或网络分配矢量(NAV)设置可以取决于主信道的状态。如果主信道繁忙(例如因为STA(其只支持1MHz工作模式)对AP进行传输)，那么即使大多数的频带保持空闲并且可供使用，也可以认为整个可用频带繁忙。
在美国，可供802.11ah使用的可用频带是902MHz到928MHz。在韩国，可用频带是917.5MHz到923.5MHz。在日本，可用频带是916.5MHz到927.5MHz。依照国家码，可用于802.11ah的总带宽是6MHz到26MHz。
图1D是示出了根据实施例的RAN 113和CN 115的系统图示。如上所述，RAN 113可以在空中接口116上使用NR无线电技术来与WTRU 102a、102b、102c进行通信。RAN 113还可以与CN 115进行通信。
RAN 113可以包括gNB 180a、180b、180c，但是应该了解，在保持符合实施例的同时，RAN 113可以包括任何数量的gNB。每一个gNB 180a、180b、180c都可以包括一个或多个收发信机，以便通过空中接口116来与WTRU 102a、102b、102c通信。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实施MIMO技术。例如，gNB 180a、180b可以使用波束成形处理来向和/或从gNB 180a、180b、180c发射和/或接收信号。由此，举例来说，gNB 180a可以使用多个天线来向WTRU 102a发射无线信号，和/或接收来自WTRU 102a的无线信号。在实施例中，gNB180a、180b、180c可以实施载波聚合技术。例如，gNB 180a可以向WTRU 102a传送多个分量载波(未显示)。这些分量载波的一个子集可以处于无授权频谱上，而剩余分量载波则可以处于授权频谱上。在实施例中，gNB 180a、180b、180c可以实施协作多点(CoMP)技术。例如，WTRU 102a可以接收来自gNB 180a和gNB 180b(和/或gNB180c)的协作传输。
WTRU 102a、102b、102c可以使用与可扩缩数字配置相关联的传输来与gNB 180a、180b、180c进行通信。例如，对于不同的传输、不同的小区和/或不同的无线传输频谱部分来说，OFDM符号间隔和/或OFDM子载波间隔可以是不同的。WTRU 102a、102b、102c可以使用具有不同或可扩缩长度的子帧或传输时间间隔(TTI)(例如包含了不同数量的OFDM符号和/或持续变化的绝对时间长度)来与gNB 180a、180b、180c进行通信。
gNB 180a、180b、180c可被配置成与采用独立配置和/或非独立配置的WTRU 102a、102b、102c进行通信。在独立配置中，WTRU 102a、102b、102c可以在不接入其他RAN(例如e节点B 160a、160b、160c)的情况下与gNB 180a、180b、180c进行通信。在独立配置中，WTRU102a、102b、102c可以使用gNB 180a、180b、180c中的一者或多者作为移动锚点。在独立配置中，WTRU 102a、102b、102c可以使用无授权频带中的信号来与gNB 180a、180b、180c进行通信。在非独立配置中，WTRU 102a、102b、102c会在与别的RAN(例如e节点B 160a、160b、160c)进行通信/相连的同时与gNB 180a、180b、180c进行通信/相连。举例来说，WTRU 102a、102b、102c可以通过实施DC原理而以基本同时的方式与一个或多个gNB 180a、180b、180c以及一个或多个e节点B 160a、160b、160c进行通信。在非独立配置中，e节点B 160a、160b、160c可以充当WTRU 102a、102b、102c的移动锚点，并且gNB 180a、180b、180c可以提供附加的覆盖和/或吞吐量，以便为WTRU 102a、102b、102c提供服务。
每一个gNB 180a、180b、180c都可以关联于特定小区(未显示)，并且可以被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度、支持网络切片、实施双连接性、实施NR与E-UTRA之间的互通处理、路由去往用户平面功能(UPF)184a、184b的用户平面数据、以及路由去往接入和移动性管理功能(AMF)182a、182b的控制平面信息等等。如图1D所示，gNB 180a、180b、180c彼此可以通过X2接口通信。
图1D所示的CN 115可以包括至少一个AMF 182a、182b，至少一个UPF 184a、184b，至少一个会话管理功能(SMF)183a、183b，并且有可能包括数据网络(DN)185a、185b。虽然每一个前述部件都被描述了CN 115的一部分，但是应该了解，这其中的任一部件都可以被CN运营商之外的其他实体拥有和/或运营。
AMF 182a、182b可以经由N2接口连接到RAN 113中的一者或多者gNB 180a、180b、180c，并且可以充当控制节点。例如，AMF 182a、182b可以负责验证WTRU 102a、102b、102c的用户，支持网络切片(例如处理具有不同需求的不同PDU会话)，选择特定的SMF 183a、183b，管理注册区域，终止NAS信令，以及移动性管理等等。AMF 182a、1823b可以使用网络切片处理，以便基于WTRU 102a、102b、102c使用的服务类型来定制为WTRU 102a、102b、102c提供的CN支持。举例来说，针对不同的使用情况，可以建立不同的网络切片，所述使用情况例如为依赖于超可靠低延时(URLLC)接入的服务、依赖于增强型大规模移动宽带(eMBB)接入的服务、和/或用于机器类型通信(MTC)接入的服务等等。AMF 162可以提供用于在RAN 113与使用其他无线电技术(例如LTE、LTE-A、LTE-A Pro和/或诸如WiFi之类的非3GPP接入技术)的其他RAN(未显示)之间切换的控制平面功能。
SMF 183a、183b可以经由N11接口连接到CN 115中的AMF 182a、182b。SMF 183a、183b还可以经由N4接口连接到CN 115中的UPF 184a、184b。SMF 183a、183b可以选择和控制UPF 184a、184b，并且可以通过UPF 184a、184b来配置业务量路由。SMF 183a、183b可以执行其他功能，例如管理和分配UE IP地址，管理PDU会话，控制策略实施和QoS，以及提供下行链路数据通知等等。PDU会话类型可以是基于IP的，不基于IP的，以及基于以太网的等等。
UPF 184a、184b可以经由N3接口连接到RAN 113中的一者或多者gNB 180a、180b、180c，这样可以为WTRU 102a、102b、102c提供对分组交换网络(例如因特网110)的接入，以便促成WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信，UPF 184、184b可以执行其他功能，例如路由和转发分组、实施用户平面策略、支持多宿主PDU会话、处理用户平面QoS、缓冲下行链路分组、以及提供移动性锚定处理等等。
CN 115可以促成与其他网络的通信。例如，CN 115可以包括或者可以与充当CN115与PSTN 108之间的接口的IP网关(例如IP多媒体子系统(IMS)服务器)进行通信。此外，CN 115可以为WTRU 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，这其中可以包括其他服务供应商拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。在一个实施例中，WTRU 102a、102b、102c可以经由对接到UPF 184a、184b的N3接口以及介于UPF 184a、184b与DN 185a、185b之间的N6接口并通过UPF 184a、184b连接到本地数据网络(DN)185a、185b。
有鉴于图1A-1D以及关于图1A-1D的相应描述，在这里对照以下的一项或多项描述的一个或多个或所有功能可以由一个或多个仿真设备(未显示)来执行：WTRU 102a-d、基站114a-b、e节点B 160a-c、MME 162、SGW 164、PGW 166、gNB 180a-c、AMF 182a-b、UPF 184a-b、SMF 183a-b、DN 185a-b和/或这里描述的其他任何设备(一个或多个)。这些仿真设备可以是被配置成模拟这里一个或多个或所有功能的一个或多个设备。举例来说，这些仿真设备可用于测试其他设备和/或模拟网络和/或WTRU功能。
仿真设备可被设计成在实验室环境和/或运营商网络环境中实施关于其他设备的一项或多项测试。例如，所述一个或多个仿真设备可以在被完全或部分作为有线和/或无线通信网络一部分实施和/或部署的同时执行一个或多个或所有功能，以便测试通信网络内部的其他设备。所述一个或多个仿真设备可以在被临时作为有线和/或无线通信网络的一部分实施/部署的同时执行一个或多个或所有功能。所述仿真设备可以直接耦合到别的设备以执行测试，和/或可以使用空中无线通信来执行测试。
所述一个或多个仿真设备可以在未被作为有线和/或无线通信网络一部分实施/部署的同时执行包括所有功能在内的一个或多个功能。例如，所述仿真设备可以在测试实验室和/或未被部署(例如测试)的有线和/或无线通信网络的测试场景中使用，以便实施关于一个或多个组件的测试。所述一个或多个仿真设备可以是测试设备。所述仿真设备可以使用直接的RF耦合和/或借助了RF电路(作为示例，该电路可以包括一个或多个天线)的无线通信来发射和/或接收数据。
本文公开的实施例可涉及陀螺仪标度校准技术，例如通过使用机器人真空吸尘器中的磁力计测量和/或使用其他标度校准(包括设备上和/或手动标度校准等)进行陀螺仪标度校准。这里公开的技术可以用在其中可以实施一个或多个陀螺仪的其他类型的设备中，例如WTRU和/或IMU和/或移动设备。在一些代表性实施例中，所述设备可以包括可以与磁力计相关联的一个或多个陀螺仪。
使用磁力计动态校准陀螺仪标度的代表性过程
机器人真空吸尘器(RVC)已变得越来越流行和多样化。“机器人”方面通常意味着真空吸尘器在没有操作人员的情况下清扫地板。首批生产的RVC根据布朗运动或多或少地移动，在遇到障碍物时改变方向。这些首批RVC很快被包括更复杂的导航和传感器系统的RVC取代。
可以在RVC中使用各种类型的传感器。例如，陀螺仪是一种常用于导航的传感器，其用于保持方向或控制方向变化。经过良好校准的陀螺仪可以提供关于一个或多个平面中的角度变化率的数据。加速度计用于感测线性加速度，和/或提供重力方向作为参考方向。磁力计测量磁场的方向，该磁场可以是没有其他磁场源的地球磁场，该数据可用于确定一个或多个平面中的方位或方向。这些传感器的组合向RVC和其他装置的导航系统提供输入和反馈。
相机也可用于提供关于RVC操作的环境的视觉线索。然而，即使使用具有360°视野的相机系统，在确定旋转和平移方面也难以获得足够的可靠性和精度。
在将陀螺仪读数与角度变化精确相关的能力方面，至少两个因素在陀螺仪的可靠性和精度中起重要作用。第一个参数是偏置或零速率偏移(ZRO)，其即使陀螺仪不旋转也会产生非零读数。
第二参数是陀螺仪的标度或增益，其是陀螺仪读数应该与其乘以将陀螺仪读数转换为角速率的因子(该角度表征由角速率变化在旋转期间的积分产生的水平面方向变化)。换句话说，陀螺仪增益(标度)是真实角速度和测量值之间的比率。它通常在工厂中通过万向节或转盘进行校准。各个传感器之间的陀螺仪增益可能不同，并且可能会因老化和/或温度等条件而发生变化。
陀螺仪的增益因子的动态校准既可以节省工厂校准的成本，又可以适应由于老化和/或温度等条件引起的增益变化。尽管动态校准陀螺仪的增益可能是困难的和/或复杂的，但是可以实施动态的制造后校准过程，例如以保持陀螺仪读数随时间和变化的条件(例如，作为与角度改变的相关性)的精确度。
图2是示出了可用于各种校准过程(例如，用于执行使用磁力计的陀螺仪校准、用于机载校准过程和/或用于使用例如使用对接/充电站等的RAA200的预定旋转(例如，数个360°旋转)的校准过程)的机器人器械/装置(RAA)200的代表性硬件架构的示图。图3是示出了图2的代表性RAA 200(例如，机器人真空吸尘器RVC)以及代表性的充电/对接站300的框图，其中可以实施代表性实施例。
参见图2，RAA 200(例如,机器人真空吸尘器RVC、移动机器人和/或自主车辆等)可包括IMU 210、一个或多个马达270、一个或多个电池280(例如，可充电电池)和/或例如以实现机器人任务的一个或多个其他部件290(例如，用于机器人真空吸尘器的尘箱和/或真空附件和/或用于移动机器人的机械臂等)。IMU 210可包括控制单元215和/或传感器封装235。
所述控制单元215可以包括处理器220(例如，CPU)和/或存储器230。所述处理器220可以从传感器封装235接收信息。所述传感器封装235可以包括一个或多个陀螺仪240、一个或多个的磁力计250、一个或多个加速度计260和其他传感器(未示出)。
例如，所述处理器220可以从陀螺仪240、一个或多个磁力计250和/或加速度计260接收样本数据。处理器220可以执行来自存储器230的指令以启动/执行RAA的操作，该操作包括用于例如如本文所述的陀螺仪校准过程。处理器220可以与RAA 200的其他元件/组件交互和/或控制该其他元件/组件，该其他元件/组件为例如马达270(以操纵RAA 200)、电池280和/或RAA 200的其他组件290(例如吸尘组件)。
现在参考图3，RAA 200可包括壳体205，该壳体205在水平平面中具有圆形或半圆形轮廓，并且具有大约2-10英寸的高度。该壳体210可以提供用于马达270、电池280、尘箱290和/或IMU 210的支撑结构。IMU 210可以包括传感器封装235和/或控制单元215。控制单元215可以包括处理器220和存储器230。在某些代表性实施例中，传感器封装235和/或控制单元215可以是任何数量的组件，或者可以被部分或完全集成的。在某些代表性实施例中，传感器封装235可包括例如陀螺仪240、磁力计250、加速度计260和/或其他传感器。
当RAA 200未被使用时，RAA 200可以通过RAA 200的处理器220将RAA 200导航到该RAA 200的对接连接器295与对接/充电站300的对接连接器310耦合(例如，电耦合或磁耦合)的位置而对接到对接/充电站300。例如，RAA 200可以与对接/充电站300配合以使电池280再充电(例如，通过有线连接或无线连接)。对接/充电站300和RAA 200可以被成形为使RAA 200与对接/充电站300正确对准，例如以确保正确配合和/或确保RAA 200可靠且可重复的定位(例如，旋转定位)足以(低于阈值旋转量)进行陀螺仪标度校准。
尽管图2中示出了单个马达，RAA 200可以包括单独的马达，以例如在RVC中用于抽吸和/或用于移动RVC等。
传感器封装235可以包括至少一组惯性传感器(例如，陀螺仪240、磁力计250和/或加速度计260等中的任何一者)。每个传感器240,250和/或260可以提供多达3个检测轴。传感器封装235可包括一个或多个相机和/或其他传感器。例如，传感器封装235可以包括一个或多个接近传感器、一个或多个凸块/接触传感器(其可以提供能够实现例如以下任何一个的信息：(1)倾斜检测，(2)凸块/接触检测，和/或者(3)位置检测)、和/或检测RAA 200的操作状态的传感器(例如，在某些代表性实施例中，所述操作状态为车轮打滑、操作温度和/或箱体充满度等)。
控制单元215可以包括一个或多个处理器和/或专用电路，以控制RAA 200并与用户交互。控制单元215可以包括形成导航系统的硬件和/或软件，该导航系统被配置为(例如，能够)执行同时定位和映射(SLM)。该映射可用于规划RAA 200的轨迹(例如，以规划有效轨迹，用于RAA 200的移动/操作)。在一些代表性实施例中，RAA 200可以用作RVC，并且控制单元215可以包括用于自动箱体清空和/或用于地点清洁的远程控制等的专用硬件和/或软件。
导航系统可以使用陀螺仪240的读数来跟踪RAA 200的航向(heading)(例如，跟踪运动方向)，和/或可以使用与加速度计250和/或牵引系统相关的信息(例如，车轮旋转信息)来跟踪RRA的平移。根据某些实施例，可以使用来自磁力计250的信息来校准陀螺仪240的标度。
本领域技术人员理解，所公开的RAA实施方案包括但不限于RVC。
图4A和4B是示出了代表性校准过程在第一环境中的一组曲线图。图5A和5B是图3A和3B的校准过程在第二环境(例如，更具破坏性的磁场环境)内的另一组曲线图。图6A和6B是图3A和3B的校准过程在第二环境(例如，甚至更具破坏性的磁场环境)内的另一组曲线图。
现在参考图4A、5A和6A所示，RAA 200可以执行和/或可以被控制以围绕垂直轴(z轴)执行多个360°旋转(下文中称为N+1个旋转)。当RAA 200旋转时，对于每个这样的360°旋转，磁力计250可以测量多个参考点处的磁场(例如，图4A、5A和6A中的参考点1-12(参考点的数量在下文中被表示为M个参考点)。仅作为示例，参考点可以被指定为处于M＝12个均匀间隔的角位置(例如，方位，例如每30°一个参考点)。所述参考点可以是均匀间隔的或参考点之间的间隔是可以变化(例如，在旋转内)并且参考点的数量可以多于或少于12。从磁力计250收集的数据可以用于校准陀螺仪240的标度，如本文详细描述的。RAA 200例如可以被编程为在RAA 200离开对接/充电站300之后(例如，紧接在其之后)执行多个旋转。除了RAA200离开对接/充电站300之后的立即旋转之外或者作为其代替，旋转可被执行以作为RAA200的正常运动的一部分(例如，RVC的抽真空运动)。在执行旋转(从中收集数据以确定陀螺仪240的标度)之前，可以校准或不校准磁力计250。
如果磁力计250被校准(例如，被完美校准)并且磁性测量(例如，所有磁性测量)在旋转的所有点处具有理想的、不变的磁场中被获取，则磁力计250将测量到对于该磁场的相同幅度和不同朝向，该磁场(例如，当投影到水平面上时)形成圆形(例如，近似圆形)，如图4A所示。在更现实的条件下，测量结果可能看起来与图5A中所示的相似。作为比较，如果条件很差(例如，周围磁场的显著变化)，则磁力计读数可以实际上如图6A所示。例如，由于例如在RAA 200附近或邻近区域中的载流导体和/或大金属(例如，铁磁材料)之类的电磁活动导致的磁场波动/变化，条件会变得更糟。
在某些代表性实施例中，RAA 200的N+1次旋转的至少第一次旋转可用于找到磁场的M个参考点(例如，用于测量磁场)。随后的N圈可以用于收集用于确定(校准)陀螺仪240的标度(即，标度因子或标度校正)的数据。例如，在确定或者检测到RAA 200以恒定速率旋转之后，可以开始陀螺仪积分以提供航向角。即使尚未确定陀螺仪的标度，也可以(例如，仍然)可以准确地确定旋转速率是否恒定。可以记录M(例如，M＝12)个参考点1-12的数据。该数据可以包括2元组(例如，每个参考点一个2元组)，该二元组包括航向角(根据陀螺仪积分数据确定)和3D磁场矢量(根据磁力计输出数据确定)。可以为每个参考点指派索引，例如，参考点索引1到12。
对于接下来的N次旋转，可以基于所收集的数据来校准陀螺仪标度。例如，在磁力计250的输出匹配(例如，磁力计250的输出一次、多次或每次匹配)其中一个参考点的磁力计矢量(其在理论上指示RAA 200与相应的参考点1-12处于相同的航向(即，角度朝向))的情况下，则在该点记录的2元组可以用于更新陀螺仪标度估计。
有许多方法可以确定RAA 200何时到达与参考点1-12之一最接近相同航向的点。在某些代表性实施例中，为了确定RAA 200何时到达最接近给定参考点1-12的航向，可以以相对高的速率(例如，每360°旋转在几百到一千倍的范围内)从磁力计250的输出和陀螺仪240的输出对所述2元组进行采样。当磁力计250的输出的采样读数在参考点1-12之一的特定阈值内时，可以使用所述2元组来计算陀螺仪标度。当RAA 200继续旋转时，如果记录了更接近参考点1-12的磁力计250的采样读数，则可以使用该最新的2元组数据更新(例如，再次更新)所述陀螺仪标度。
在某些代表性实施例中，代替使用(例如，立即使用)小于阈值的2元组(例如，每个小于阈值的2元组)来更新陀螺仪标度，阈值以内的2元组(例如，所有2元组)可以被保存(例如，临时保存)，直到RAA 200确定磁力计250的采样读数最接近参考点1-12的2元组(例如，并且可以使用(例如，可能只使用)该一个采样读数来更新陀螺仪标度)。因为陀螺仪标度的计算可能是相对低成本的计算，并且保存那些2元组可能需要或可能使用存储器230，总体而言，可以针对阈值以内的2元组(例如，阈值以内的每个2元组)计算陀螺仪的标度，例如以代替保存阈值以内的多个2元组并确定哪一个具有最接近的磁力计250的采样读数。
在某些代表性实施例中，RAA 200可以使用一组最接近的采样读数进行插值计算以估计在特定参考点1-12处的磁力计250的读数。插值计算可以使用线性或非线性插值操作。
如前所述，参考点1-12可以被指派索引，并且处理算法可以跟踪在那个时刻(例如，在每个时刻)正被考虑的参考点1-12的索引。操作可以开始于将计数器设置到第一参考点的索引，例如，在初始旋转期间已经建立了M个参考点中的最后一个之后(例如，紧接其在之后)。该计数器可以保持在当前索引值(例如，1)直到当前采样的2元组的磁力计250的采样读数变得更接近对应于下一参考点(例如，参考点2)的磁力计读数而不是当前参考点(例如，参考点1)。此时，索引(例如，索引＝1)可以被更新为下一个值(例如，索引＝2)。
M个参考点(例如，参考点1-12)中的一些或全部可以用作参考以分别计算M个陀螺仪标度估计。在完成N+1次旋转之后，M个陀螺仪标度估计(例如，与M个参考点(例如，参考点1-12)中的每一个一一对应，其中这些M个估计中的每一个基于N个2元组)可以被平均以获得单个陀螺仪标度估计。
在某些代表性实施例中，如果磁力计250的重复性是Δθ度，则陀螺仪240的增益精度可以如等式1中所示如下：
其中：N是转数，Δθ是磁力计重复性因子。如等式1所示，陀螺仪增益估计精度可以随着转数N的增加和磁力计重复性/精度因子Δθ的减小而改善(例如，磁力计重复性/精度因子Δθ的减小可以与磁力计读数的重复性/精度的改善相关联)。
下面的表1示出了根据等式1的陀螺仪240的增益精度作为转数和磁场重复性的函数。磁力计重复性可以取决于(例如，更多地取决于)磁环境而不是测量噪声，因为低通滤波可以显著消除噪声。实验表明，磁力计重复性因子Δθ接近现实世界中实际可达到的顶端为约1.5°，约2.8°可能更普遍的，而在很差的现实世界磁场中，其可低至17°或更差。
随着样本点的数量M增加，陀螺仪增益估计精度可以提高。例如，对M个参考点进行平均可以将增益误差减小(例如，可以进一步减小)大约
对于约为2.8°的普遍磁力计场重复性，通过使用本文公开的技术和/或过程，在RAA 200旋转/转动约3至4次(例如，N＝3至4)和例如12个参考点(例如，M＝12)的情况下，在大多数时间可实现的陀螺仪增益估计的精度为0.25％或更高。
图4B、5B和6B示出了作为旋转数的函数的陀螺仪标度到正确值0.99的收敛。即使磁力计测量没有很好地校准，例如在图6B的第三环境中，也可以实现0.25％的精度误差。
表1
N+1＝2 N+1＝3 N+1＝4 N+1＝5 N+1＝6
Δθ＝1° 0.28％ 0.14％ 0.09％ 0.07％ 0.06％
Δθ＝2° 0.56％ 0.28％ 0.19％ 0.14％ 0.11％
Δθ＝3° 0.83％ 0.42％ 0.28％ 0.21％ 0.17％
Δθ＝5° 1.39％ 0.69％ 0.46％ 0.35％ 0.28％
Δθ＝15° 4.17％ 2.08％ 1.39％ 1.04％ 0.83％
影响精度的误差源可以包括以下任何一个：(1)磁场干扰，(2)测量噪声，(3)磁力计和陀螺仪数据之间的延迟，(4)不完全围绕期望轴的旋转(例如，以RAA 200为例，该轴为z轴)，和/或(5)磁场在旋转时改变(例如，由于RAA 200在旋转时在地板上的水平平移引起的改变)等。
增益校准精度通常可以通过(1)旋转数和/或(2)每次旋转的参考点的数量来改善。图4B、5B和6B示出了操作和/或算法到约0.99的增益校准精度的收敛。
图7是示出了可由采用软件、硬件和/或其组合的控制单元215和/或处理器实施的代表性校准过程的流程图。在操作710，可以指示RAA 200(例如，诸如RVC)开始围绕轴旋转(例如尽可能平稳，并且在RVC的情况下，例如为垂直的，例如，不倾斜)。在操作712，所述旋转被确定为处于稳定速率的条件下或者一旦所述旋转被确定为处于稳定速率，在操作714，RAA 200可以开始收集包含以下内容的2元组：(1)角度航向(例如，来自陀螺仪输出的积分的角度航向)和(2)磁矢量读数(例如，来自磁力计)。
在某些代表性实施例中，可以基于所确定的位置或邻近对接/充电站300来触发校准过程。例如，可以在以下情况下触发校准过程：(1)在RAA 200接通之后，(2)在RAA 200离开对接/充电站300之前或刚刚离开对接/充电站300之后，和/或(3)在RAA 200刚刚返回到对接/充电站300之前或刚刚返回到对接/充电站300之后。
在操作716，RAA 200可以为每个参考点指派索引。在操作718，RAA 200可以将旋转计数器设置为N＝1，以在收集了M个参考点的数据之后开始对旋转进行计数。在操作720，RAA 200可以将索引I指派给每个参考点。在操作722，RAA 200可以以高于(例如，基本上高于)每个完整旋转M个样本的速率开始从磁力计250和陀螺仪240获取和/或采样读数(例如，作为2元组)。例如，采样率可以是至少大于M一阈值。在操作724，RAA 200可以确定磁力计250的输出是否在为参考点I存储的磁矢量的预定阈值内。如果是这样的话。然后，流程可以进行到操作726，并且RAA 200可以确定自所述阈值被满足以来，磁力计250的当前读数是否比磁场计250的先前最接近的读数更接近于当前参考点的磁矢量(其中对于在阈值内的磁力计250的第一次读数，这可能是真的(例如，总是为真))。尽管未在图7中明确示出，所述确定可以通过以下操作完成：存储最接近的样本，将当前样本与先前存储的最接近样本进行比较，并且每当接收到更接近的样本时更新所存储的最接近样本。
当满足操作724处的条件和操作726处的条件这两者时，流程可以进行到操作728，并且可以使用关于角度和磁矢量的2元组来更新参考点I的陀螺仪标度因子(有时称为标度校正)。如果在操作726，磁力计250的当前读数未被确定为比先前读数更接近对应于当前参考点I的磁矢量，则流程可以跳过操作728，使得样本不用于更新陀螺仪标度估计。
返回操作724，如果磁力计250的读数不在阈值内，则流程可以从操作724跳过操作726和728，并且可以进行到操作730(例如，直接到操作730)。
在操作730，RAA 200可以确定磁力计250的当前读数是否更接近对应于下一参考点I+1的磁矢量而不是对应于当前参考点I的磁矢量。如果磁力计250的当前读数并非更接近对应于下一参考点I+1的磁矢量而不是对应于当前参考点I的磁矢量，该流程可以进行到操作722，例如读取和处理下一个2元组样本，以根据操作722到728确定该下一个2元组样本是否比最后的2元组样本更接近。如果磁力计250的当前读数更接近对应于下一个参考点I+1的磁矢量而不是对应于当前参考点I的磁矢量，流程可以进行到操作732，并且索引I可以被更新为I+1以开始处理下一个参考点。
在操作734，RAA 200可以确定索引I是否已经达到M(指示已经完成了完整的360°旋转)。如果索引I尚未达到M，则流程可以进行到操作722以获取下一个样本(例如，其可以与下一个参考点进行比较)。如果索引I已经达到M(例如，指示完整旋转已经完成)，则流程可以进行到操作736，并且N可以递增(例如，指示已经完成360°旋转并且下一个360°旋转已开始)，并且I可被重置为1(例如，以返回收集第一个参考点的数据)。在操作738，RAA 200可以确定N(其指示自第一次旋转(例如，参考点收集旋转)以来完成的旋转次数)是否已达到预定的完整旋转次数(例如，12次旋转)。如果第一次旋转以来完成的旋转次数还没有达到预定的完整旋转次数，则流程可以返回到操作722以获取下一个样本。如果自第一次旋转以来完成的旋转次数已达到预定的完整旋转次数，则全部数据可能已经被收集并且处理可以进行到操作740，并且可以对M个参考点中的每一个估计的标度进行平均和/或加权以生成最终的陀螺仪标度估计。
在某些代表性实施例中，可以基于与所述参考点相对应的数据的质量来为M个标度估计中的一些或全部指派权重。例如，可以基于上述用于确定丢弃哪些样本(如果有的话)的任何标准来确定数据的质量。例如，数据的质量可以对应于与参考点正确匹配(例如，在参考点的阈值内)的磁力计样本的数量。在操作742，处理可以结束。
可能影响陀螺仪标度估计的精度的其他误差源包括在N+1个旋转期间在垂直于测量轴的平面中RAA 200的不期望的平移(例如，RAA 200的水平平移)。例如，已经发现，虽然当前商业上可获得的RVC在硬表面(例如，硬木地板)上旋转时可保持相当平稳，但是当在较软的表面上(如地毯)时，在这种旋转操作期间，RVC可能倾向于平移(通常称为“行走”)。这样的行走可能导致由磁力计250测量的磁场的不期望的变化。解决该问题的一个潜在解决方案是设计RVC和对接站，使得所述N+1次旋转能够在RVC处于对接站中时被执行。
在某些代表性实施例中，第一次旋转之后的N次旋转可以被分成沿一个方向(例如，顺时针方向)的第一组旋转和沿相反方向(例如，逆时针方向)的第二组旋转。在这些实施例中，RAA 200可以倾向于继续沿相同的总体方向行走而不管旋转方向的反转。然而，如果RAA 200的水平平移过程中的磁场梯度相对均匀，则两组旋转中的每一组中的误差可能倾向于彼此抵消。
在其他代表性实施例中，可以不选择特定数量的参考点M，而是RAA 200可以基于算法，使用每个测量点。例如，在第一次旋转期间，可以存储每个2元组，并且在N次后续旋转期间，采样的2元组(例如，每个测量2元组)可以基于磁力计250的最接近读数(例如，最小距离，该最小距离可以根据以下内容：磁力计XY磁场读数、磁力计XYZ磁场读数、和/或极坐标中的角距离等)而被匹配至参考2元组。这可能增加(例如，可能显著增加)处理负荷和存储器要求。经验观察似乎表明，与使用例如少量参考点(例如，M＝6至12个参考点)相比，使用所有可用样本并不会导致精度的明显改善。
在某些代表性实施例中，可以通过不使用具有指示磁场变化的某些特性的样本来提高精度。例如，如果给定参考点的匹配样本(例如，在第二到第N+1次旋转期间采样的样本，该样本作为对应于对应参考点的磁力计输出与该样本的磁力计输出之间的距离的函数是最接近的)与大多数其他匹配样本相比，具有相对大的匹配误差，该样本可以被丢弃，而不是用于更新标度估计。在某些代表性实施例中，可以设置基于标准偏差数量的阈值(例如在约1至3个标准偏差或2个标准偏差的范围内)，以确定是使用还是丢弃匹配样本。
丢弃匹配样本的另一个可能的标准可以是：如果针对旋转的磁圆的中心如图4A、5A和6A所示从参考圆的中心偏移了大于预定阈值的量，则丢弃该完整旋转中的所有数据。丢弃完整旋转的一个或多个样本的另一标准可以基于在完整旋转期间或该完整旋转的一部分期间由磁场读数描绘的形状。例如，如果该形状离圆形太远，则可以丢弃该完整(例如，整个)旋转的数据，或者如果该形状的一部分离圆形的对应部分太远，则完全旋转的该部分的数据可以被丢弃。
丢弃一个或多个样本的另一标准是将参考旋转期间磁场的2D投影的形状与后续旋转的形状进行比较。可以使用任何形状相似性度量(例如，使得该相似性度量大于或小于阈值)。一个代表性度量可以是计算两个形状的非重叠区域。第二度量可以是首先计算两个形状的非重叠区域，然后通过两个形状的平均面积而将结果归一化。丢弃完整旋转的一个或多个样本的另一标准可以基于磁矢量的幅度。例如，如果测量的磁场的幅度与相应的参考点的磁场的幅度相差大于阈值量，则可以丢弃样本。可以想到，磁矢量测量的圆的中心可以从零偏移，如果磁矢量测量的圆的中心从零偏移，则可以从该圆的中心而不是真正的零来测量所述幅度。在一些代表性实施例中(其中可以丢弃不可靠的样本)，可以控制RAA 200旋转N次，并且该N次旋转中只有满足一个或多个上述标准的那些旋转可以用于计算陀螺仪标度因子。在某些代表性实施例中，可以控制RAA 200继续旋转，直到N次“良好”旋转(例如，满足一个或多个标准的N次旋转)已经完成。
在某些代表性实施例中，磁力计重复性(例如，仅磁力计重复性)可用于校准陀螺仪标度因子。
在某些代表性实施例中，可以使用在RAA 200旋转时的磁力计点(例如，代替或者除了在停止RAA 200的旋转之后进行测量的稳定点之外)，因为对于RAA 200的不同旋转而已，相同的稳定点(例如，在阈值容限内)可能是可实现的，也可能是难以实现的。
在某些代表性实施例中，滤波器可以应用于陀螺仪240的样本/读数和磁力计250的样本/读数中的一者或两者，例如以降低噪声。例如，所应用的滤波器可以包括(1)无限脉冲响应(IIR)滤波器和/或(2)有限脉冲响应(FIR)滤波器等，例如以降低噪声。
在某些代表性实施例中，可以使用相同的滤波器来保持与陀螺仪240的样本/读数以及磁力计250的样本/读数相关联的延迟相同。
倾斜(例如，其指的是未围绕旋转被设定、预期或被认为正在发生所围绕的轴旋转的任何旋转分量)可能降低陀螺仪标度估计的精度。
继续RAA 200示例，预期旋转轴可以是垂直轴，例如重力轴，其可以是传感器的z轴。倾斜误差可能是例如两个原因的结果。首先，支撑表面(例如，地板)可能是倾斜的(例如，地板可能不垂直于重力)。在传感器封装235或传感器240、250和/或260中的一个或多个的主体框架(例如，磁力计250和/或陀螺仪240的参考框架)中，磁力计250的理想输出可能在垂直于他们的垂直轴的平面中依然是圆形，只是其为与没有倾斜的情况的园形不同的圆形。由于这些实施例依赖于(例如，仅依赖于)磁力计重复性，因此不应由例如地板倾斜引起的任何磁力计场变化引起额外误差。由于RAA 200的旋转轴可以仍然与一个或多个传感器240、250和/或260的z轴相同(尽管它可能不再是垂直的)，因此陀螺仪240仍然可以在其z轴上进行旋转。上述这些实施例可以免疫于这种第一类型的倾斜。
第二，传感器封装235和/或一个或多个传感器(例如，磁力计250和/或陀螺仪240)可以安装在RAA 200中，其与RAA 200的假定垂直轴稍微倾斜(通常称为电路板倾斜或仅板倾斜)。旋转轴可以是RAA 200的垂直轴(例如，对应于z轴)。由于倾斜，在陀螺仪240的主体框架中测量的角速度可能不再沿着传感器240、250和/或260的垂直轴。如果陀螺仪240的垂直轴是u方向，则可以设想，对于与陀螺仪240精确地安装在同一板上的磁力计250，该u方向也可以是磁力计250的垂直轴。传感器(例如，磁力计250和/或陀螺仪240)经历的旋转可能不仅仅是关于它们的垂直轴，也是可以关于它们的x和/或y轴的旋转。沿传感器z轴的常规陀螺仪积分可能会丢失x轴和y轴的旋转能量，并可能导致通过陀螺仪积分计算的航向变化存在误差。
补偿z和u之间的任何差异的一种方式可以是测量倾斜，调整来自传感器的读数以撤消和/或补偿所述倾斜(例如，通过从测量值消除任何围绕x和y轴旋转的分量来消除倾斜的影响)，并使用调整的读数执行陀螺仪标度的更新。在某些代表性实施例中，如果传感器封装235或传感器板包括加速度计260并且动态地确定该加速度计260的零重力偏移(ZGO)，则倾斜可以基于该动态ZGO校准和/或从该动态ZGO校准获得。
在某些代表性实施例中，陀螺仪积分的一阶近似可以通过将陀螺仪240在方向u上测量的角速度的范数作为z中的角速度来获得。
在获取磁力计250的读数和获取陀螺仪240的读数之间的任何延迟都可能降低标度估计的精度(由于该延迟，磁力计250的读数是在与陀螺仪240的读数不同的朝向角度下被获取的)。解决该潜在误差源的一种方法是在进行2元组测量之前将RAA 200停在部分参考点或每个参考点处。这可以保证RAA 200停止在那些参考点，使得所述两个测量是RAA200处于相同的角度朝向的情况下被获取的。由于陀螺仪240的增益不准确(这就是陀螺仪240被动态校准的原因)，因此以与参考点完全相同的角度停止可能是不可行的。由启动和停止旋转所述RAA 200的马达产生的变化的电流和电磁场可能导致(例如，实际上导致)来自磁力计250的读数中的更多干扰和/或噪声。上述的代表性过程所述的频繁进行测量和确定哪个测量2元组是最接近参考点的2元组可以提供测量样本与参考点的角度朝向的精确匹配(例如，非常精确的匹配，例如在阈值水平内)。
尽管至少与图2-3、4A、4B、5A、5B、6A、6B和7相关联的代表性实施例是通过使用RAA而被示出了的，但可以预期包括陀螺仪和磁力计的任何其他设备(例如，机器人和/或非机器人)也可以实施这些实施例。例如，惯性测量单元(IMU)、定时和IMU(TIMU)、移动设备、头戴式显示器、WTRU和/或智能电话等可以实施这样的实施例。
基于设备的角位置的代表性陀螺仪标度校准过程
为了IMU、定时和IMU(TIMU)以及包括陀螺仪的其他设备(包括例如移动设备、头戴式显示器、WTRU和/或智能手机等)的适当性能，可能适合使用校准设备。对于主要在平面(例如，诸如机器人可以在地板上移动的单个平面)中移动的设备，与该设备相关联的陀螺仪可以具有可能需要被校准或将被校准的多个参数(例如，两个关键参数)。要校准的一个参数可以是Z轴(即，平行于重力)零速率偏移(ZRO)，并且要校准的另一个参数可以是Z轴标度(也称为“增益”和/或“敏感度”)。
线性1轴校准等式可以如以下等式2所示：
i.Gcalib＝S*(Guncal+O) (2)
其中：Gcalib是校准的陀螺仪输出；S是陀螺仪标度；Guncal是未经校准的陀螺仪输入；以及O是陀螺仪的零速率偏移(ZRO)。
在某些代表性实施例中，可以实施方法、过程、装置和/或设备以动态地校准ZRO。
在其他代表性实施例中，可以实施方法、过程、装置和/或设备以校准陀螺仪标度，例如没有附加信息和/或约束的情况下校准陀螺仪标度。旋转转盘(其可以以预定或测量的速度移动)上的陀螺仪，可以在工厂设置中校准陀螺仪标度。该校准过程可包括以下任何一项：
(1)通过使设备平稳来校准ZRO，并测量静止时未校准的陀螺仪值Grest，并计算O＝–Grest；
(2)以恒定速率Gtruth转动/移动陀螺仪；
(3)测量运动时未校准的陀螺仪值Gmotion；和/或
(4)计算标度：S＝Gtruth/(Gmotion+O)。
可以通过以下进行(例如，完成)所述校准：使用或通过单次测量、通过平均多次测量、或通过使用多次测量并找到给出Gtruth和Gcalib之间的最小残差的标度。
可以通过陀螺仪积分来校准1轴陀螺仪标度。转盘可能具有与其角速度(例如，转速)相关的不准确性。例如，(1)转盘可能无法以精确的已知速度旋转，(2)可能没有编码器或其他装置来测量转盘的角速度，和/或(3)可能没有编码器或其他装置可以精确地测量转盘的角速度等等。如果转盘可以停在已知的角位置(例如，在精确已知的角位置，例如在位置阈值内的角位置)，则可以使用可以设置已知角位置(例如，从初始角位置的角位移)的转盘、测试固定装置或其他装置来校准陀螺仪。在这种情况下，可以将陀螺仪积分与真实运动进行比较。该校准过程可包括以下任何一项：
(1)通过使设备平稳来校准ZRO；
(2)测量静止时未校准的陀螺仪值Grest，并计算O＝–Grest；
(3)初始化陀螺仪积分位置Pint＝0；
(4)将所述设备旋转/移动一精确量Ptruth；
(5)当所述设备运动时，对所有陀螺仪样本进行积分：Pint＝Σ(Guncal+O)*ΔT；和/或
(6)当所述设备静止时，计算标度：
(i)Ptruth＝Σ[S*(Guncal+O)]*ΔT＝SΣ(Guncal+O)*ΔT＝S*Pint，和/或
(ii)S＝Ptruth/Pint
旋转积分校准过程的代表性替代方案
由于陀螺仪的运动围绕恒定轴，因此陀螺仪矢量的线性积分可以等效于旋转积分。
旋转积分的一个示例可以是具有小角度近似的欧拉积分。对于每个角速度读数，可以执行以下任何一项：
(1)创建/生成四元数Δq，其中实数项为1，虚项＝ω*ΔT/2；和/或
(2)更新当前角位置四元数q＝qmult(q,Δq)，其中qmult是四元数乘法。其中q是当前角位置并被表示为四元数；ω是标称校准的陀螺仪读数：ω＝Snom*(Guncal+O)；Snom是标称标度，ΔT是采样周期。
可以使用旋转积分结果的一个过程可以包括：
(1)将四元数转换为欧拉角，并使用每个的偏航分量，其中；
(2)计算标度校正E＝Ptruth/(Y1–Y0)；和/或
(3)计算新的标度校准：S＝Snom*E，
其中q0是积分前的初始角位置，q1是积分后的最终角位置；Y0是q0的偏航，Y1是q1的偏航。
可以预期的是，线性积分可以处理大于360°的旋转并且对于小于360°的旋转，可以使用旋转积分。
代表性校准精度
转盘校准后的陀螺仪标度的精度可能取决于校准过程中转盘旋转角度的精确度。陀螺仪标度校正如以下等式3所示：
ScaleCorrection＝MeasuredRotation/ActualRotation
(3)
如果实际旋转(ActualRotation)中存在误差，则该误差可能导致校准的标度校正(ScaleCorrection)中出现比例误差。例如，如果尝试的旋转是180°，并且转盘位置存在±0.45°的变化，则得到的校准可能不会优于真实校准的0.25％。如果转盘具有固定的误差量，则可以例如通过增加实际旋转量而减小标度误差。例如，360°旋转的相同的±0.45°变化可能会产生0.125％的标度误差。
代表性的机载校准过程
在工厂校准配置中，预期将来自设备(例如，正被校准测试的设备)的原始数据发送到可以控制转盘的校准站。该校准站可以开始记录数据(例如，原始数据)，移动转盘，完成记录所述数据，计算所述校准，保存所述校准，和/或将所述校准(例如，校准记录)发送到所述设备(例如，正被校准测试的设备)。能够记录传感器数据和将校准数据写回设备的连接可能是实施所述设备的负担，并且可能导致更复杂的测试/校准站。在某些代表性实施例中，所述校准可以直接在设备(例如，正被校准测试的设备)上执行(例如，运行)，或者可以部分地在设备(例如，正被校准测试的设备)上执行并且部分地在设备外部执行。
图8是示出了代表性校准过程的示图。
为了在没有外部测试/校准站的情况下实现设备(例如，诸如WTRU 102、RAA 200、或IMU 210等，以下有时称为设备910)内部的校准，设备102、200和/或210可以使用可以连接到指示校准的开始和停止的开关(例如，按钮开关)的单个输入引脚，以及两个输出LED(例如，红色和绿色LED)，其可以是用于指示何时可以移动设备102、200和/或210(例如，当适合移动设备102、200和/或210时)，以及指示所述校准是成功还是不成功。
参考图8，代表性校准过程800可包括以下任何一项：
(1)将所述设备放在转盘上并将该设备设置到起始位置；
(2)在操作810，按下校准按钮以指示校准的开始；
(3)在操作812和814，等待绿色LED点亮，以指示设备/系统准备好旋转；
(4)在操作816，旋转/移动转盘180°，然后使设备静止；
(5)在操作818，按下校准按钮以指示校准结束；和/或
(6)在操作820，等待绿色LED指示成功校准，或等待红色LED指示校准失败。
尽管公开了校准过程使用按钮开关，但是其他类型的开关也是可能的。例如，可以使用拨动开关和/或通过被测设备102、200和/或210(或者例如图9中的设备910)被定位为邻近(例如，接触)校准设备(例如，图9中的杆920)而被激活的开关。还可以通过检测陀螺仪(例如，陀螺仪240)和/或加速度计(例如，加速度计260)中的稳定周期来检测所述设备是平稳的，从而避免对开关的需要和/或使用。
尽管公开了校准过程使用LED用于视觉指示，但是其他类型的指示也是可能的。例如，可以使用音频指示、与另一设备的通信、触觉指示，和/或可以使用显示器或其他呈现设备来代替任何其他指示或者除了任何其他指示之外还使用显示器或其他呈现设备。
尽管公开了校准过程使用180°旋转，但是只要旋转量是已知的(例如，在被测设备中被预先配置)，其他旋转量也是可能的。
信息流的代表性过程
传统校准系统具有以下数据源，其在被校准的设备外部在一个外部点被收集以计算校准：(1)描述由所述设备进行的运动的“真实”运动(例如，通过转盘上的编码器)；(2)“测量”的来自设备的运动。在计算校准后，校准结果将被写入设备。可以记录校准结果以跟踪设备性能。可以记录校准期间的任何误差并且可以将其呈现给操作者。
通过使用根据本文描述的某些代表性实施例的陀螺仪积分校准过程，从确定(例如，知道)在整个运动中的每个时刻转盘的位置到确定(例如，仅知道)起点和终点之间的角度变化，可以简化真实运动。如果该数量是固定的，则所述真实值可以被计算，并且不需要被发送。如果在设备上执行校准，则可能不适合和/或不需要将传感器数据发送出所述设备和/或将校准记录写回该设备。即使在所述设备中完成校准，能够从设备查询所计算的校准记录和/或能够知道先前校准中发生了哪些误差依旧可能是有用的。
支持(例如，自动支持)不同旋转量的代表性校准过程
机载校准可以支持不同的旋转量，例如，不需要或使用额外的(例如，任何额外的)输入。例如，校准过程可以将测量的旋转舍入到最接近的Q度，其中Q是大角度(例如，45°、90°和/或180°等)并且使用所测量的旋转作为真实旋转。可以设想，当未校准时，所述设备可以遵循约束条件3：
ScaleError*Q*TotalRotations<Q/2 (4)
其中有界误差(即ScaleError*Q*TotalRotations)可能小于Q/2。这里标度误差(ScaleError)是百分比误差，总旋转(TotalRotations)是被测量的Q度旋转的数量。例如，如果Q＝45°且TotalRotations＝5，则未校准的标度误差可能是或可能需要小于10％。
代表性的杆(bar)校准过程
创建能够准确、精确和重复性地停止在180°的转盘是可能的，但是可能包括一些工程挑战。
图9是示出了使用杆920的设备910(例如，待校准的设备，诸如IMU、WTRU、机器人设备和/或机器人真空吸尘器等)的另一校准过程的示图。图10是示出了使用杆920的相对侧面相对于起始角位置旋转180°的设备910的校准过程的示图。
参见图9和图10，校准过程可以提供精确的180°旋转。设备910可包括：(1)平底(和/或该底部上与另一表面(例如，支撑表面)接触的点(未示出)，以确保该设备不倾斜)；(2)至少一个平坦侧面930，其与杆920的侧表面940接触(和/或相邻)，例如使得设备910的侧表面930和杆920的侧表面940可以形成一致的接触表面。例如，该一致的接触表面可以确保设备910的精确已知且可重复的角位置(例如，对于作为起始位置的角位置0°和相对于该起始位置的角位置180°，处于阈值容忍范围以内)。
杆920可以放置在平坦支撑表面(例如，平台)上(未示出)。杆920可以具有两个侧面(例如，接触表面)，其可以形成两个平行表面并且可以与所述设备的平坦表面匹配和/或配合，以确保设备910不倾斜并且能够被定位在精确已知的角位置(在以下任意一个位置：作为起始位置的角位置0°或相对于该起始位置的角位置180°)。
当设备910位于起始位置时，可以从陀螺仪的输出获取第一校准测量值。
设备910的侧面930可以保持抵靠杆920的侧面940，以便开始该过程，如图9所示。设备910可以滑动和/或移动(例如，手动或通过机动或机器人操作)到支撑表面上的杆920的另一侧面950上的位置。设备910可以保持抵靠杆920的另一侧面950，以便结束所述过程，如图10所示。
当设备910位于杆920的另一侧面950时，可以从陀螺仪的输出获取第二校准测量值。可以计算陀螺仪标度校正。在某些代表性实施例中，当标度校正不超过阈值百分比时，可以提供一指示(例如，视觉和/或音频指示等)，和/或当标度校正超过阈值百分比时，可以提供第二指示(例如，视觉和/或音频指示等)。在其他代表性实施例中，该指示可以在某些条件下伴随有校准信息。例如：(1)如果校准测试失败，则可以将校准数据从所述设备导出到收集和/或存储设备以进行进一步评估；和/或(2)如果校准测试通过，可以从所述设备导出校准数据和/或校准记录以存储该校准数据和/或校准记录。
在某些代表性实施例中，设备910或杆920可具有多于一个的平坦侧表面，例如，以使得能够在从0°到360°的完整角度范围中的任意角位置从设备910的已知角位置获取校准测量值。
在某些代表性实施例中，设备910和/或杆920可具有保持设备(未示出)以将设备910保持在杆920上。该保持设备可使用压力抽吸、夹子和/或快速释放等等。
图11是示出了使用N侧多边形(其中N＝4)校准设备1120的内表面的针对设备910的另一代表性校准过程的示图。
图12是示出了使用N侧多边形校准设备1220的外表面的针对设备910的又一代表性校准过程的示图。
参见图11和12，所述校准过程可以提供任何数量的精确旋转。类似于图9和10中的校准过程，设备910可包括：(1)平底(和/或该底部上与另一表面(例如，支撑表面)接触的点(未示出)，以确保设备910不倾斜)；(2)至少一个平坦侧面930，其与所述N侧(其中N是整数)多边形校准设备1120的第一侧表面1140A接触(和/或相邻)，例如使得设备910的侧表面930和N侧多边形校准设备1120的第一侧表面1140A可以形成一致的接触表面。例如，该一致的接触表面可以确保设备910的精确已知且可重复的角位置。
所述N侧多边形校准设备1120可以被放置在平坦的支撑表面(例如，平台)(未示出)上。N侧多边形校准设备1120可以具有如图11和12所示的四个侧面(例如，4个接触表面)，其可以与设备910的平坦表面匹配和/或配合，以确保设备910不倾斜并且能够被定位在精确已知的角位置(在任何以下位置：作为起始位置的角位置0°或相对于该起始位置的角位置，例如对于四侧矩形校准设备，为相对于该起始位置例如0°、90°、180°和/或270°的角位置)。
当设备910位于与第一侧面1140A相邻的起始位置时，可以从陀螺仪的输出获取第一校准测量值。
设备910的侧面930可以保持抵靠侧面1140A以开始所述过程，如图11所示。设备910可以滑动和/或移动(例如，手动或通过机动或机器人操作)到支撑表面上的第二侧面1140B上的位置。可以对邻近1140B的该第二位置重复所述校准过程，并且可以对于邻近1140C和1140C的其他位置进一步重复所述校准过程。
可以利用例如校准测量之间的差异和使用任何数量的这些差异(和/或这些差异的平均)来计算陀螺仪标度校正，以计算标度校正。在某些代表性实施例中，当标度校正不超过阈值百分比时，可以提供视觉和/或音频指示，和/或当标度校正超过所述阈值百分比时，可以提供第二不同的视觉和/或音频指示。
与N侧校准设备1220相关联的校准类似于N侧校准设备1120的校准，不同之处在于设备910围绕外侧移动(例如，代替N侧校准设备的内侧)，以使得校准测量发生在第一至第四侧面1240A、1240B、1240C和/或1240D中的任何一个附近。
在某些代表性实施例中，设备910和/或N侧多边形校准设备1120或1220可具有保持设备(未示出)。
图13A是示出了设备固定装置1310的俯视图的示图。图13B是示出了设备固定装置1310的侧视图的示图。图13C是示出了设备910的俯视图的示图。图13D是示出设备910的侧视图的示图。
参见图13A-13D，例如，当设备910不规则地成形和/或具有连续曲率时，所述校准过程可以使用设备固定装置1310来提供以下任何一个：平坦底部表面和/或一个或多个平坦侧表面，其他如图13C和13D所示。所述设备固定装置1310可以包括一个或多个底部和/或侧表面1310A和1310B(例如，可以与设备910的表面配合的内表面(例如，可以包括与设备910的表面互补的轮廓)，并且可以包括平坦的底表面1320A和一个或多个平坦侧表面1320B(例如，可与校准设备(例如，杆920和/或N侧多边形校准设备1120或者1220)的表面配合的外表面(例如，可包括与所述校准设备的表面互补的轮廓)。在这样的代表性实施例中，设备910可以被放置在所述设备固定装置1310中，该设备固定装置1310可以用于(例如放置)抵靠杆920或N侧多边形校准设备1120或1220。
这些校准技术起作用，因为它们保持围绕设备910的Z轴旋转的约束，并且具有已知量(例如，0°、90°、180°和/或270°等)的精确(例如，非常精确)的真实旋转。与转盘的不同之处在于，旋转轴的线性位置可以移动，但线性位置变化不会影响来自陀螺仪的测量角速度。
图14是示出了用于示出另一校准过程的对接操作的示图。
参见图14，RAA 200可以对接在对接/充电站300中(例如，其具有固定朝向，该朝向例如基于与对接/充电站300的对接连接器310耦合(例如，电连接或磁耦合)的RAA 200的对接连接器295)。当RAA 200未被使用时，RAA 200可以通过将RAA 200导航到固定或预定位置而对接在对接/充电站300处。例如，该对接/充电站300和RAA 200可以被成形为使RAA 200与对接/充电站300正确对准，例如以确保正确配合和/或确保RAA 200的可靠且可重复的定位(例如，旋转定位)(低于阈值旋转量)足以用于陀螺仪标度校准。RAA 200可以从对接/充电站300脱离并且可以旋转一个或多个预定次数。RAA 200可以与对接/充电站300重新对接。通过在对接/充电站300中的相同或基本相同的位置重新对接的RAA 200可以被旋转已知量(例如，360°、720°和/或Nx360°)以确定陀螺仪标度校准估计。
在某些代表性实施例中，RAA 200可以在RAA 200对接在对接/充电站300中的条件下开始积分周期。RAA 200可以在积分周期开始时读取陀螺仪输出。RAA 200可以从对接/充电站300脱离。RAA 200可以旋转一个或多个预定旋转。RAA 200可以与对接/充电站300重新对接。在所述设备在对接站中重新对接的条件下，结束所述积分周期。RAA 200可以在积分周期结束时读取陀螺仪输出，并且可以使用来自陀螺仪输出的读数来估计陀螺仪标度。
其他代表性校准设备实施例
在某些代表性实施例中，可以实施自动转盘。设备910可以安装到该转盘上，并且马达和马达控制系统可以使转盘旋转所需的量(例如，通过步进马达，或通过使用一个或多个机械挡块)。
在某些代表性实施例中，可以实施手动转盘。设备910可以安装到该转盘上，该转盘可以具有两个或更多个限制旋转的挡块。
在某些代表性实施例中，设备910可具有两个或更多个平坦侧面。例如，设备910可具有第一侧面和第二侧面，在该第一侧面和第二侧面之间具有已知(例如，准确)的角度。该角度可以是任何已知的角度。例如，设备910可以包括两个平行侧面。为了校准，第一侧面可以抵靠固定边缘放置以用于起始位置，并且第二侧面可以抵靠相同边缘放置以用于结束位置。
在某些代表性实施例中，杆920可具有两个或更多个平坦侧面。对于杆校准过程，杆920可以是具有第一平坦侧面和第二平坦侧面的任何形状，在该第一侧面和第二侧面之间具有已知角度。该角度可以是任何已知的角度。例如，设备910可以包括一个平坦侧面。为了校准，设备910的一个平坦侧面可以抵靠杆920的第一侧面放置以用于起始位置，并且设备910的一个平坦侧面可以抵靠杆920的第二侧面放置以用于结束位置。
在某些代表性实施例中，设备910可具有一个平坦侧面，并且杆可包括单个平坦侧面。对于杆校准过程，如果仅存在一个平坦侧面，则设备910的一个平坦侧面可以在起始位置处抵靠所述单个平坦侧面(例如，固定边缘)放置，并且设备910可以旋转多个360°并且设备再次抵靠所述单个平坦侧面(例如，所述固定边缘)放置。
在某些代表性实施例中，设备910可以包括可执行代码(例如，少量可执行代码)和RAM(例如，少量RAM)以实现机载校准并且可以减少或消除使用用于这种校准的外部测试控制器。
在某些代表性实施例中，设备910可以不将校准样本传送出设备，并且可以不将校准记录写回设备910。
在某些代表性实施例中，设备910可以不在转盘上使用编码器或其他测量来测量真实旋转。
在某些代表性实施例中，杆校准可以不使用转盘，因为移动可以被手动提供。
图15是估计陀螺仪标度因子的代表性方法的流程图。
参照图15，代表性方法1500可以包括：在框1510，使设备910(或RAA 200)围绕轴旋转多次。在框1520处，设备910在设备910的旋转期间可以对陀螺仪240的输出和磁力计250的输出进行采样。在框1530处，设备910可以从磁力计读数确定来自该磁力计的哪些样本在第一阈值内并且具有基于陀螺仪输出的积分的匹配陀螺仪航向，以作为样本对匹配。
在框1540，对于每个相应的样本对匹配，设备910可以使用该相应的样本对匹配来确定和/或更新复合陀螺仪标度因子。例如，可以基于相应的样本对匹配从第一磁力计读数(或对应的采样陀螺仪输出)的时间到第二磁力计读数(或对应的采样陀螺仪输出)的时间的时间间隔内的陀螺仪输出的积分来更新复合标度因子。
在某些代表性实施例中，设备910可以将来自陀螺仪的输出的一组相应样本与来自磁力计的输出的一组对应样本匹配，例如以生成多个样本对，每个样本对包括来自陀螺仪的采样输出和来自磁力计的相应读数。
在某些代表性实施例中，所述匹配陀螺仪航向的确定可以包括设备910确定与第一样本对的第一磁力计读数相关联的第一陀螺仪航向和与第二样本对的第二磁力计读数相关联的第二陀螺仪航向，其条件是该第一和第二磁力计读数在第一阈值内。
在某些代表性实施例中，设备910可以在第一和第二陀螺仪航向在陀螺仪航向阈值内的条件下，确定所述第一和第二陀螺仪航向匹配。
例如，设备910可以从多个样本对(例如，2元组)确定哪个样本对具有在阈值内的磁力计250的读数并且具有匹配的陀螺仪航向。这些匹配的样本对(匹配的2元组)在下文中可称为样本对匹配。可以想到，当与设备910的一次旋转相关联的磁力计/陀螺仪对和与设备910的另一旋转相关联的另一磁力计/陀螺仪对具有匹配或基本匹配的陀螺仪航向和磁力计读数时，可以发生这样的样本对匹配。
在某些代表性实施例中，来自陀螺仪240的输出的一组相应样本与来自磁力计250的输出的一组对应样本的匹配可包括匹配在阈值时间段内采集的来自磁力计250的输出和来自陀螺仪240的输出的样本。
在某些代表性实施例中，样本对(例如，每个样本对)可以包括与陀螺仪240的采样输出相关联的采样信息以及与磁力计250的输出相关联的对应采样信息。例如，所采样的来自陀螺仪240和磁力计250的输出的在时间上最接近的样本可以配对(例如，作为2元组)。
在某些代表性实施例中，来自陀螺仪240的输出的一组相应样本与来自磁力计250的输出的一组对应样本的匹配可包括在阈值时间段内采集的来自磁力计250的输出和来自陀螺仪240的输出的样本。
在某些代表性实施例中，所述样本对匹配可包括样本对，其具有在阈值内的磁力计输出差异并且具有在另一阈值内的相关联的陀螺仪航向差异。
在某些代表性实施例中，所述样本对匹配可以排除具有在阈值内的磁力计输出差异并且具有超过另一阈值的相关联的陀螺仪航向差异的样本对。
在某些代表性实施例中，与所述设备的一次旋转相关联的磁力计/陀螺仪对是多个参考磁力计/陀螺仪对。
在某些代表性实施例中，多个参考样本对中的参考磁力计/陀螺仪对可以与来自设备910的一个或多个其他旋转的一个或多个磁力计/陀螺仪对匹配。
在某些代表性实施例中，与一次旋转相关联的磁力计/陀螺仪对可以在该一次旋转内的预定数量的角位置处被获取。
在某些代表性实施例中，设备910可以以一定速率对磁力计250的输出和陀螺仪240的输出进行采样，以获取在所述预定数量的角位置处的样本对匹配。
在某些代表性实施例中，设备910可以确定相应磁力计/陀螺仪对的磁力计250的输出是否在对应于参考磁力计/陀螺仪对的磁力计250的输出的阈值内，并且在相应的磁力计/陀螺仪对的磁力计250的输出在对应于参考磁力计/陀螺仪对的磁力计250的输出的阈值内的情况下，设备910可以使用该相应的磁力计/陀螺仪对更新对应于参考磁力计/陀螺仪对的参考点的分量陀螺仪标度的估计。
在某些代表性实施例中，对于磁力计250的输出更接近对应于参考点的磁力计250的输出的每个相应的后续磁力计/陀螺仪对，设备910可以使用该相应的后续磁力计/陀螺仪对更新所述参考点的分量陀螺仪标度的估计。
在某些代表性实施例中，设备可以通过以下来确定磁力计/陀螺仪对：为每个参考点指派索引；将计数器设置到对应于当前样本对的磁力计250的输出最接近的参考点之一的索引，对于每个随后的磁力计/陀螺仪对，确定磁力计250的输出是否更接近来自当前参考点或下一参考点的磁力计250的输出；和/或在后续磁力计/陀螺仪对的磁力计250的采样输出更接近对应于下一参考点而不是当前参考点的磁力计250的输出的条件下，使所述计数器递增。
在某些代表性实施例中，设备910可以通过以下方式使用相应的样本对匹配来更新复合陀螺仪标度因子：确定与相应的样本对匹配相关联的每个陀螺仪航向的分量陀螺仪标度因子；和/或通过以下任意方式生成所述复合陀螺仪标度因子：对与不同陀螺仪航向相关联的分量陀螺仪标度估计进行平均或加权。
在某些代表性实施例中，设备910可以针对设备910的旋转轴和陀螺仪240的感测轴之间的任何倾斜，补偿陀螺仪240的输出。
在某些代表性实施例中，设备910可以通过以下来进行补偿：确定加速度计260的零重力偏移(ZGO)，其包括该加速度计260和设备910之间的倾斜角；和/或基于该倾斜角来校正所述陀螺仪输出。
在某些代表性实施例中，设备910可以通过以下方式进行补偿：确定由陀螺仪240检测到的角速度的范数；并且通过使用范数作为角速度的z分量来修改由于倾斜角引起的陀螺仪的输出。
在某些代表性实施例中，使设备910旋转多个旋转可包括使设备910沿第一方向旋转所述多个旋转的第一部分；和/或使设备910沿第二方向旋转所述多个旋转的第二部分。
在某些代表性实施例中，所述样本对匹配可包括：(1)与第一磁力计/陀螺仪对的磁力计读数相关联的采样信息；(2)与所述第一磁力计/陀螺仪对的陀螺仪的采样输出相关的采样信息；(3)与第二磁力计/陀螺仪对的磁力计读数相关的样本信息；以及(4)与第二磁力计/陀螺仪对的陀螺仪的采样输出相关的样本信息。在其他代表性实施例中，所述样本对匹配可以包括(例如，可以仅包括):(1)与第一磁力计读数相关联的采样信息；(2)与第二磁力计读数相关的样本信息。
图16是估计陀螺仪标度的另一代表性方法的流程图。
参考图16，代表性方法1600可以包括：在框1610，设备910接收指示设备910处于第一角位置的第一输入，该第一角位置作为估计陀螺仪标度的起始位置。在框1620，设备910可以在接收到所述第一输入的条件下开始积分周期。在框1630处，设备910可以在所述积分周期期间对一组陀螺仪输出进行采样。在框1640处，设备910可以接收第二输入，该第二输入指示设备910处于相对于起始位置的第二预先配置角位置，该角位置作为最终位置。在框1650，在接收到所述第二输入的条件下，设备910可以结束所述积分周期。在框1660处，设备910可以使用在积分周期期间采样的一组陀螺仪输出的样本来估计陀螺仪标度。例如，该陀螺仪标度的估计可以包括：对在设备910处于起始位置时采集的一个或多个样本进行平均，由设备910根据所平均的所述设备910处于起始位置时采集的一个或多个样本，确定零速率偏移(ZRO)，和/或由设备910在估计陀螺仪标度时补偿所述ZRO。
在某些代表性实施例中，设备910可以向外部实体呈现该设备910准备好在积分周期结束之后移动到另一位置或最终位置的第一指示，和/或可以向外部实体呈现所述陀螺仪标度的估计是否在参考陀螺仪标度的阈值内的第二指示。
在某些代表性实施例中，设备910可以发送以下任何一个：(1)与在积分周期期间采样的样本相关联的数据；(2)根据陀螺仪标度的所述估计的估计信息；(3)指示与陀螺仪标度估计操作相关联的误差类型的错误代码；和/或(4)校准记录。
图17是估计陀螺仪标度的另一代表性方法的流程图。
参见图17，代表性方法1700可以包括：在框1710处，设备910确定该设备910处于作为起始位置的第一角位置。在框1720处，设备910可以基于设备910处于起始位置的确定来开始积分周期。在框1730处，设备910可以在积分周期期间对一组陀螺仪输出进行采样。在框1740处，设备910可基于取自陀螺仪240和/或加速度计260的样本，确定该设备910处于相对于起始位置的第二预先配置角位置，该角位置作为最终位置。在框1750处，设备910可以基于设备处于最终位置的确定来结束积分周期。在框1760处，设备910可使用在积分周期期间采样的一组陀螺仪输出的样本来估计陀螺仪标度。
在某些代表性实施例中，在接收到设备910处于校准模式的指示之后，设备910可以基于来自陀螺仪240和/或加速度计260的样本来确定设备910处于起始位置。
图18是估计陀螺仪标度的另一代表性方法的流程图。
参见图18，代表性方法1800可以包括：在框1810，设备910在该设备910对接在对接站300中的条件下开始积分周期。在框1820，设备910可以在所述积分周期开始时读取陀螺仪输出。在框1930，设备910可以从对接站300脱离。在框1940，设备910可以旋转一个或多个预定旋转。在框1950处，设备910可以与对接站300重新对接。在框1960，设备910可以在设备910在对接站300中重新对接的条件下结束所述积分周期。在框1970，设备910可以在积分周期结束时读取陀螺仪输出。在框1980处，设备910可以使用来自陀螺仪输出的读数来估计陀螺仪标度。
在某些代表性实施例中，所述设备910可以是以下任意者：机器人设备、机器人真空吸尘器、惯性测量单元(IMU)、定时和IMU(TIMU)、移动设备、头戴式显示器、WTRU和/或智能手机。
在某些代表性实施例中，校准设备920、1120和/或1220可用于估计设备910(例如，测试装置)的陀螺仪标度。校准设备920、1120和/或1220可包括构件920，该构件920配置有第一和第二平行侧面940:950,1140A:1140C，1140B:1140D，1240A:1240C和1240B:1240D。第一平行侧面(例如，侧面940)可以被配置为与测试设备910的第一侧面(例如，侧面930)配合，以为测试设备910提供已知的角位置，作为该测试设备的起始位置。第二平行侧面(例如，侧面950)可以配置成与所述第一侧面(例如，测试设备910的侧面930)配合，以为测试设备910提供第二已知角位置，作为测试设备910的最终位置。例如，测试设备910的起始位置和最终位置之间的差异可以表示所述测试设备910的180°旋转。
在某些代表性实施例中，校准设备1120和/或1220可用于估计测试设备910的陀螺仪标度。校准设备1120和/或1220可包括第一构件(例如，第一构件1140A或1240A)，其可包括至少一侧面。校准设备1120和/或1220可包括第二构件(例如，第二构件1140B或1240B)，其包括距离所述第一构件1140A或1240A的所述侧面一已知角度的至少一侧面。所述第一构件1140A或1240A的所述侧面可以配置成与测试设备910的第一侧面930配合，以为测试设备910提供已知的角位置，作为测试设备910的起始位置，并且所述第二构件1140B或1240B的所述侧面可以被配置为与测试设备910的第一侧面930配合，以为测试设备910提供第二已知角位置，作为测试设备910的最终位置。例如，测试设备910的起始位置和最终位置之间的差异可以表示测试设备910的预定和/或预先配置的旋转。
根据代表性实施例的用于处理数据的系统和方法可以由执行存储器设备中包含的指令序列的一个或多个处理器来执行。可以从诸如辅助数据存储设备(一个或多个)的其他计算机可读介质将这样的指令读入存储器设备。包含在存储器设备中的指令序列的执行使处理器例如如上所述进行操作。在替代实施例中，可以使用硬线电路代替软件指令或与软件指令组合以实施本发明。这样的软件可以在容纳在RAA的处理器上运行，和/或可以在容纳在其他移动设备内的处理器上远程运行。在后一者的情况下，可以通过有线或无线方式在RAA或包含传感器的其他移动设备与包含运行软件(该软件执行如上所述的标度估计和补偿)的处理器的远程设备之间传输数据。根据其他代表性实施例，以上关于偏置估计描述的一些处理可以在包含传感器的设备中执行，而处理的其余部分可以在从包含传感器的设备接收到经部分处理的数据之后在第二设备中执行。
尽管前述代表性实施例涉及包括一个或多个旋转传感器和加速度计的感测封装，但是根据这些代表性实施例的偏置估计技术不仅限于这些类型的传感器。相反，如本文所述的偏置估计技术可以应用于设备，该设备包括例如仅加速度计(一个或多个)、光学和惯性传感器(例如，旋转传感器、陀螺仪或加速度计)、磁力计和惯性传感器(例如，旋转传感器、陀螺仪或加速度计)、磁力计和光学传感器(例如，相机、一个或多个光电二极管、一个或多个光电晶体管)或其他传感器组合。另外，尽管本文描述的某些代表性实施例涉及在RAA和应用的背景下的陀螺仪标度校准，但是这样的技术不限于此并且可以用于与其他机器人设备、惯性测量单元(IMU)、定时和IMU(TIMU)、移动设备、头戴式显示器、WTRU和/或智能手机等相关联的方法和设备中。
尽管上述按照特定组合描述了特征和元素，但是本领域技术人员将理解的是每个特征或元素可以被单独使用或以与其它特征和元素的任何组合来使用。此外，于此描述的方法可以在嵌入在计算机可读介质中由计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施。非暂态计算机可读存储媒体的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、诸如内部硬盘和可移除磁盘之类的磁媒体、磁光媒体、以及诸如CD-ROM碟片和数字多用途碟片(DVD)之类的光媒体。与软件相关联的处理器可以用于实施在WTRU 102、UE、终端、基站、RNC或任意主计算机中使用的射频收发信机。
此外，在上述的实施方式中，提及了处理平台、计算系统、控制器以及包含处理器的其他设备。这些设备可以包含至少一个中央处理单元(“CPU”)和存储器。根据计算机编程领域的技术人员的实践，对动作和操作或指令的符号描述的引用可以由各种CPU和存储器执行。这些动作和操作或指令可以称为“被执行”、“计算机执行”或“CPU执行”。
本领域技术人员可以理解动作和符号描述的操作或指令包括CPU对电信号的操纵。电气系统表示可以标识数据比特，其使得电信号产生变换或还原以及数据比特在存储系统中的存储位置的维持由此以重新配置或其他方式改变CPU的操作以及信号的其他处理。维持数据比特的存储位置是具有对应于或代表数据比特的特定电、磁、光或有机属性。应当理解，示例性实施方式不限于上述的平台或CPU且其他平台和CPU可以支持提供的方法。
数据比特也可以被维持在计算机可读介质上，其包括磁盘、光盘以及任意其他易失性(例如随机存取存储器(“RAM”))或非易失性(例如只读存储器(“ROM”))CPU可读的大存储系统。计算机可读介质可以包括协作或互连的计算机可读介质，其专门存在于处理器系统上或分布在可以是处理系统本地的或远程的多个互连处理系统间。可以理解代表性实施方式不限于上述的存储器且其他平台和存储器可以支持所描述的方法。
在示出的实施方式中，这里描述的操作、处理等的任意可以被实施为存储在计算机可读介质上的计算机可读指令。该计算机可读指令可以由移动单元、网络元件和/或任意其他计算设备的处理器执行。
系统方面的硬件和软件实施之间有一点区别。硬件或软件的使用一般(但不总是，因为在某些环境中硬件与软件之间的选择可以是很重要的)是考虑成本与效率折中的设计选择。可以有影响这里描述的过程和/或系统和/或其他技术的各种工具(例如，硬件、软件、和/或固件)，且优选的工具可以随着部署的过程和/或系统和/或其他技术的上下文而改变。例如，如果实施方确定速度和精度是最重要的，则实施方可以选择主要是硬件和/或固件工具。如果灵活性是最重要的，则实施方可以选择主要是软件实施。可替换地，实施方可以选择硬件、软件和/或固件的某种组合。
上述详细描述通过使用框图、流程图和/或示例已经提出了设备和/或过程的各种实施方式。在这些框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的范围内，本领域技术人员可以理解这些框图、流程图或示例内的每个功能和/或操作可以被宽范围的硬件、软件或固件或实质上的其任意组合方式单独实施和/或一起实施。合适的处理器包括例如通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)；场可编程门阵列(FPGA)电路、任意其他类型的集成电路(IC)和/或状态机。
虽然以上以特定的组合提供了特征和元素，但是本领域技术任意可以理解每个特征或元素可以单独使用或与其他特征和元素任意组合使用。本公开不限于本申请描述的特定实施方式，这些实施方式旨在作为各种方面的示例。在不背离其实质和范围的情况下可以进行许多修改和变形，这些对本领域技术任意是所知的。本申请的描述中使用的元素、动作或指令不应被理解为对本发明是关键或必要的除非明确说明。除了本文中列举的这些方法和装置本领域技术人员根据以上描述还可以知道在本公开范围内的功能上等同的方法和装置。这些修改和变形也应落入所附权利要求书的范围。本公开仅由所附权利要求书限定，包括其等同的全面的范围。应当理解本公开不限于特定的方法或系统。
还应该理解，这里使用的术语仅用于描述特定的实施方式，且不是限制性的。这里使用的术语“站”及其缩写“STA”、“用户设备”及其缩写“UE”可以表示(i)无线发射和/或接收单元(WTRU)，例如下文所述；(ii)任意数量的WTRU的实施方式，例如下文所述；(iii)具有无线能力和/或有线能力(例如可接线的)设备，被配置(尤其)WTRU(例如上述的)的一些或所有结构和功能；(iii)具有无线能力和/或有线能力的设备，被配置少于WTRU的所有结构和功能，例如下文所述；和/或(iv)其他。可以表示这里描述的任意UE的示例WTRU的细节已在上面参考图1A至1D被提供。
在某些代表性实施方式中，这里描述的主题的一些部分可以经由专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)和/或其他集成格式来实施。但是，本领域技术人员可以理解这里公开的实施方式的一些方面，其整体或部分，可以同等地由集成电路实施，作为在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)、在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)、固件、或实质上地这些的任意组合，以及根据本公开针对该软件和/或固件设计电路和/或写代码是本领域技术人员所知的。此外，本领域技术人员可以理解这里描述的主题的机制可以被分布为各种形式的程序产品，以及这里描述的主题的示例性实施方式适用，不管用于实际执行该分布的信号承载介质的特定类型如何。信号承载介质的示例包括但不限于以下：可记录类型的介质，例如软盘、硬盘、CD、DVD、数字带、计算机存储器等，以及传输类型的介质，例如数字和/或模拟通信介质(例如光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
这里描述的主题有时示出了不同组件，其包含在或连接到不同的其他组件。可以理解这些描绘的架构仅是示例，且实际中实施相同的功能的许多其他架构可以被实施。在概念上，实施相同功能更的组件的任何安排有效地“相关联”由此可以实施期望的功能。因此，这里组合以实施特定功能的任意两个组件可以视为彼此“相关联”由此实施期望的功能，不管架构或中间组件如何。同样地，相关联的任意两个组件也可以被视为彼此“操作上连接”或“操作上耦合”以实施期望的功能，以及任意两个能够这样相关联的组件也可以被视为彼此“操作上可耦合”以实施期望的功能。操作上可耦合的特定示例包括但不限于物理上可配对和/或物理上交互的组件和/或无线可交互的和/或无线交互的组件和/或逻辑上交互和/或逻辑上可交互的组件。
关于这里使用基本上任何复数和/或单数术语，本领域技术人员可以在适合上下文和/或应用时从复数转义到单数和/或从单数转义到复数。为了清晰，这里可以明确提出各种单数/复数置换。
本领域技术人员可以理解一般地这里使用的术语以及尤其在权利要求书中使用的术语(例如权利要求书的主体部分)一般是“开放性”术语(例如术语“包括”应当理解为“包括但不限于”，术语“具有”应当理解为“至少具有”，术语“包括”应当理解为“包括但不限于”等)。本领域技术人员还可以理解如果权利要求要描述特定数量，则在权利要求中会显式描述，且在没有这种描述的情况下不存在这种意思。例如，如果要表示仅一个项，则可以使用术语“单个”或类似的语言。为帮助理解，以下的权利要求书和/或这里的描述可以包含前置短语“至少一个”或“一个或多个”的使用以引出权利要求描述。但是，这些短语的使用不应当理解为暗示被不定冠词“一”引出的权利要求描述将包含这样的被引出的权利要求描述的任意特定权利要求限定到包含仅一个这样的描述的实施方式，即使在同一个权利要求包括前置短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词(例如“一”)(例如“一”应当被理解为表示“至少一个”或“一个或多个”)。对于用于引出权利要求描述的定冠词的使用也是如此。此外，即使引出的权利要求描述的特定数量被明确描述，但是本领域技术人员可以理解这种描述应当被理解为表示至少被描述的数量(例如光描述“两个描述”没有其他修改符，表示至少两个描述，或两个或更多个描述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一者”的惯例的这些实例中，一般来说这种惯例是本领域技术人员理解的惯例(例如“系统具有A、B和C中的至少一者”可以包括但不限于系统具有仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C和/或A、B和C等)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一者”的惯例的这些实例中，一般来说这种惯例是本领域技术人员理解的惯例(例如“系统具有A、B或C中的至少一者”可以包括但不限于系统具有仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C和/或A、B和C等)。本领域技术人员还可以理解表示两个或更多个可替换项的实质上任何分隔的字和/或短语，不管是在说明书中、权利要求书还是附图中，应当被理解为包括包含两个项之一、任意一个或两个项的可能性。例如，短语“A或B”被理解为包括“A”或“B”或“A”和“B”的可能性。此外，这里使用的术语“任意”之后接列举的多个项和/或多种项旨在包括该多个项和/或多种项的“任意”、“任意组合”、“任意多个”和/或“多个的任意组合”，单独或与其他项和/或其他种项结合。此外，这里使用的术语“集合”或“群组”旨在包括任意数量的项，包括零。此外，这里使用的术语“数量”旨在包括任意数量，包括零。
此外，如果按照马库什组描述本公开的特征或方面，本领域技术人员可以理解也按照马库什组的任意单独成员或成员子组来描述本公开。
本领域技术人员可以理解，出于任意和所有目的，例如为了提供书面描述，这里公开的所有范围还包括任意和所有可能的子范围以及其子范围的组合。任意列出的范围可以容易被理解为足以描述和实施被分成至少相等的两半、三份、四份、五份、十份等的相同范围。作为非限制性示例，这里描述的每个范围可以容易被分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员还可以理解诸如“多至”、“至少”、“大于”、“小于”等的所有语言包括描述的数字并至可以随之被分成上述的子范围的范围。最后，本领域技术人员可以理解，范围包括每个单独的成员。因此，例如具有1-3个小区的群组和/或集合指具有1、2、或3个小区的群组/集合。类似地，具有1-5个小区的群组/集合指具有1、2、3、4或5个小区的群组/集合等等。
此外，权利要求书不应当理解为限制到提供的顺序或元素除非描述有这种效果。此外，在任意权利要求中术语“用于…的装置”的使用旨在援引35 U.S.C.§112,6或装置+功能的权利要求格式，没有术语“用于…的装置”的任意权利要求不具有此种意图。
与软件相关联的处理器可以用于实施在无线发射/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、终端、基站、移动管理实体(MME)或演进分组核(EPC)或任何主机计算机中使用的射频收发信机。WTRU可以结合以硬件和/或软件实施的模块(包括软件定义无线电(SDR))和其他组件，该组件例如是相机、视频相机模块、视频电话、对讲电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、键盘、模块、调频(FM)无线电单元、近场通信(NFC)模块、液晶显示(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任意无线局域网(WLAN)或超宽带(UWB)模块。
虽然在通信系统方面描述了本发明，但是可以理解系统可以在微处理器/通用计算机(未示出)上以软件实施。在某些实施方式中，各种组件的功能中的一个或多个可以以控制通用计算机的软件来实施。
此外，虽然参考特定实施方式示出和描述了本发明，但是本发明无意于限于示出的细节。相反，在权利要求书的等同范围内且不背离本发明的情况下可以在细节上进行各种修改。
在整个公开内容中，技术人员理解某些代表性实施例可以替代其他代表性实施例或与其他代表性实施例组合使用。
尽管上述按照特定组合描述了特征和元素，但是本领域技术人员将理解的是每个特征或元素可以被单独使用或以与其它特征和元素的任何组合来使用。此外，于此描述的方法可以在嵌入在计算机可读介质中由计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施。非暂态计算机可读存储媒体的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、诸如内部硬盘和可移除磁盘之类的磁媒体、磁光媒体、以及诸如CD-ROM碟片和数字多用途碟片(DVD)之类的光媒体。与软件相关联的处理器可以用于实施在WTRU、UE、终端、基站、RNC或任意主计算机中使用的射频收发信机。
此外，在上述的实施方式中，提及了处理平台、计算系统、控制器以及包含处理器的其他设备。这些设备可以包含至少一个中央处理单元(“CPU”)和存储器。根据计算机编程领域的技术人员的实践，对动作和操作或指令的符号描述的引用可以由各种CPU和存储器执行。这些动作和操作或指令可以称为“被执行”、“计算机执行”或“CPU执行”。
本领域技术人员可以理解动作和符号描述的操作或指令包括CPU对电信号的操纵。电气系统表示可以标识数据比特，其使得电信号产生变换或还原以及数据比特在存储系统中的存储位置的维持由此以重新配置或其他方式改变CPU的操作以及信号的其他处理。维持数据比特的存储位置是具有对应于或代表数据比特的特定电、磁、光或有机属性。
数据比特也可以被维持在计算机可读介质上，其包括磁盘、光盘以及任意其他易失性(例如随机存取存储器(“RAM”))或非易失性(例如只读存储器(“ROM”))CPU可读的大型存储系统。计算机可读介质可以包括协作或互连的计算机可读介质，其专门存在于处理器系统上或分布在可以是处理系统本地的或远程的多个互连处理系统间。可以理解代表性实施方式不限于上述的存储器且其他平台和存储器可以支持所描述的方法。
作为示例，合适的处理器包括通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、特定应用标准产品(ASSP)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其他类型的集成电路(IC)和/或状态机。
尽管已经就通信系统描述了本发明，但是可以预期，系统可以在微处理器/通用计算机(未示出)上的软件中被实施。在某些实施例中，各种组件的一个或多个功能可以用控制通用计算机的软件来实施。
另外，尽管本文参考特定实施例说明和描述了本发明，但是本发明并不旨在限于所示的细节。相反，在权利要求书的等同范围内且不背离本发明的情况下可以在细节上进行各种修改。

Claims (12)

1.一种在具有陀螺仪的设备中实施的用于校准陀螺仪标度的方法，包括：
所述设备接收指示所述设备处于第一角位置的第一用户输入，该第一角位置作为估计所述陀螺仪标度的起始位置；
在收到所述第一用户输入且所述设备准备好进行校准的条件下，开始积分周期；
由所述设备向外部实体呈现该设备准备好被移动到另一个位置或最终位置的第一指示，该第一指示作为所述设备准备好进行所述校准的指示；
在所述积分周期期间，由所述设备采样一组陀螺仪输出；
该设备接收第二用户输入，该第二用户输入指示所述设备处于相对于所述起始位置的第二预先配置角位置，该角位置作为所述最终位置；
在接收到所述第二用户输入的条件下，结束所述积分周期；以及
所述设备通过使用在所述积分周期期间采样的所述一组陀螺仪输出的样本，估计所述陀螺仪标度；以及
由所述设备向所述外部实体呈现关于所述陀螺仪标度的所述估计是否在参考陀螺仪标度的阈值内的第二指示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计所述陀螺仪标度包括：
对在所述设备处于所述起始位置时采集的一个或多个样本进行平均；
由所述设备根据所平均的在所述设备处于所述起始位置时采集的一个或多个样本，确定零速率偏移(ZRO)；以及
在估计所述陀螺仪标度时，由所述设备针对所述零速率偏移(ZRO)进行补偿。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
所述设备发送以下任何一项：(1)与在所述积分周期期间采样的所述样本相关联的数据；(2)根据所述陀螺仪标度的所述估计的估计信息；(3)指示与陀螺仪标度估计操作相关联的误差类型的错误代码；或(4)校准记录。
4.一种在具有陀螺仪的设备中实施的用于校准陀螺仪标度的方法，该方法包括：
所述设备确定该设备处于作为起始位置的第一角位置；
基于所述设备处于所述起始位置的所述确定以及所述设备准备好进行校准，开始积分周期；
由所述设备向外部实体呈现该设备准备好被移动到另一个位置或最终位置的第一指示，该第一指示作为所述设备准备好进行所述校准的指示；
在所述积分周期期间，由所述设备采样一组陀螺仪输出；
基于从所述陀螺仪和加速度计中的至少一者采集的样本，所述设备确定该设备处于相对于所述起始位置的第二预先配置角位置，该角位置为所述最终位置；
基于所述设备处于所述最终位置的所述确定，结束所述积分周期；
使用在所述积分周期期间采样的所述一组陀螺仪输出的样本，由所述设备估计所述陀螺仪标度；以及
由所述设备向所述外部实体呈现关于所述陀螺仪标度的所述估计是否在参考陀螺仪标度的阈值内的第二指示。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述确定所述设备处于所述起始位置包括：
在接收到所述设备处于校准模式的指示之后，基于来自所述陀螺仪和所述加速度计中的至少一者的样本，确定所述设备处于所述起始位置。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
由所述设备接收用户输入；
由所述设备基于所接收的用户输入而配置处于所述校准模式；以及
由所述设备呈现该设备处于所述校准模式的所述指示。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述起始位置为一使得所述设备处于对接站内的位置。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括取消对接所述设备，从而所述设备在所述积分周期期间从所述对接站脱离。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括重新对接所述设备，从而所述积分周期的所述结束进一步以所述设备被重新对接到所述对接站中为条件。
10.一种具有陀螺仪的设备，用于校准陀螺仪标度，该设备包括：
用户接口，被配置为接收指示所述设备处于第一角位置的第一用户输入，该第一角位置作为估计所述陀螺仪标度的起始位置；
处理器，被配置为：
在收到所述第一用户输入且所述设备准备好进行校准的条件下，开始积分周期；以及
在所述积分周期期间，对一组陀螺仪输出进行采样，
其中：
所述用户接口被配置为接收第二用户输入，该第二用户输入指示所述设备处于相对于所述起始位置的第二预先配置角位置，该角位置作为最终位置；
所述处理器被配置为：
在接收到所述第二用户输入的条件下，结束所述积分周期；以及
通过使用在所述积分周期期间采样的所述一组陀螺仪输出的样本，估计所述陀螺仪标度；以及
显示器或灯，其被配置为执行以下操作：
向外部实体呈现所述设备准备好被移动到另一个位置或所述最终位置的第一指示，该第一指示作为所述设备准备好进行所述校准的指示；以及
向所述外部实体呈现关于所述陀螺仪标度的所述估计是否在参考陀螺仪标度的阈值内的第二指示。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述处理器被配置为：
对在所述设备处于所述起始位置时采集的一个或多个样本进行平均；
根据所平均的在所述设备处于所述起始位置时采集的一个或多个样本，确定零速率偏移(ZRO)；以及
在估计所述陀螺仪标度时，针对所述ZRO进行补偿。
12.根据权利要求10或11所述的设备，进一步包括发送单元，其被配置为发送以下任何一项：(1)与在所述积分周期期间采样的所述样本相关联的数据；(2)根据所述陀螺仪标度的所述估计的估计信息；(3)指示与陀螺仪标度估计操作相关联的误差类型的错误代码；或(4)校准记录。
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