JP2013510318A - 多次元センサのオフセット、感度、および非直交性の較正 - Google Patents
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Abstract
Description
Rt=EHRE 式7
にヤコビの掃き出しが行われる。固有空間トラッキング(Eigenspace tracking)については、Michalke, C、Stege, M、Schafer, F、およびFettweis, Gによる「Efficient tracking of eigenspaces and its application to eigenbeamforming」、PIMRC 2003 Vol.3 (2003)2847〜2851頁に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれている。数回の反復のうちに、Eは収束し、結果としてR'は対角化する。Rの固有構造はゆっくりと変わるので、ヤコビの掃き出しfJの頻度(frequency)は、Rの更新レート、fcよりも低いことが可能である。例として、Rの更新レート、fcは、2Hzであることが可能であり、時定数Tcは、100sであることが可能であり、巡回的ヤコビの掃き出しレート、fJは、1.0から0.1の範囲であることが可能である。
固有ベクトルe:A=e1,B=e2,…,L=e6
の成分に対応する。
off=-pinv(Amat)*a 式8
ここでoffは、オフセット較正係数であり、pinvは擬似逆行列(pseudoinverse)を示し、Amatおよびaは、次のように定義される行列である:
c_dash=1-2*off'*a-off'*Amat*off 式12
ここでoff'はoffの移項を示す。
cond(pinv(Amat/c_dash))<tcondNr 式13
が有効ではない場合、閾値を超える前の最後の有効な感度および非直交性較正係数が使用される。例として、閾値tcondNrは、1.5である場合がある。
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale) 式14
ここでscaleは長さ3のベクトルであり、diag( )はベクトルを、対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、また1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、したがって、scaleが長さ3のベクトルであるのでdiag(1./scale)は3×3の行列である。行列Qは、次のように非直交性較正係数を決定するために使用される:
ψ=Q(1,2)/2
θ=Q(1,3)/2
φ=Q(2,3)/2 式15
ここでQ(n,m)は行nおよび列mの行列Qの要素を示し、ψはx-y平面における非直交性をラジアン(radian)で示し、θはx-z平面における非直交性をラジアンで示し、φはy-z平面における非直交性をラジアンで示す。
ψ=Q(1,2)/2 式20
を使用して決定される(208)。ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示す。
102 衛星
104 携帯電話電波塔
106 無線通信アクセスポイント
110 多次元センサ
Claims (39)
- 多次元センサの複数の軸の生データを収集して、前記収集した生データをプロセッサに提供するステップと、
前記生データに基づいて前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれのオフセット較正係数を、前記プロセッサを使用して計算するステップと、
前記計算されたオフセット較正係数および前記生データに基づいて前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの感度較正係数を、前記プロセッサを使用して計算するステップと、
前記計算されたオフセット較正係数、前記計算された感度較正係数および前記生データに基づいて前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の非直交性較正係数を、前記プロセッサを使用して計算するステップと、
前記計算したオフセット較正係数、前記感度較正係数、および1つまたは複数の非直交性較正係数を前記プロセッサに結合されたメモリに格納するステップと、
前記格納された計算されたオフセット較正係数、前記感度較正係数、および1つまたは複数の非直交性較正係数を使用して、前記プロセッサを使用して前記多次元センサの前記複数の軸の生データを補正するステップと
を含む、方法。 - 前記多次元センサが磁気計であり、前記生データが、妨害近傍磁界のないところで収集される、請求項1に記載の方法。
- 前記多次元センサが加速度計であり、前記加速度計が重力を超える加速度にさらされない間に前記生データが収集される、請求項1に記載の方法。
- 前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの前記オフセット較正係数が、前記多次元センサの各軸に沿った少なくとも1つのDCオフセットを補正し、
前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの前記感度較正係数が、少なくとも前記多次元センサの各軸の異なる感度を補正し、
前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の前記非直交性較正係数が、前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸間のミスアライメント(misalignment)を補正する
請求項1に記載の方法。 - 前記生データを使用して楕円パラメータおよび楕円体パラメータのうちの少なくとも1つを決定するステップをさらに含み、前記楕円パラメータがA、B、C、D、E、およびLであって、次のように定義され:
- 前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸についての前記非直交性較正係数が、次のように計算され:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
θ=Q(1,3)/2
φ=Q(2,3)/2
ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示し、θはx-z平面における非直交性をラジアンで示し、φはy-z平面における非直交性をラジアンで示す、
請求項6に記載の方法。 - 前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸についての前記非直交性較正係数が、次のように計算され:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
ここでψは前記x-y平面における非直交性をラジアンで示す
請求項9に記載の方法。 - 複数の軸のそれぞれについての生データを提供する多次元センサと、
前記多次元センサから前記複数の軸のそれぞれについての前記生データを受信する、前記多次元センサに接続されたプロセッサと、
前記プロセッサに接続されたメモリと、
前記メモリに保持され、前記多次元センサを較正するために前記プロセッサで実行されるソフトウェアであって、前記生データに基づいて前記複数の軸のそれぞれについてのオフセット較正係数を計算してメモリに格納するための命令、前記計算されたオフセット較正係数および前記生データに基づいて前記複数の軸のそれぞれについての感度較正係数を計算してメモリに格納するための命令、前記計算されたオフセット較正係数、前記計算された感度較正係数、および前記生データに基づいて1つまたは複数の対の軸の非直交較正係数を計算してメモリに格納するための命令を含み、さらに、前記格納された計算されたオフセット較正係数、前記格納された感度較正係数、および前記格納された1つまたは複数の非直交性較正係数を使用して前記複数の軸のそれぞれについて前記生データを補正するための命令を含む、ソフトウェアと
を含む、移動局。 - 前記多次元センサが、磁気計および加速度計のうちの少なくとも1つである、請求項12に記載の移動局。
- 前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの前記オフセット較正係数が、前記多次元センサの各軸に沿った少なくとも1つのDCオフセットを補正し、
前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの前記感度較正係数が、少なくとも前記多次元センサの各軸の異なる感度を補正し、
前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の前記非直交性較正係数が、前記多次元センサの前記1つまたは複数の対の軸の間のミスアライメントを補正する、
請求項12に記載の移動局。 - 前記ソフトウェアがさらに、前記生データを使用して楕円パラメータおよび楕円体パラメータのうちの少なくとも1つを決定するための命令を含み、前記楕円パラメータがA、B、C、D、E、およびLであって、次のように定義され:
請求項12に記載の移動局。 - ソフトウェアが、次のように前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の非直交性較正係数を計算するための命令を含み:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
θ=Q(1,3)/2
φ=Q(2,3)/2
ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示し、θはx-z平面における非直交性をラジアンで示し、φはy-z平面における非直交性をラジアンで示す、
請求項16に記載の移動局。 - ソフトウェアが、次のように前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の非直交性較正計数を計算するための命令を含み:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示す、
請求項19に記載の移動局。 - 多次元センサの複数の軸の生データを収集するための手段と、
前記生データに基づいて前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれのオフセット較正係数を計算するための手段と、
前記計算されたオフセット較正係数および前記生データに基づいて前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの感度較正係数を計算するための手段と、
前記計算されたオフセット較正係数、前記計算された感度較正係数、および前記生データに基づいて前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の非直交性較正係数を計算するための手段と、
前記計算されたオフセット較正係数、前記感度較正係数、および1つまたは複数の非直交性較正係数を使用して、前記多次元センサの前記複数の軸の生データを補正するための手段と
を含む、移動局。 - 前記多次元センサが、磁気計および加速度計のうちの少なくとも1つである、請求項22に記載の移動局。
- 前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの前記オフセット較正係数が、前記多次元センサの各軸に沿った少なくとも1つのDCオフセットを補正し、
前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの前記感度較正係数が、少なくとも前記多次元センサの各軸の異なる感度を補正し、
前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の前記非直交性較正係数が、前記多次元センサの前記1つまたは複数の対の軸の間のミスアライメントを補正する、
請求項22に記載の移動局。 - 前記生データを使用して楕円パラメータおよび楕円体パラメータの少なくとも1つを決定するための手段をさらに含み、前記楕円パラメータがA、B、C、D、E、およびLであって、次のように定義され:
請求項22に記載の移動局。 - 前記非直交性較正係数を計算するための前記手段が、次のように前記非直交性係数を計算し:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
θ=Q(1,3)/2
φ=Q(2,3)/2
ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示し、θはx-z平面における非直交性をラジアンで示し、φはy-z平面における非直交性をラジアンで示す、
請求項26に記載の移動局。 - 前記非直交性較正係数を計算するための前記手段が、次のように前記非直交性係数を計算し:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示す、
請求項29に記載の移動局。 - プログラムコードを格納したコンピュータ可読媒体であって、
多次元センサの複数の軸の収集された生データに基づいて、前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれのオフセット較正係数を計算するためのプログラムコードと、
前記計算されたオフセット較正係数および前記多次元センサの前記複数の軸の前記収集された生データに基づいて、前記多次元センサの前記複数の軸のそれぞれの感度較正係数を計算するためのプログラムコードと、
前記多次元センサの前記複数の軸の前記計算されたオフセット較正係数、前記計算された感度較正係数、および前記収集された生データに基づいて、前記多次元センサの1つまたは複数の対の軸の非直交性較正係数を計算するためのプログラムコードと、
前記計算されたオフセット較正係数、前記感度較正係数、および1つまたは複数の非直交性較正係数を使用して、前記多次元センサの前記複数の軸の生データを補正するためのプログラムコードと
を含む、コンピュータ可読媒体。 - 前記プログラムコードがさらに、前記生データを使用して楕円パラメータおよび楕円体パラメータのうちの少なくとも1つを決定するためのプログラムコードを含み、前記楕円パラメータが、A、B、C、D、E、およびLであって、次のように定義され:
請求項32に記載のコンピュータ可読媒体。 - 前記非直交性較正係数を計算するための前記プログラムコードが、次のように前記非直交性係数を計算し:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
θ=Q(1,3)/2
φ=Q(2,3)/2
ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示し、θはx-z平面における非直交性をラジアンで示し、φはy-z平面における非直交性をラジアンで示す、
請求項34に記載のコンピュータ可読媒体。 - 前記非直交性較正係数を計算するための前記プログラムコードが、次のように前記非直交性係数を計算し:
Q=diag(1./scale)*pinv(Amat/C_dash)*diag(1./scale)
ここでQは行列であり、scaleは長さ3のベクトルであり、1./scaleは各要素の逆数を取ることを示し、diag( )はベクトルを、前記ベクトルに対応する、前記対角線を除いてゼロの行列に変えることを示し、さらに
ψ=Q(1,2)/2
ここでψはx-y平面における非直交性をラジアンで示す、
請求項37に記載のコンピュータ可読媒体。
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