CN1866168A - 测量参考倾斜的便携式终端及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量参考倾斜的便携式终端和使用其测量参考倾斜的方法。便携式终端包括：运动传感器，利用重力加速度值测量便携式终端的倾斜；和控制器，将预设时间分成单独的时间段并通过使用运动传感器测量每个时间段中的加速度值，计算每个单独时间段中的加速度的标准偏差，确定运动最小的一个时间段，从确定的一个时间段中的加速度平均值或其中权值和的平均值来计算便携式终端的倾斜，并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

Description

测量参考倾斜的便携式终端及其测量方法

本申请标题为“测量参考倾斜的便携式终端及其测量方法(PortableTerminal For Measuring Reference Tilt And Method Of Measuring ReferenceTilt Using The Same”于2005年5月20日在韩国知识产权局提交的2005-42308号韩国专利申请的优先权，该申请的内容公开于此以资参考。

                        技术领域

本发明涉及一种用于测量参考倾斜的便携式终端和测量该参考倾斜的方法。更具体地说，本发明涉及一种包含利用重力加速度值测量参考倾斜的运动传感器的便携式终端，和一种测量参考倾斜的方法。

                        背景技术

近年来，便携式终端，例如移动通信终端或个人数字助理(PDA)的使用大大增加。这些便携式终端在很多应用，例如，打电话，管理时间表，使用嵌入式数字相机拍照，观看卫星广播或者玩游戏都广泛使用。特别地，随着便携式终端的游戏数量显著地增长，这些终端具有适合适用于玩游戏的各种形状和功能。一般地，便携式终端使用键盘或者触摸屏来操纵。也可以通过运动检测传感器的运动和倾斜来操纵。因此，当阅读一本显示在便携式终端上面的书时，滚动功能可以通过使用便携式终端倾斜来操纵，而不用操纵滚动条。另外，正在开发运用这项技术的新游戏。

通过利用其检测的倾斜以及键盘的按钮来玩游戏的便携式终端需要运动传感器来检测该倾斜和该运动信息。有很多类型的运动传感器，具有代表性的类型是使用加速计的传感器。

图1示出了通过运动传感器测量加速度值。在图1中，通过运动传感器测量的加速度是重力加速度。运动传感器计算对于时间(t)的x轴110的加速度A_x(t)、y轴110的加速度A_y(t)和z轴120的加速度A_z(t)，并且根据时间测量加速度的偏差。以这种方式，运动传感器测量便携式终端的倾斜和位置变化。

运动传感器可以用于如飞机、船或者导弹的交通工具中作为惯性导航系统(INS)的一部分。在惯性导航系统中，x轴的滚动角Roll(Φ)和y轴的俯仰角Pitch(θ)由下面的等式(1)计算。

        φ＝atan2(-A_y，-A_z)

$\mathrm{\θ}=a\tan 2(A_x,\sqrt{A_y^2+A_z^2})---\left(1\right)$

其中，atan2(a，b)是arg(b+ia)，i是虚数单位，arg是复数的幅角。这里，上面的等式(1)可被修正。

当使用具有运动传感器的便携式终端玩游戏时，需要关于某一状态的相对倾斜值。即，需要便于用户操纵和倾斜便携式终端来方便玩游戏的开始状态。这个倾斜被称为参考倾斜。

每次当按下一个按钮，例如便携式终端的游戏开始按钮，便携式终端的倾斜信息被测量来作为参考倾斜。

但是，当按下按钮测量参考倾斜时，由于按下按钮时发生振动，导致很难准确测出参考倾斜。因为在小型终端中误差的增加，所以这种问题变得更加严重。另外，如果当按下按钮时用户正在移动，则由于移动引起的加速度成分被反映在上述的等式(1)中，从而参考倾斜也不能被准确地测量。

                        发明内容

本发明提供了一种提高测量参考倾斜精确度的便携式终端。

另外，本发明提供了一种提高精确度地测量参考倾斜的方法。

根据本发明，提供了一种测量参考倾斜的便携式终端，该便携式终端包括：运动传感器，利用重力加速度测量便携式终端的倾斜；控制器，将预定时间分成单独的时间段并通过使用运动传感器测量每个时间段中的加速度值，计算单独时间段中的加速度的标准偏差，确定运动最小的一个时间段，根据确定的一个时间段中的加速度平均值或其中的权值和的平均值来计算倾斜并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

根据本发明，提供了一种测量便携式终端的参考倾斜的方法，包括：将时间分成单独的时间段并测量时间段中的加速度，通过使用测量的加速度计算单独的时间段中的标准偏差；确定一个时间段，在这个时间段中，计算的标准偏差连续地降到预定临界值以下，超过重复的预设数量；根据确定的一个时间段中的加速度平均值或其中的权值和的平均值来计算倾斜并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

                          附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出传统的运动传感器测量的加速度值；

图2是根据本发明测量参考倾斜的便携式终端的方框图；

图3是示出根据本发明的在时间段测量参考倾斜的方法的流程图；和

图4是示出根据本发明的在时间延迟后测量参考倾斜的方法的流程图。

                        具体实施方式

现在将详细参照本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。为了清楚简明，省略了对于众所周知的特性的详细描述。

本发明提供了一种具有运动传感器的便携式终端。特别地，本发明提供了一种测量参考倾斜的便携式终端和一种测量参考倾斜的方法。

图2是根据本发明测量参考倾斜的便携式终端的方框图。

参照图2，便携式终端包括：控制器200、显示单元202、键区204、存储器206、运动传感器208、通信单元210、天线212、编解码器214、麦克风216和扬声器218。

控制器200控制用于视频通信的便携式终端的所有操作。例如，控制器200处理并控制语音通信和数据通信。同样，控制器200使用运动传感器测量参考倾斜。这里省略了控制器200的一般处理和控制操作的详细描述。

显示单元202显示操作期间生成的状态信息(或指示器)，例如数字和字母、运动画面和静止画面。显示单元202可以使用彩色液晶显示器(LCD)。

键区204包括数字键0-9和多个功能键，例如，菜单键、取消(删除)键、构造键、对话键、结束键、网路连接键和导航键。除一般的功能之外，键区204还包含倾斜测量按钮，从而与用户按键相应的键输入数据被传送到控制器200。

存储器206存储控制便携式终端所有操作的程序。同样，存储器206临时存储操作中生成的数据和补充数据(例如，电话号码，SMS消息和图片数据)。

运动传感器208测量便携式终端的状态信息。运动传感器208是一种加速度测量装置，用于测量作用于便携式终端的加速度值。

在接收操作中，通信单元210通过下行转换从天线210接收到的RF信号的频率来对接收信号进行解扩和信道解码。在发送操作中，通信单元210执行对数据进行信道编码和扩频，上转换经过信道编码和扩频后的数据的频率，并通过天线212发送该频率。另外，通信单元210通过导频信道接收基站的标识号。

连接到控制器200的编解码器214，以及连接到编解码器214的麦克风216和扬声器218用作语音通信的音频输入/输出块。控制器200产生脉冲编码调制(PCM)数据，编解码器214将PCM数据转换为模拟音频信号。模拟音频信号通过扬声器218输出。另外，编解码器214将通过麦克风216接收到的音频信号转换为PCM数据，并将PCM数据提供给控制器200。

图3是示出根据本发明的在时间段测量参考倾斜的方法的流程图。

在操作300中，将时间分成时间段，并在每个时间段测量加速度值。

在操作302中，指示用户保持便携式终端处于不动位置的消息在测量加速度的时间段显示。

在操作304中，通过使用操作300中在每个时间段测量的加速度值来计算每个时间段中的加速度的标准偏差。然后，确定运动最小的时间段。在这个时间段中，加速度的偏差连续地降到阈值以下，超过重复的预设数量。

在操作306中，以下在等式(2)中计算在确定的时间段(B)中的x轴加速度A_x(t)的均值，y轴加速度A_y(t)的均值和z轴加速度A_z(t)的均值，或者以下在等式(3)计算权值和的平均值。

$A_{\mathrm{xm}}=\frac{\underset{t\∈B}{\mathrm{\Σ}}{A}_x\left(t\right)}{N}$

$A_{\mathrm{ym}}=\frac{\underset{t\∈B}{\mathrm{\Σ}}{A}_y\left(t\right)}{N}---\left(2\right)$

$A_{\mathrm{zm}}=\frac{\underset{t\∈B}{\mathrm{\Σ}}{A}_z\left(t\right)}{N}$

(N：在B段加速度测量的频率)

$A_{\mathrm{xw}}=\underset{t\∈B}{\mathrm{\Σ}}w\left(t\right)A_x\left(t\right)$

$A_{\mathrm{yw}}=\underset{t\∈B}{\mathrm{\Σ}}w\left(t\right)A_y\left(t\right)---\left(3\right)$

$A_{\mathrm{zw}}=\underset{t\∈B}{\mathrm{\Σ}}w\left(t\right)A_z\left(t\right)$

在等式(3)中，关于时间(t)的所有权值(w(t))的和等于1。当游戏开始时，希望便携式终端的用户保持不动。因此，游戏开始时，可赋给较大的权值。

在操作308中，使用在操作306中计算的权值的和的平均值，根据等式(1)计算便携式终端的参考位置(即，参考倾斜)。

图4是示出根据本发明的在时间延迟后测量参考倾斜的方法的流程图。

参照图4，在操作400和402中，当按下加速度测量按钮时，显示指示用户保持便携式终端处于不动位置的消息。

在操作404和406中，时间延迟发生并且每个轴的加速度被测量。

在操作408中，使用每个轴的测量的加速度值，根据等式(1)计算便携式终端的参考倾斜。

根据本发明，测量参考倾斜的便携式终端包括：运动传感器，利用重力加速度值测量便携式终端的倾斜；控制器，将预定时间分成时间段并通过使用运动传感器测量每个时间段中的加速度值，计算每个时间段中的加速度的标准偏差，并确定运动最小的时间段，根据确定的时间段中的加速度平均值或其中的权值和的平均值计算倾斜并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜，从而，测量参考倾斜中出现的误差可以减小。

尽管是参照其特定的优选实施例来描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (13)

1、一种便携式终端，包括：

运动传感器，利用重力加速度值测量便携式终端的倾斜；和

控制器，将预定时间分成单独的时间段并通过使用运动传感器测量每个时间段中的加速度值，计算每个单独时间段中的加速度标准偏差，确定运动最小的一个时间段，根据所述确定的一个时间段的加速度平均值来计算便携式终端的倾斜，并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

2、如权利要求1所述的便携式终端，其中，便携式终端是移动电话终端。

3、一种便携式终端，包括：

运动传感器，利用重力加速度值测量便携式终端的倾斜；和

控制器，将预定的时间分成单独的时间段并通过使用运动传感器测量每个时间段中的加速度值，计算每个单独时间段中的加速度的标准偏差，确定运动最小的一个时间段，根据确定的一个时间段中的加速度权值和的平均值来计算便携式终端的倾斜，并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

4、一种测量参考倾斜的便携式终端，包括：

运动传感器，利用重力加速度值测量便携式终端的倾斜；和

控制器，在开始测量便携式终端的倾斜后延迟一段时间，使用运动传感器测量便携式终端的倾斜，并将测量的倾斜设置为参考倾斜。

5、如权利要求4所述的便携式终端，还包括测量倾斜按钮，当其被按下时开始测量参考倾斜。

6、如权利要求4所述的便携式终端，其中，控制器通过进行以下操作来测量便携式终端的倾斜，所述操作为：将预设时间分成单独的时间段并通过使用运动传感器测量每个时间段中的加速度值，计算每个单独时间段中的加速度的标准偏差，确定运动最小的一个时间段，并根据确定的一个时间段中的加速度平均值来计算便携式终端的倾斜。

7、如权利要求4所述的便携式终端，其中，控制器通过进行以下操作来测量便携式终端的倾斜，所述操作为：将预设时间分成单独的时间段并通过使用运动传感器测量每个时间段中的加速度值，计算每个单独时间段中的加速度标准偏差，确定运动最小的一个时间段，根据确定的一个时间段中的加速度权值和的平均值来计算便携式终端的倾斜。

8、一种测量便携式终端的参考倾斜的方法，包括：

将时间周期分成单独的时间段并测量每个时间段中的加速度；

通过使用测量的加速度计算每个单独时间段中的标准偏差；

确定一个时间段，在这个时间段中，计算的标准偏差连续地降到阈值以下，超过重复的预设数量；和

根据确定的一个时间段中的加速度平均值来计算倾斜，并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

9、一种测量便携式终端的参考倾斜的方法，包括：

将时间周期分成单独的时间段，并测量每个时间段中的加速度值；

通过使用测量的加速度计算每个单独时间段中的标准偏差；

确定一个时间段，在这个时间段中，计算的标准偏差连续地降到阈值以下，超过重复的预设数量；和

根据确定的一个时间段中的加速度权值和的平均值来计算便携式终端的倾斜并将计算的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

10、一种测量便携式终端的参考倾斜的方法，包括：

在开始测量参考倾斜后延迟一段时间；

在延迟时间之后测量倾斜，并将测量的倾斜设置为便携式终端的参考倾斜。

11、如权利要求10所述的方法，还包括在执行延迟步骤之前按下用于测量参考倾斜的测量按钮。

12、如权利要求10所述的便携式终端，其中，测量倾斜包括：

将预设时间分成单独的时间段；

通过使用运动传感器测量每个单独时间段中的加速度值；

计算每个单独的时间段中的加速度的标准偏差，并确定运动最小的一个时间段；和

根据确定的一个时间段中的加速度平均值来计算便携式终端的倾斜。

13、如权利要求10所述的便携式终端，其中，测量倾斜包括：

将预设时间分成单独的时间段；

通过使用运动传感器测量每个单独时间段中的加速度值；

计算每个单独的时间段中的加速度的标准偏差，并确定运动最小的一个时间段；

根据确定的一个时间段中的加速度权值和的平均值来计算便携式终端的倾斜。

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