CN112985253B - 包括用于扭转角和倾斜角检测的单个磁传感器的控制杆 - Google Patents

包括用于扭转角和倾斜角检测的单个磁传感器的控制杆 Download PDF

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Abstract

一种控制杆可以包括磁体和三维(3D)磁传感器。3D磁传感器可以基于3D磁传感器处的磁场的强度确定控制杆的手柄的扭转角。手柄的扭转可以修改3D磁传感器与磁体之间的气隙。磁场的强度可以基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度。3D磁传感器可以基于第一磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比确定手柄的倾斜角。手柄在与第一磁场分量对应的方向上的倾斜可以修改第一磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比。

Description

包括用于扭转角和倾斜角检测的单个磁传感器的控制杆
背景技术
磁传感器可以感测施加到磁传感器的磁场的多个(例如，垂直)分量，诸如x分量、y分量和z分量。磁传感器可以用于在诸如汽车应用、工业应用或消费者应用的多种应用中检测连接到对象的磁体的例如运动、位置、扭转角和/或其他。
发明内容
本公开的一个实施例提供一种控制杆，包括：
磁体；以及
三维磁传感器，用于：
基于所述三维磁传感器处的磁场的强度，确定所述控制杆的手柄的扭转角，
其中所述手柄的扭转用于改变所述三维磁传感器与所述磁体之间的气隙，以及
其中所述磁场的强度基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度，
其中所述第一磁场分量、所述第二磁场分量和所述第三磁场分量是所述磁场的正交分量；以及
基于所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比确定所述控制杆的所述手柄的倾斜角，
其中所述手柄在与所述第一磁场分量对应的方向上的倾斜用于改变所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比。
本公开的一个实施例还提供一种传感器系统，包括：
磁体；以及
磁传感器，用于：
基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度，确定控制杆的手柄的扭转角，
其中所述手柄的扭转用于改变所述磁传感器与所述磁体之间的气隙，以及
其中所述第一磁场分量、所述第二磁场分量和所述第三磁场分量是磁场的正交分量；以及
基于所述第一磁场分量的强度、所述第二磁场分量的强度或所述第三磁场分量的强度中的至少两项，确定所述控制杆的所述手柄的一组倾斜角。
本公开的一个实施例还提供一种方法，包括：
基于磁场的强度确定控制杆的手柄的扭转角，
其中所述手柄的扭转改变磁传感器与产生所述磁场的磁体之间的气隙，以及
其中所述磁场的强度基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度，
其中所述第一磁场分量、所述第二磁场分量和所述第三磁场分量是所述磁场的正交分量；以及
基于所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比确定所述控制杆的所述手柄的倾斜角，
其中所述手柄在与所述第一磁场分量对应的方向上的倾斜改变所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比。
本文中描述的实施例可以降低控制杆的成本、区域消耗和/或复杂度，对于该控制杆，将与由控制杆提供的控制功能相关联地确定扭转角和一个或多个倾斜角(例如，与包括至少两个磁路的常规控制杆相比)。
附图说明
图1是如本文中描述的包括用于扭转角和倾斜角检测的单个磁传感器的控制杆的示例的图；
图2是图1的磁传感器的示例部件的图；
图3A-3D是与包括用于扭转角检测和倾斜角检测的单个磁传感器的控制杆的示例实施例相关的图；以及
图4是如本文中描述的用于确定控制杆的手柄的扭转角和倾斜角的示例过程的流程图。
具体实施方式
示例实施例的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。
控制杆(例如，操纵杆)的实用性可以通过扭转功能得到改善。这指的是，除了一个或多个倾斜功能(例如，向左/向右倾斜和/或向前/向后倾斜)，控制杆的手柄还将具有扭转功能(例如，左扭转/右扭转)。在此，扭转功能和一个或多个倾斜功能可以与由控制杆提供的控制功能(例如，控制无人机、车辆、工业设备的物件和/或其他)结合使用。在这种情况下，磁感测是一种可以与确定控制杆的手柄的扭转角和控制杆的手柄的一个或多个倾斜角相关联地实现的技术。
用于确定控制杆的扭转角和一个或多个倾斜角的常规磁感测系统使用至少两个磁路(例如，用于测量向左/向右和向前/向后倾斜的第一磁路，用于确定扭转位置的第二磁路)。在此，每个磁路包括其自己的永磁体和磁传感器。然而，由于需要多个磁路，因此这种系统成本很高。此外，这样的系统可能消耗大量空间或者可能制造起来很复杂(例如，因为可能需要在相对较小的空间内组装多个磁路)。
本文中描述的一些实施例提供了一种包括提供扭转角检测和倾斜角检测的单个磁传感器的控制杆。在一些实施例中，本文中描述的实施例可以降低控制杆的成本、区域消耗和/或复杂度，对于该控制杆，将与由控制杆提供的控制功能相关联地确定扭转角和一个或多个倾斜角(例如，与包括至少两个磁路的常规控制杆相比)。
在一些实施例中，控制杆可以包括磁体(例如，安装或容纳在控制杆的手柄中)和磁传感器(例如，三维(3D)磁传感器)，以基于磁场的强度来确定控制杆的手柄的扭转角，并且可以基于磁场的一对分量的强度之比来确定控制杆的手柄的一个或多个倾斜角，如下面进一步详细描述的。在一些实施例中，控制杆可以被组装为使得手柄的扭转修改了磁传感器之间的气隙，从而改变了磁传感器处的磁场的强度。
图1是如本文中描述的包括用于扭转角和倾斜角检测的单个磁传感器的示例控制杆100的示意图。如图1所示，控制杆100可以包括手柄105、磁体110和磁传感器115。如图所示，磁体110可以通过气隙120与磁传感器115分开。
手柄105包括控制杆100的可以与由控制杆100提供的控制功能相关联地被扭转(例如，围绕从手柄105的尖端到手柄105的基部的轴线，在本文中被称为手柄105的长轴)和在一个或多个方向(例如，与由磁体110生成的磁场的x分量对应的方向和/或与由磁体110生成的磁场的y分量对应的方向)上被倾斜的元件。在一些实施例中，手柄105可以包括可以例如与对设备(例如，无人机、车辆、工业设备和/或其他)的控制相关联地使用的元件，诸如操纵杆、旋钮、刻度盘、滚轮或其任何组合。在一些实施例中，如图1所示，磁体110可以安装或容纳在手柄105中。在一些实施例中，磁体110可以附着(例如，附接、耦接、附着、嵌入等)到手柄105(例如，在手柄105内部)。
磁体110包括可以安装或容纳在手柄105中的磁体。在一些实施例中，磁体110可以附着(例如，附接、耦接、嵌入等)到手柄105(例如，在手柄105的内部腔体内)。在一些实施例中，磁体110可以安装或容纳在手柄105中，使得磁体110的中心大约位于手柄105的长轴上。
在一些实施例中，磁体110包括形成北磁极(N)的第一半部和形成南磁极(S)的第二半部，使得磁体110包括一个磁极对。例如，如图1所示，磁体110可以包括沿径向磁化磁体，该沿径向磁化磁体的北磁极在磁体110的第一半部上并且南磁极在磁体110的第二半部上。作为另一示例，磁体110可以包括轴向磁化磁体，该轴向磁化磁体的北磁极在磁体110的第一半部分上并且南磁极在磁体110的第二半部分上并且北磁极堆叠(例如，沿z方向)在南磁极上(未示出)。附加地或替代地，磁体110可以包括偶极磁体(例如，偶极棒磁体、圆形偶极磁体、椭圆形偶极磁体等)、永磁体、电磁体、磁带和/或其他。在一些实施例中，磁体110可以包括但不限于一个以上的磁极对。
在一些实施例中，磁体110可以由铁磁材料(例如，硬铁氧体)组成，并且可以产生磁场。在一些实施例中，磁体110还可以包括稀土磁体，由于稀土磁体固有的高磁场强度这可能是有利的。值得注意的是，虽然磁体110在图1中示出为具有矩形形状，但是磁体110可以具有诸如正方形、圆形、椭圆形、三角形、环形等其他形状。
磁传感器115包括用于感测磁场分量以用于确定手柄105的扭转角和手柄105的一个或多个倾斜角的一个或多个元件。例如，磁传感器115可以包括操作以感测由磁体110产生的磁场的x分量、由磁体110产生的磁场的y分量和由磁体110产生的磁场的z分量(即，磁传感器115可以是3D磁传感器，诸如3D霍尔传感器)的一个或多个电路(例如，一个或多个集成电路)。在一些实施例中，磁传感器115可以包括集成电路，该集成电路包括集成控制器(例如，使得磁传感器115的输出可以包括描述手柄105的扭转角和/或一个或多个倾斜角的信息)。在一些实施例中，磁传感器115可以包括被配置为感测由磁体110产生的磁场的分量的感测元件。关于磁传感器115的元件的其他细节在下面关于图2进行描述。
在一些实施例中，磁传感器115可以布置在相对于磁体110的位置，使得磁传感器115可以测量由磁体110产生的磁场的分量。例如，磁传感器115可以被布置成使得磁传感器115基本上在手柄105的长轴上居中，其中在磁传感器115与磁体110之间具有气隙120。在此，磁传感器115可以感测由磁体110产生的磁场的x分量、y分量和z分量。在操作期间，磁传感器115可以测量由磁体110产生的磁场的x分量、由磁体110产生的磁场的y分量和由磁体110产生的磁场的z分量。磁传感器115然后可以基于由磁体110产生的磁场的x、y和z分量的强度，来确定手柄105的扭转角和/或手柄105的一个或多个倾斜角。
在一些实施例中，如附图标记150所示，控制杆100可以被组装为使得手柄105可以绕手柄105的长轴扭转。在实施例中，控制杆100可以被组装为使得手柄105围绕手柄105的长轴的扭转引起磁体110沿着与磁场的第三分量(即，沿着手柄105的长轴)对应的方向的运动(例如，线性运动)。在一些实施例中，磁体110的扭转和运动经由被包括在所述控制杆100中的允许磁体110的扭转和运动的元件(诸如螺纹元件)来提供。下面结合图3A-3D描述包括螺纹元件的控制杆100的示例实施例。
如所指出的，手柄105的扭转可以改变(例如，减小或增加)气隙120，这又修改了磁传感器115处的磁场强度(|B|)(例如，通过取决于扭转的方向而使磁体110靠近或远离磁传感器115)。例如，在一些实施例中，手柄105在第一方向(例如，顺时针方向)上的扭转可以减小气隙120，从而增加磁传感器115处的磁场的强度。相反，手柄105在第二方向(例如，逆时针方向)上的扭转可以增加气隙120，从而减小磁传感器115处的磁场的强度。在一些实施例中，磁传感器115可以至少部分基于磁传感器115处的磁场的强度来确定控制杆100的手柄105的扭转角。例如，如附图标记155所示，磁传感器115可以测量第一磁场分量(例如，由磁体110生成的磁场的x分量(Bx))的强度、第二磁场分量(例如，由磁体110生成的磁场的y分量(By))的强度和第三磁场分量(例如，由磁体110生成的磁场的z分量(Bz))的强度。在此，磁传感器115可以使用例如以下公式基于第一磁场分量、第二磁场分量和第三磁场分量来计算磁场强度(|B|)：
Figure BDA0002844232530000061
然后，磁传感器115可以基于磁场的强度确定手柄105的扭转角(例如，使用将磁场强度与扭转角相关联的查找表，使用配置在磁传感器115上的算法和/或其他)。
在一些实施例中，如附图标记160所示，控制杆100可以被组装为使得手柄105可以沿第一方向(例如，与磁场的x分量对应的方向)倾斜。如上所述，手柄105沿第一方向的倾斜可以修改第一磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比(例如，Bx/Bz之比)。在一些实施例中，磁传感器115可以至少部分基于第一磁场分量的强度和第三磁场分量的强度来确定第一倾斜角(例如，沿第一方向的倾斜角)。例如，如附图标记165所示，磁传感器115可以测量第一磁场分量的强度和第三磁场分量的强度。在此，磁传感器115可以计算第一磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比，并且可以基于该比率来确定手柄105的第一倾斜角(例如，使用将Bx/Bz之比与第一倾斜角相关联的查找表，使用配置在磁传感器115上的算法和/或其他)。
在一些实施例中，如附图标记170所示，控制杆100可以被组装为使得手柄105可以沿第二方向(例如，与磁场的y分量对应的方向)倾斜。如上所述，手柄105沿第二方向的倾斜可以修改第二磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比(例如，By/Bz之比)。在一些实施例中，磁传感器115可以至少部分基于第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度来确定第二倾斜角(例如，沿第二方向的倾斜角)。例如，如附图标记175所示，磁传感器115可以测量第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度。在此，磁传感器115可以计算第二磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比，并且可以基于该比率来确定手柄105的第二倾斜角(例如，使用将By/Bz之比与第二倾斜角相关联的查找表，使用配置在磁传感器115上的算法和/或其他)。在一些实施例中，控制杆100可以被组装为使得手柄105可以同时沿第一方向和第二方向倾斜。
在一些实施例中，磁传感器115可以提供(例如，向由控制杆100控制的设备，向控制器，等等)指示由磁传感器115确定的手柄105的扭转角和/或手柄105的一个或多个倾斜角的一个或多个信号。在一些实施例中，一个或多个信号中的给定信号可以仅指示手柄105的扭转角，可以仅指示手柄105的一个或多个倾斜角(例如，单个倾斜角、两个倾斜角)，或者可以同时指示手柄105的扭转角和手柄105的一个或多个倾斜角。
如上所述，图1仅作为示例提供。其他示例可以与关于图1所描述的不同。
图2是图1中的磁传感器115的示例部件的图。如图2所示，磁传感器115可以包括一组感测元件210、模数转换器(ADC)220、数字信号处理器(DSP)230、存储器元件240和数字接口250。
感测元件210包括用于感测存在于磁传感器115处的磁场(例如，由磁体110生成的磁场)的分量的元件。例如，感测元件210可以包括基于霍尔效应操作的基于霍尔的感测元件。作为另一示例，感测元件210可以包括基于MR的感测元件，其元件由磁阻材料(例如，镍铁(NiFe))构成，其中磁阻材料的电阻取决于存在于磁阻材料处的磁场的强度和/或方向。在此，感测元件210可以基于各向异性磁阻(AMR)效应、巨磁阻(GMR)效应、隧道磁阻(TMR)效应等操作。作为另外的示例，感测元件210可以包括基于感应进行操作的基于可变磁阻(VR)的感测元件。
在一些实施例中，磁传感器115可以包括多个感测元件210。例如，磁传感器115可以包括操作以感测磁场的x分量的第一感测元件210(例如，包括第一组垂直霍尔板)、操作以感测磁场的y分量的第二感测元件210(例如，包括第二组垂直霍尔板)、操作以感测磁场的z分量的第三感测元件210(例如，包括一组横向霍尔板)。
ADC 220可以包括模数转换器，其将来自该组感测元件210的模拟信号转换为数字信号。例如，ADC 220可以将从该组感测元件210接收的模拟信号转换为要由DSP 230处理的数字信号。ADC 220可以将数字信号提供给DSP 230。在一些实施例中，磁传感器115可以包括一个或多个ADC 220。
DSP 230可以包括数字信号处理设备或数字信号处理设备的集合。在一些实施例中，DSP 230可以从ADC 220接收数字信号，并且可以处理这些数字信号以形成输出信号(例如，目的地为与磁传感器系统(未示出)相关联的控制器)，诸如与手柄105的一个或多个倾斜角、手柄105的扭转角和/或其他相关联的输出信号，如本文中其他地方所述(例如，输出信号可以指示手柄105的扭转角，指示手柄105的一个或多个倾斜角，或者同时指示手柄105的扭转角和手柄105的一个或多个倾斜角)。
存储器元件240可以包括存储用于由磁传感器115使用的信息和/或指令的只读存储器(ROM)(例如，EEPROM)、随机存取存储器(RAM)和/或另一类型的动态或静态存储设备(例如，闪存、磁存储器、光存储器等)。在一些实施例中，存储器元件240可以存储与由DSP230执行的处理相关联的信息。另外地或替代地，存储器元件240存储该组感测元件210的配置值或参数和/或磁传感器115的一个或多个其他元件(诸如ADC 220或数字接口250)的信息。
数字接口250可以包括接口，磁传感器115可以经由该接口从另一设备(诸如与磁传感器系统相关联的控制器)接收信息和/或向另一设备提供信息。例如，数字接口250可以将由DSP 455 230确定的输出信号提供给控制器，并且可以进一步从控制器接收信息。
图2所示的部件的数目和布置作为一个或多个示例提供。实际上，与图2所示的部件相比，可以存在额外的部件、更少的部件、不同的部件、或不同地布置的部件。此外，图2所示的两个或更多个部件可以在单个部件内实现，或者图2所示的单个部件可以被实现为多个分布式部件。另外地或替代地，磁传感器115的一组部件(例如，一个或多个部件)可以执行被描述为由磁传感器115的另一组部件执行的一个或多个功能。
图3A-3D是与包括用于扭转角检测和倾斜角检测的单个磁传感器115的控制杆100的示例实施例300相关的图。
如图3所示，手柄105的扭转引起磁体110在沿着手柄105的长度的方向上的运动(在图3中被示出为在垂直方向上的线性运动)。在示例实施例300中，扭转和运动经由被包括在所述控制杆100中的螺纹元件来提供，螺纹元件允许磁体110相对于磁传感器115的扭转和运动。
在一些实施例中，如示例实施例300所示，控制杆100可以包括引起手柄105的扭转以使磁体110相对于磁传感器115运动的元件。替代地，在一些实施例中，控制杆100可以包括引起手柄105的扭转以使磁传感器115相对于磁体110运动的元件。值得注意的是，虽然在示例实施例300中示出了螺纹元件，但是可以使用任何其他类型的引起手柄105的扭转以修改气隙120(例如，磁体110与磁传感器115之间的距离)的机构(不是螺纹元件)。
在一些实施例中，控制杆100可以被组装为使得手柄105的扭转引起磁体110围绕手柄105的长轴扭转并且沿着手柄105的长轴运动，如示例实施例300所示。替代地，控制杆100可以被组装为使得手柄105的扭转引起磁体110以另一(任意)方式扭转。
在一些实施例中，控制杆100可以被组装为使得三个运动轴线(例如，向左/向右、向前/向后、和左扭转/右扭转)在磁传感器115的敏感区域的中央交叉。图3B是示出控制杆100的构造的图，其中三个运动轴线在磁传感器115的敏感区域的中央交叉。
图3C和3D提供了与控制杆100的示例实施例300相关联的示例仿真结果。图3C示出了示例仿真结果，该示例仿真结果示出了磁传感器115处的磁场强度(|B|)对磁体110与磁传感器115之间的气隙(例如，气隙120)的依赖性。如上所述，手柄105的扭转引起气隙120被修改。在此，磁传感器115处的磁场的强度取决于气隙120。无论手柄105在任何方向上的倾斜角如何，都存在类似的结果，这表示手柄105的扭转角可以基于磁传感器115处的磁场的强度来确定，而不管手柄105的任何倾斜。因此，如上所述，磁传感器115可以基于磁场的强度得出手柄105的扭转角(例如，使用将磁场强度与扭转角相关联的查找表，使用在磁传感器115上配置的算法，等等)。
图3D示出了示例性仿真结果，该示例性仿真结果示出了磁场的Bx分量的强度与磁场的Bz分量的强度之比对手柄105的向前/向后倾斜的依赖性。图3D示出，手柄105在x方向上的倾斜生成几乎线性的函数(即使没有反正切计算)。无论手柄105的扭转角如何，都存在相似的结果，这表示可以基于Bx/Bz之比来确定手柄105的向前/向后倾斜角，而与手柄105的扭转角无关。
在手柄105的向左/向右倾斜的情况下也存在类似的结果，这表示磁场的By分量的强度与磁场分量的Bz分量的强度之比取决于手柄105向左/向右倾斜。因此，手柄105在y方向上的倾斜生成几乎线性的函数(即使没有反正切计算)。无论手柄105的扭转角如何，都存在这些结果，这表示可以基于By/Bz的比值来确定手柄105的向前/向后倾斜角，而与手柄105的扭转角无关。
在一些实施例中，不使用反正切函数的倾斜角(例如，向左/向右、向前/向后)的计算降低了确定手柄105的倾斜角的复杂度，这意味着控制杆100的示例实施例300可以进一步降低传感器系统的复杂性、尺寸和成本。
如上所述，图3A-3D仅作为示例提供。其他示例可以与关于图3A-3D描述的示例不同。
图4是如本文中描述的用于确定手柄105的扭转角和倾斜角的示例过程的流程图。在一些实施例中，图4的一个或多个过程框可以由磁传感器(例如，磁传感器115)执行。
如图4所示，过程400可以包括基于磁场的强度确定控制杆的手柄的扭转角(框410)。例如，磁传感器115(例如，使用感测元件210、ADC 220、DSP 230、存储器240和/或其他)可以基于由磁体110产生的磁场的强度来确定控制杆100的手柄105的扭转角，如上所述。在一些实施例中，手柄105的扭转可以修改磁传感器115与产生磁场的磁体110之间的气隙120。在一些实施例中，其中磁场的强度基于第一磁场分量(例如，x分量)的强度、第二磁场分量(例如，y分量)的强度和第三磁场分量(例如，z分量)的强度。在一些实施例中，第一磁场分量、第二磁场分量和第三磁场分量是磁场的正交分量。
如图4进一步所示，过程400可以包括基于第一磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比确定控制杆的手柄的倾斜角(框420)。例如，磁传感器115(例如，使用感测元件210、ADC 220、DSP 230、存储器240等)可以基于第一磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比来确定控制杆100的手柄105的倾斜角，如上所述。在一些实施例中，手柄105在与第一磁场分量对应的方向上的倾斜可以修改第一磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比。
过程400可以包括其他实施例，诸如以下描述的和/或与本文中其他地方描述的一个或多个其他过程相结合描述的任何单个实施例或任何实施例的组合。
在一些实施例中，倾斜角是第一倾斜角，并且磁传感器115可以基于第二磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比，来确定控制杆100的手柄105的第二倾斜角。在此，手柄105在与第二磁场分量对应的方向上的倾斜可以修改第二磁场分量的强度与第三磁场分量的强度之比。
在一些实施例中，磁传感器115可以基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度来确定磁场的强度。
在一些实施例中，手柄1015的扭转可以引起磁体110沿与磁场的第三分量对应的方向的运动。
在一些实施例中，扭转和运动经由被包括在所述控制杆100中的允许磁体的扭转和运动的元件(例如，螺纹元件)来提供。
在一些实施例中，磁传感器可以是3D霍尔传感器。
在一些实施例中，磁传感器115可以提供指示扭转角或倾斜角中的至少一项的信号。
尽管图4示出了过程400的示例框，但是在一些实施例中，过程400可以包括比图4所示的框额外的框、更少的框、不同的框或不同地布置的框。另外地或替代地，过程400的两个或更多个框可以并行执行。
本文中描述的一些实施例提供了控制杆100，包括提供扭转角检测和倾斜角检测的单个磁传感器115。在一些实施例中，本文中描述的实施例可以降低控制杆100的成本、区域消耗和/或复杂度，对于控制杆100，将与由控制杆100提供的控制功能相关联地确定扭转角和一个或多个倾斜角(例如，与包括至少两个磁路的常规控制杆相比)。
前述公开内容提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施例限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开内容进行修改和变化，或者可以从实施例的实践中获取修改和变化。
如本文中使用的，术语“部件”旨在被广义地解释为硬件、固件和/或硬件和软件的组合。
本文中结合阈值描述了一些实施例。如本文中使用的，取决于上下文，满足阈值可以指的是大于阈值的值、多于阈值的值、高于阈值的值、大于或等于阈值的值、小于阈值的值、少于阈值的值、低于阈值的值、小于或等于阈值的值、等于阈值的值等。
显然，本文中描述的系统和/或方法可以以硬件、固件或硬件和软件的组合的不同形式来实现。用于实现这些系统和/或方法的实际的专用控制硬件或软件代码并不限制实施例。因此，本文中在不参考特定软件代码的情况下描述系统和/或方法的操作和行为，应当理解，可以基于本文中的描述将软件和硬件设计为实施例的系统和/或方法。
即使特征的特定组合在权利要求中叙述和/或在说明书中公开，这些组合也不意图限制各种实施例的公开。实际上，很多这些特征可以以权利要求书中未具体叙述和/或说明书中未公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个权利要求，但是各种实施例的公开包括与权利要求集中的每个其他权利要求相结合的每个从属权利要求。
除非明确地描述，否则本文中使用的元件、动作或指令均不应当被解释为关键或必要的。另外，如本文中使用的，冠词“一个(a)”和“一个(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个(one or more)”互换使用。此外，如本文中使用的，冠词“该(the)”旨在包括结合冠词“该(the)”引用的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个(one ormore)”互换使用。此外，如本文中使用的，术语“集合(set)”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个(one ormore)”互换使用。在仅意图一项的情况下，使用短语“仅一项(only one)”或类似语言。而且，如本文中使用的，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在是开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于(based on)”旨在表示“至少部分基于(based,at least in part,on)”。另外，如本文中使用的，术语“或(or)”在以串联方式使用时意图是包括性的，并且可以与“和/或(and/or)”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“或者(either)”或“仅其中之一(only one of)”相结合使用)。

Claims (17)

1.一种控制杆，包括：
磁体；以及
三维3D磁传感器，用于：
基于所述三维磁传感器处的磁场的强度，确定所述控制杆的手柄的扭转角，
其中所述手柄的扭转用于修改所述3D磁传感器与所述磁体之间的气隙，以及
其中所述磁场的强度基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度，
其中所述第一磁场分量、所述第二磁场分量和所述第三磁场分量是所述磁场的正交分量；以及
基于所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比，确定所述控制杆的所述手柄的倾斜角，
其中所述手柄在与所述第一磁场分量对应的方向上的倾斜用于修改所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比，
其中所述手柄的所述扭转用于引起所述磁体沿与所述第三磁场分量对应的方向的运动。
2.根据权利要求1所述的控制杆，其中所述倾斜角是第一倾斜角，并且其中所述3D磁传感器还用于：
基于所述第二磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比，确定所述控制杆的所述手柄的第二倾斜角，
其中所述手柄在与所述第二磁场分量对应的方向上的倾斜用于修改所述第二磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比。
3.根据权利要求1所述的控制杆，其中所述3D磁传感器还用于：
基于所述第一磁场分量的强度、所述第二磁场分量的强度和所述第三磁场分量的强度，确定所述磁场的强度。
4.根据权利要求1所述的控制杆，其中所述扭转和所述运动是经由被包括在所述控制杆中的允许所述磁体的扭转和运动的元件提供的。
5.根据权利要求1所述的控制杆，其中所述3D磁传感器是3D霍尔传感器。
6.根据权利要求1所述的控制杆，其中所述3D磁传感器还用于：
提供指示所述扭转角或所述倾斜角中的至少一项的信号。
7.一种传感器系统，包括：
磁体；以及
磁传感器，用于：
基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度，确定控制杆的手柄的扭转角，
其中所述手柄的扭转用于修改所述磁传感器与所述磁体之间的气隙，以及
其中所述第一磁场分量、所述第二磁场分量和所述第三磁场分量是磁场的正交分量；以及
基于所述第一磁场分量的强度、所述第二磁场分量的强度或所述第三磁场分量的强度中的至少两项，确定所述控制杆的所述手柄的一组倾斜角，
其中所述手柄的所述扭转用于引起所述磁体在沿所述手柄的长度的方向上的运动。
8.根据权利要求7所述的传感器系统，其中所述磁传感器是三维磁传感器。
9.根据权利要求7所述的传感器系统，其中所述磁传感器还用于：
基于所述第一磁场分量、所述第二磁场分量和所述第三磁场分量，确定所述磁场的强度，以及
其中所述磁传感器在确定所述扭转角时还用于：
基于所述磁场的强度确定所述扭转角。
10.根据权利要求7所述的传感器系统，其中所述扭转和所述运动是经由被包括在所述控制杆中的允许所述磁体的扭转和运动的元件提供的。
11.根据权利要求7所述的传感器系统，其中所述磁传感器包括一组基于霍尔的感测元件。
12.根据权利要求7所述的传感器系统，其中所述磁传感器还用于：
提供指示所述扭转角或所述一组倾斜角中的倾斜角中的至少一项的信号。
13.一种方法，包括：
基于磁场的强度确定控制杆的手柄的扭转角，
其中所述手柄的扭转修改磁传感器与产生所述磁场的磁体之间的气隙，以及
其中所述磁场的强度基于第一磁场分量的强度、第二磁场分量的强度和第三磁场分量的强度，
其中所述第一磁场分量、所述第二磁场分量和所述第三磁场分量是所述磁场的正交分量；以及
基于所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比，确定所述控制杆的所述手柄的倾斜角，
其中所述手柄在与所述第一磁场分量对应的方向上的倾斜修改所述第一磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比，其中所述手柄的所述扭转引起所述磁体沿与所述第三磁场分量对应的方向的运动。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述倾斜角是第一倾斜角，并且其中所述方法还包括：
基于所述第二磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比，确定所述控制杆的所述手柄的第二倾斜角，
其中所述手柄在与所述第二磁场分量对应的方向上的倾斜用于修改所述第二磁场分量的强度与所述第三磁场分量的强度之比。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：
基于所述第一磁场分量的强度、所述第二磁场分量的强度和所述第三磁场分量的强度，确定所述磁场的强度。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述扭转和所述运动是经由被包括在所述控制杆中的允许所述磁体的扭转和运动的元件提供的。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述磁传感器是三维霍尔传感器。
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