KR102580071B1

KR102580071B1 - 자이로스코프 스케일 캘리브레이션을 위한 방법, 장치 및 시스템

Info

Publication number: KR102580071B1
Application number: KR1020197018664A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 에이. 쿡; 윤 리; 마크 터너
Original assignee: 아이디에이치엘 홀딩스, 인크.
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2018-01-05
Publication date: 2023-09-18
Also published as: US20210318142A1; US11079252B2; KR20190116249A; US20190368892A1; CN110177998A; CN110177998B; WO2018129335A1

Abstract

디바이스를 축 중심으로 여러 번 회전시킴으로써 동일한 디바이스 상에 장착된 자력계를 사용하여 자이로스코프의 스케일을 추정 및 캘리브레이션하기 위한 방법, 장치 및 시스템에 있어서, 제1 회전 동안, 자력계 자기장 판독값 및 (자이로스코프 판독값의 통합으로부터) 헤딩(heading)을 복수의 각도 기준점 각각에서 저장하는 것; 그 후, 각각의 후속 회전 동안, 자력계 출력이 기준점들 중 하나에 대응하는 자력계 판독값과 매칭되는 자력계/자이로스코프 헤딩 출력 쌍들을 결정함으로써, 디바이스가 매칭 기준점과 동일한 헤딩에 도달했음을 표시하는 것; 그 다음, 각각의 매칭되는 출력 샘플 쌍에 대해, 그 자력계/자이로스코프 헤딩 출력 샘플 쌍을 사용하여 대응하는 각도 기준점에 대한 자이로스코프 스케일 팩터를 업데이트하는 것; 및 상기 스케일 추정치를 평균화하여 최종 자이로스코프 스케일 팩터 추정치를 생성하는 것을 포함한다.

Description

자이로스코프 스케일 캘리브레이션을 위한 방법, 장치 및 시스템

<관련 출원에 상호 참조>

이 출원은 2017년 11월 2일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/580,764호, 2017년 9월 12일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/557,728호 및 2017년 1월 6일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/443,279호로부터의 우선권을 주장하고, 이에 의해 이들 각각의 내용은 전체가 기재된 것처럼 본 명세서에서 참고로 포함된다.

<분야>

본 명세서에 개시된 실시예는 일반적으로 센서 캘리브레이션 및 예를 들어 자이로스코프 스케일 캘리브레이션을 위한 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.

자이로스코프는 예를 들어 각속도 측정을 가능하게 하기 위해 캘리브레이션될 수 있다.

특정 실시예에 따르면, 로봇 진공 청소기, 관성 측정 유닛(Inertial Measurement Unit, IMU) 및/또는 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU)과 같은 디바이스는 적어도 하나의 자이로스코프 및 적어도 하나의 자력계를 포함할 수 있으며, 자력계에 의해 취해진 하나 이상의 판독값(reading)은 자이로스코프와 관련된 적어도 하나의 파라미터를 보상하는데 사용될 수 있다.

특정 실시예에 따르면, 자이로스코프의 스케일은 실질적으로 동일한 각위치(angular position)에 있는 자이로스코프 및 자력계의 (360°의 약 3 내지 5 회 이상의 회전의 범위에서) 하나 이상의 연속적인 회전 동안 획득된 (예를 들어, 약 10 내지 12 필드 측정의 범위에서) 복수의 자기장 측정치를 사용하여 캘리브레이션될 수 있다.

특정 실시예에 따르면, 자이로스코프의 스케일은 예를 들어 캘리브레이션 디바이스를 사용하여 모바일 디바이스(예를 들어, 특히 로봇 진공 청소기, WTRU 및/또는 IMU) 상에서(on-board) 캘리브레이션될 수 있다.

본 명세서에 첨부된 도면과 함께 예로서 주어진 아래의 상세한 설명으로부터보다 상세한 이해가 이루어질 수 있다. 설명에 관한 도면들은 예이다. 이와 같이, 도면 및 상세한 설명은 제한적인 것으로 고려되어서는 안 되며, 다른 똑같이 효과적인 예들이 가능하고 가능성이 있다. 또한, 도면에서 유사한 참조 부호는 유사한 요소를 나타낸다:
도 1a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 통신 시스템을 나타내는 시스템도이다.
도 1b는 실시예에 따라 도 1a에 도시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 무선 송수신 유닛(WTRU)을 도시하는 시스템도이다.
도 1c는 실시예에 따라 도 1a에 도시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 무선 액세스 네트워크(radio access network, RAN) 및 예시적인 코어 네트워크(core network, CN)를 나타내는 시스템도이다.
도 1d는 실시예에 따라 도 1a에 도시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 추가의 예시적인 RAN 및 추가의 예시적인 CN을 나타내는 시스템도이다.
도 2는 로봇 장치/기기(robotic apparatus/appliance, RAA)의 블록도이다.
도 3은 대표적인 실시예에 따라 다양한 캘리브레이션 절차를 실행하기 위한 대표적인 하드웨어 아키텍처를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제1 환경에서의 캘리브레이션 절차를 도시하는 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 제2 환경(예를 들어, 더 지장을 주는(disruptive) 자기장 환경)에서 도 4a 및 도 4b의 캘리브레이션 절차를 도시하는 또 다른 그래프 세트이다.
도 6a 및 도 6b는 제3 환경(예를 들어, 훨씬 더 지장을 주는 자기장 환경)에서 도 4a 및 도 4b의 캘리브레이션 절차를 도시하는 또 다른 그래프 세트이다.
도 7은 자력계를 사용하는 대표적인 캘리브레이션 절차를 예시하는 흐름도이다.
도 8은 대표적인 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.
도 9는 또 다른 대표적인 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.
도 10은 캘리브레이션 디바이스를 사용하여 시작 각위치에 대해 회전된 디바이스에 대해 도 9의 대표적인 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.
도 11은 N면 다각형 캘리브레이션 디바이스의 내부면을 사용하는 디바이스에 대해 또 다른 대표적인 캘리브레이션 절차를 나타내는 도면이다.
도 12는 N면 다각형 캘리브레이션 디바이스의 외부면을 사용하는 디바이스에 대한 추가의 대표적인 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.
도 13a는 디바이스 픽스처(fixture)의 평면도를 도시하는 도면이다.
도 13b는 도 13a의 디바이스 픽스처의 측면도를 도시하는 도면이다.
도 13c는 테스트 디바이스의 평면도를 도시하는 도면이다.
도 13d는 테스트 디바이스의 측면도를 도시하는 도면이다.
도 14는 다른 캘리브레이션 절차를 나타내는 도킹 동작을 도시하는 도면이다.
도 15는 자이로스코프 스케일 팩터를 추정하는 대표적인 방법의 흐름도이다.
도 16은 자이로스코프 스케일을 추정하는 또 다른 대표적인 방법의 흐름도이다.
도 17은 자이로스코프 스케일을 추정하기 위한 추가의 대표적인 방법의 흐름도이다.
도 18은 자이로스코프 스케일을 추정하기 위한 또 다른 대표적인 방법의 흐름도이다.

실시예의 구현을 위한 예시적인 네트워크

앞서 언급한 바와 같이, 로봇 진공 청소기에 더하여, 본 발명은 로봇 차량, 자동차, IoT 기어, 움직이는 임의의 디바이스, 또는 WTRU 또는 다른 통신 디바이스에서 구현될 수 있으며, 이는 결국 통신 네트워크에서 사용될 수 있다. 다음 섹션은 몇몇 예시적인 WTRU 및/또는 이들이 포함될 수 있는 다른 통신 디바이스 및 네트워크에 대한 설명을 제공한다.

도 1a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 통신 시스템(100)을 나타내는 도면이다. 통신 시스템(100)은 다수의 무선 사용자들에게 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 브로드캐스트 등과 같은 컨텐츠를 제공하는 다중 액세스 시스템일 수 있다. 통신 시스템(100)은 다수의 무선 사용자가 무선 대역폭을 포함하는 시스템 자원의 공유를 통해 그러한 콘텐츠에 액세스할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템(100)은 CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), OFDMA(orthogonal FDMA), SC-FDMA(single-carrier FDMA), ZT UW DTS-s OFDM(zero-tail unique-word DFT-Spread OFDM), UW-OFDM(unique word OFDM), 자원 블록 필터링 OFDM, FBMC 등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방법을 사용할 수 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 무선 송수신 유닛(WTRU)(102a, 102b, 102c, 102d), RAN(104/113), CN(106/115), PSTN(public switched telephone network)(108), 인터넷(110) 및 다른 네트워크들(112)을 포함할 수 있지만, 개시된 실시예들은 임의의 수의 WTRU들, 기지국들, 네트워크들, 및/또는 네트워크 요소들을 고려한다는 것을 이해할 것이다. WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 각각은 무선 환경에서 동작 및/또는 통신하도록 구성된 임의의 타입의 디바이스일 수 있다. 예로서, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)는 "스테이션" 및/또는 "STA"로 지칭될 수 있고, 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있으며, UE(user equipment), 이동국(mobile station), 고정 또는 이동 가입자 유닛, 가입 기반 유닛, 페이저, 셀룰러 폰, PDA(personal digital assistant), 스마트폰, 랩탑, 넷북, 개인용 컴퓨터, 무선 센서, 핫스팟 또는 Mi-Fi 디바이스, IoT(Internet of Things) 디바이스, 시계 또는 다른 웨어러블, HMD(head-mounted display), 차량, 드론, 의료 디바이스 및 애플리케이션(예를 들어, 원격 수술), 산업 디바이스 및 애플리케이션(예를 들어, 산업 및/또는 자동화된 프로세싱 체인 환경에서 동작하는 로봇 및/또는 다른 무선 디바이스), 소비자 전자 디바이스, 상업 및/또는 산업 무선 네트워크에서 동작하는 디바이스 등을 포함할 수 있다. 임의의 WTRU(102a, 102b, 102c 및 102d)는 상호 교환 가능하게 UE로 지칭될 수 있다.

통신 시스템(100)은 또한 기지국(114a) 및/또는 기지국(114b)을 포함할 수 있다. 각각의 기지국(114a, 114b)은 CN(106/115), 인터넷(110), 및/또는 다른 네트워크들(112)과 같은 하나 이상의 통신 네트워크로의 액세스를 용이하게 하기 위하여, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 적어도 하나와 무선으로 인터페이스하도록 구성된 임의의 타입의 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 기지국(114a, 114b)은 BTS(base transceiver station), 노드-B, eNode B, 홈 노드 B, 홈 eNode B, gNB, NR 노드 B, 사이트 제어기, 액세스 포인트(access point, AP), 무선 라우터 등일 수 있다. 기지국(114a, 114b) 각각은 단일 요소로서 도시되지만, 기지국(114a, 114b)은 임의의 수의 상호 접속된 기지국들 및/또는 네트워크 요소들을 포함할 수 있음을 알 것이다.

기지국(114a)은 RAN(104/113)의 일부일 수 있고, RAN(104/113)은 또한 기지국 제어기(base station controller, BSC), 무선 네트워크 제어기(radio network controller, RNC), 릴레이 노드 등과 같은 다른 기지국들 및/또는 네트워크 요소들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 기지국(114a) 및/또는 기지국(114b)은 셀(도시되지 않음)으로 지칭될 수 있는 하나 이상의 캐리어 주파수 상에서 무선 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 주파수는 인가(licensed) 스펙트럼, 비인가(unlicensed) 스펙트럼 또는 인가 및 비인가 스펙트럼의 조합일 수 있다. 셀은 상대적으로 고정되어 있거나 시간에 따라 변할 수 있는 특정 지리적 영역에 무선 서비스에 대한 커버리지를 제공할 수 있다. 셀은 또한 셀 섹터들로 분할될 수 있다. 예를 들어, 기지국(114a)과 관련된 셀은 3 개의 섹터들로 분할될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 기지국(114a)은 3 개의 트랜시버, 즉 셀의 각 섹터에 하나씩을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(114a)은 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output, MIMO) 기술을 사용할 수 있고, 셀의 각 섹터에 대해 다수의 트랜시버를 이용할 수 있다. 예를 들어, 빔 포밍은 원하는 공간 방향으로 신호를 송신 및/또는 수신하는데 사용될 수 있다.

기지국(114a, 114b)은 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 하나 이상과 통신할 수 있으며, 무선 인터페이스(116)는 임의의 적합한 무선 통신 링크(예를 들어, 무선 주파수(radio frequency, RF), 마이크로파(microwave), 센티미터파(centimeter wave), 마이크로미터파(micrometer wave), 적외선(IR), 자외선(UV), 가시광(visible light) 등)일 수 있다. 무선 인터페이스(116)는 임의의 적합한 무선 액세스 기술(RAT)을 사용하여 설정될 수 있다.

보다 상세하게는, 전술한 바와 같이, 통신 시스템(100)은 다중 액세스 시스템일 수 있으며, CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, RAN(104/113)의 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 UTRA(UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access)와 같은 무선 기술을 구현할 수 있으며, 이는 WCDMA를 사용하여 무선 인터페이스(115/116/117)를 구축할 수 있다. WCDMA는 고속 패킷 액세스((High-Speed Packet Access, HSPA) 및/또는 진화된 HSPA(HSPA+)와 같은 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. HSPA는 HSDPA(High-Speed DL Packet Access) 및/또는 HSUPA(High-Speed UL Packet Access)를 포함할 수 있다.

실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 E-UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access)와 같은 무선 기술을 구현할 수 있으며, 이는 LTE(Long Term Evolution) 및/또는 LTE-A(LTE-Advanced) 및/또는 LTE-A Pro(LTE-Advanced Pro)를 사용하여 무선 인터페이스(116)를 구축할 수 있다.

실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 NR(New Radio) 무선 액세스와 같은 무선 기술을 구현할 수 있고, 이는 NR을 사용하여 무선 인터페이스(116)를 구축할 수 있다.

실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 다중 무선 액세스 기술을 구현할 수 있다. 예를 들어, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 예를 들어 이중 연결(dual connectivity, DC) 원리를 사용하여 LTE 무선 액세스 및 NR 무선 액세스를 함께 구현할 수 있다. 따라서, WTRU(102a, 102b, 102c)에 의해 이용되는 무선 인터페이스는 다수 타입의 무선 액세스 기술들 및/또는 다수 타입의 기지국들(예를 들어, eNB 및 gNB)과 주고 받는 송신을 특징으로 할 수 있다.

다른 실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 IEEE 802.11(즉, WiFi(Wireless Fidelity), IEEE 802.16(즉, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)), CDMA2000, CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO, IS-2000, IS-95, IS-856, GSM(Global System for Mobile communications), EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution), GERAN(GSM EDGE) 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다.

도 1a의 기지국(114b)은 예를 들면, 무선 라우터, 홈 노드 B, 홈 eNode B, 또는 액세스 포인트일 수 있으며, 사업장, 가정, 차량, 캠퍼스, 산업 시설, (예를 들어, 드론에 의해 사용하기 위한) 비행 회랑(air corridor), 도로 등과 같은 국부적인 영역에서 무선 접속을 용이하게 하기 위한 임의의 적합한 RAT를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 IEEE 802.11과 같은 무선 기술을 구현하여 무선 근거리 통신망(WLAN)을 구축할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 IEEE 802.15와 같은 무선 기술을 구현하여 무선 개인 영역 네트워크(wireless personal area network, WPAN)를 구축할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 셀룰러 기반 RAT(예를 들어, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A, LTE-A Pro, NR 등)를 이용하여, 피코셀 또는 펨토셀을 구축할 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 기지국(114b)은 인터넷(110)에 직접 연결될 수 있다. 따라서, 기지국(114b)은 CN(106/115)을 통해 인터넷(110)에 액세스할 필요가 없을 수 있다.

RAN(104/113)은 CN(106/115)과 통신할 수 있으며, CN(106/115)은 음성, 데이터, 애플리케이션 및/또는 VoIP(voice over internet protocol) 서비스를 하나 이상의 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)에 제공하도록 구성된 임의의 타입의 네트워크일 수 있다. 데이터는 상이한 쓰루풋 요구, 대기 시간 요구, 오류 허용 요건, 신뢰성 요건, 데이터 쓰루풋 요건, 이동성 요건 등과 같은 다양한 QoS(Quality of Service) 요건을 가질 수 있다. CN(106/115)은 호 제어, 요금 청구 서비스, 모바일 위치 기반 서비스, 선불 전화, 인터넷 연결, 비디오 배포 등을 제공할 수 있고/있거나 사용자 인증과 같은 높은 수준의 보안 기능을 수행할 수 있다. 도 1a에는 도시되지 않았지만, RAN(104/113) 및/또는 CN(106/115)은 RAN(104/113)과 동일한 RAT 또는 상이한 RAT을 사용하는 다른 RAN들과 직접적으로 또는 간접적으로 통신할 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, CN(106/115)은 NR 무선 기술을 이용하고 있을 수 있는 RAN(104/113)에 접속되는 것 이외에, 또한 GSM, UMTS, CDMA 2000, WiMAX, E-UTRA 또는 WiFi 무선 기술을 사용하는 다른 RAN(도시되지 않음)과 또한 통신할 수 있다.

CN(106/115)은 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)가 PSTN(108), 인터넷(110), 및/또는 다른 네트워크(112)에 액세스하기 위한 게이트웨이로서의 역할을 또한 할 수 있다. PSTN(108)은 일반 전화 서비스(plain old telephone service, POTS)를 제공하는 회선 교환 전화 네트워크를 포함할 수 있다. 인터넷(110)은 TCP/IP 인터넷 프로토콜 스위트에서의 전송 제어 프로토콜(transmission control protocol, TCP), 사용자 데이터그램 프로토콜(user datagram protocol, UDP) 및/또는 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP)과 같은 공통 통신 프로토콜을 사용하는 상호 연결된 컴퓨터 네트워크 및 디바이스의 글로벌 시스템을 포함할 수 있다. 네트워크(112)는 다른 서비스 제공자에 의해 소유 및/또는 운영되는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(112)는 하나 이상의 RAN에 연결된 다른 CN을 포함할 수 있고, 하나 이상의 RAN은 RAN(104/113)과 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 사용할 수 있다.

통신 시스템(100)에서의 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)의 일부 또는 전부는 다중 모드 기능을 포함할 수 있다(예를 들어, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)는 상이한 무선 링크를 통해 상이한 무선 네트워크와 통신하기 위한 다중 트랜시버를 포함할 수 있다). 예를 들어, 도 1a에 도시된 WTRU(102c)는 셀룰러 기반 무선 기술을 사용할 수 있는 기지국(114a) 및 IEEE 802 무선 기술을 사용할 수 있는 기지국(114b)과 통신하도록 구성될 수 있다.

도 1b는 예시적인 WTRU(102)를 도시하는 시스템도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, WTRU(102)는 특히 프로세서(118), 트랜시버(120), 송신/수신 요소(122), 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126), 디스플레이/터치 패드(128), 비-착탈식 메모리(130), 착탈식 메모리(132), 전력원(134), GPS(global positioning system) 칩셋(136), 및/또는 다른 주변 장치들(138)을 포함할 수 있다. WTRU(102)는 실시예와 일관성을 유지하면서 전술한 요소들의 임의의 서브 조합을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

프로세서(118)는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 종래 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, ASIC, FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로, 임의의 다른 타입의 집적 회로(IC), 상태 머신(state machine) 등일 수 있다. 프로세서(118)는 WTRU(102)가 신호 코딩, 데이터 프로세싱, 전력 제어, 입력/출력 프로세싱 및/또는 무선 환경에서 동작할 수 있게 하는 임의의 다른 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(118)는 트랜시버(120)에 연결될 수 있고, 트랜시버(120)는 송신/수신 요소(122)에 연결될 수 있다. 도 1b는 프로세서(118) 및 트랜시버(120)를 별개의 컴포넌트로서 도시하지만, 프로세서(118) 및 트랜시버(120)는 전자 패키지 또는 칩에 함께 통합될 수 있음을 알 것이다.

송신/수신 요소(122)는 무선 인터페이스(116)를 통해 기지국(예를 들어, 기지국(114a))에 신호를 송신하거나 기지국으로부터 수신할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 송신/수신 요소(122)는 RF 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수 있다. 실시예에서, 송신/수신 요소(122)는 예를 들어 IR, UV 또는 가시광 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 이미터/검출기일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 송신/수신 요소(122)는 RF 및 광 신호 모두를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 송신/수신 요소(122)는 무선 신호들의 임의의 조합을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있음을 알 것이다.

송신/수신 요소(122)가 도 1b에 단일 요소로서 도시되어 있지만, WTRU(102)는 임의의 수의 송신/수신 요소(122)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, WTRU(102)는 MIMO 기술을 사용할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, WTRU(102)는 무선 인터페이스(116)를 통해 무선 신호를 송신 및 수신하기 위한 2 개 이상의 송신/수신 요소(122)(예를 들어, 다중 안테나)를 포함할 수 있다.

트랜시버(120)는 송신/수신 요소(122)에 의해 송신될 신호를 변조하고, 송신/수신 요소(122)에 의해 수신되는 신호를 복조하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, WTRU(102) 다중 모드 기능을 가질 수 있다. 따라서, 트랜시버(120)는 WTRU(102)가 예를 들어 NR 및 IEEE 802.11과 같은 다수의 RAT를 통해 통신할 수 있게 하는 다수의 트랜시버를 포함할 수 있다.

WTRU(102)의 프로세서(118)는 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126) 및/또는 디스플레이/터치 패드(128)(예를 들어, LCD(liquid crystal display) 디스플레이 유닛 또는 OLED(organic light-emitting diode) 디스플레이 유닛)에 결합되어, 이로부터 사용자 입력 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(118)는 사용자 데이터를 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126) 및/또는 디스플레이/터치 패드(128)에 출력할 수 있다. 또한, 프로세서(118)는 비-착탈식 메모리(130) 및/또는 착탈식 메모리(132)와 같은 임의의 타입의 적절한 메모리로부터 정보를 액세스하고, 메모리에 데이터를 저장할 수 있다. 비-착탈식 메모리(130)는 RAM(random-access memory), ROM(read-only memory), 하드 디스크 또는 임의의 다른 타입의 메모리 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 착탈식 메모리(132)는 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM) 카드, 메모리 스틱, SD(secure digital) 메모리 카드 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(118)는 서버 또는 가정용 컴퓨터(도시되지 않음)와 같은 WTRU(102) 상에 물리적으로 위치하지 않는 메모리로부터 정보를 액세스하고 메모리에 데이터를 저장할 수 있다.

프로세서(118)는 전력원(134)으로부터 전력을 수신할 수 있고, 전력을 WTRU(102)의 다른 컴포넌트에 분배 및/또는 제어하도록 구성될 수 있다. 전력 원(134)은 WTRU(102)에 전력을 공급하기 위한 임의의 적절한 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 전력원(134)은 하나 이상의 건전지(예를 들어, 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈-아연(NiZn), 니켈 금속 수소화물(NiMH), 리튬-이온(Li-ion) 등), 태양 전지, 연료 전지 등을 포함할 수 있다.

또한, 프로세서(118)는 WTRU(102)의 현재 위치에 관한 위치 정보(예를 들어, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성될 수 있는 GPS 칩셋(136)에 연결될 수 있다. WTRU(102)는 GPS 칩셋(136)로부터의 정보에 추가하여 또는 대신에, 기지국(예를 들어, 기지국들(114a, 114b))으로부터 무선 인터페이스(116)를 통해 위치 정보를 수신할 수 있고/있거나 2 개 이상의 인근 기지국들로부터 수신되는 신호들의 타이밍에 기초하여 그 위치를 결정할 수 있다. WTRU(102)는 실시예와 일관성을 유지하면서, 임의의 적절한 위치 결정 방법에 의해 위치 정보를 획득할 수 있다는 것을 알 것이다.

프로세서(118)는 다른 주변 장치들(138)에 추가적으로 연결될 수 있고, 다른 주변 장치들(138)은 추가적인 특징들, 기능 및/또는 유선 또는 무선 연결을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 장치(138)는 가속도계, 전자 나침반, 위성 트랜시버, 디지털 카메라(사진 및/또는 비디오용), USB(universal serial bus) 포트, 진동 디바이스, 텔레비전 트랜시버, 핸즈 프리 헤드셋, 블루투스 모듈, FM 라디오 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저, VR(Virtual Reality) 및/또는 AR(Augmented Reality) 디바이스, 활동 추적기(activity tracker) 등을 포함할 수 있다. 주변 장치(138)는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있고, 센서는 자이로스코프, 가속도계, 홀 효과 센서, 자력계, 방향 센서, 근접 센서, 온도 센서, 시간 센서; 지오로케이션 센서; 고도계, 광 센서, 터치 센서, 자력계, 기압계, 제스처 센서, 생체 센서 및/또는 습도 센서 중 하나 이상일 수 있다.

WTRU(102)의 프로세서(118)는, 예를 들어, 하나 이상의 가속도계, 하나 이상의 자이로스코프, USB 포트, 다른 통신 인터페이스/포트, 디스플레이 및/또는 본 명세서에 개시된 대표적인 실시예를 구현하기 위한 다른 시각/청각적 표시기 중 임의의 것을 포함하는 다양한 주변 장치(138)와 동작 가능하게 통신할 수 있다.

WTRU(102)는 (예를 들어, 송신을 위한) 업링크 및 (예를 들어, 수신을 위한) 다운링크 모두에 대한 특정 서브 프레임과 관련된 신호의 일부 또는 전부의 송신 및 수신이 함께(concurrent) 및/또는 동시(simultaneous)일 수 있는 전이중 통신(full duplex radio)을 포함할 수 있다. 전이중 통신은 하드웨어(예를 들어, 초크)를 통해 또는 프로세서(예를 들어, 개별 프로세서(도시되지 않음) 또는 프로세서(118))를 통한 신호 프로세싱를 통해 자기 간섭을 줄이거나 실질적으로 제거하기 위하여 간섭 관리 유닛을 포함할 수 있다. 실시예에서, WTRU(102)는 ((예를 들어, 송신을 위한) 업링크 또는 (예를 들어, 수신을 위한) 다운링크를 위한 특정 서브 프레임들과 관련된) 신호의 일부 또는 전부를 위한 반이중 통신을 포함할 수 있다.

도 1c는 실시예에 따른 RAN(104) 및 CN(106)을 도시하는 시스템도이다. 전술한 바와 같이, RAN(104)은 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위해 E-UTRA 무선 기술을 사용할 수 있다. RAN(104)은 또한 CN(106)과 통신할 수 있다.

RAN(104)은 eNode B(160a, 160b, 160c)를 포함할 수 있지만, 실시예와 일관성을 유지하면서 임의의 수의 eNode B를 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. eNode B(160a, 160b, 160c)는 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위한 하나 이상의 트랜시버를 각각 포함할 수 있다. 일 실시예에서, eNode B(160a, 160b, 160c)는 MIMO 기술을 구현할 수 있다. 따라서, eNode B(160a)는 예를 들어 WTRU(102a)에 무선 신호를 송신하고/하거나 WTRU(102a)로부터 무선 신호를 수신하기 위해 다중 안테나를 사용할 수 있다.

eNode B(160a, 160b, 160c) 각각은 특정 셀(도시되지 않음)과 관련될 수 있으며, 무선 자원 관리 결정들, 핸드오버 결정들, UL 및/또는 DL에서의 사용자들의 스케줄링 등을 처리하도록 구성될 수 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이, eNode B(160a, 160b, 160c)는 X2 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다.

도 1c에 도시된 CN(106)은 MME(mobility management entity)(162), SGW(serving gateway)(164) 및 PDN(packet data network) 게이트웨이(또는 PGW)(166)을 포함할 수 있다. 전술한 요소 각각은 CN(106)의 일부로서 도시되어 있지만, 이들 요소들 중 임의의 요소는 CN 운영자가 아닌 다른 엔티티에 의해 소유 및/또는 운영될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

MME(162)는 S1 인터페이스를 통해 RAN(104) 내의 eNode B(160a, 160b, 160c) 각각에 접속될 수 있고 제어 노드로서 기능할 수 있다. 예를 들어, MME(162)는 WTRU(102a, 102b, 102c)의 사용자 인증, 베어러 활성화/비활성화, WTRU(102a, 102b, 102c) 등의 초기 접속 동안 특정 서빙 게이트웨이 선택 등을 담당할 수 있다. MME(162)는 RAN(104) 및 GSM 및/또는 WCDMA와 같은 다른 무선 기술을 사용하는 다른 RAN들(도시되지 않음) 사이에서 스위칭하기 위한 제어 평면 기능을 제공할 수 있다.

SGW(164)는 S1 인터페이스를 통해 RAN(104) 내의 eNode B(160a, 160b, 160c) 각각에 접속될 수 있다. SGW(164)는 일반적으로 WTRU(102a, 102b, 102c)로/로부터 사용자 데이터 패킷을 라우팅 및 포워딩할 수 있다. SGW(164)는 WTRU(102a, 102b, 102c)의 컨텍스트를 관리 및 저장하는 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 DL 데이터가 이용 가능할 때 페이징을 트리거하고, eNode B 간 핸드오버 동안 사용자 평면을 고정(anchoring)시키는 것 등과 같은 다른 기능들을 수행할 수 있다.

SGW(164)는 PGW(166)에 연결될 수 있고, PGW(166)는 WTRU(102a, 102b, 102c)와 IP 가능 디바이스 사이에 통신을 용이하게 하기 위해 인터넷(110)과 같은 패킷 교환 네트워크에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다.

CN(106)은 다른 네트워크와의 통신을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, CN(106)은 WTRU(102a, 102b, 102c)와 전통적인 유선 통신 디바이스 간의 통신을 용이하게 하기 위해 PSTN(108)과 같은 회선 교환 네트워크에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다. 예를 들어, CN(106)은 CN(106)과 PSTN(108) 사이의 인터페이스로서 작용하는 IP 게이트웨이(예를 들어, IP 멀티미디어 서브 시스템(IP multimedia subsystem, IMS) 서버)를 포함할 수 있거나 이와 통신할 수 있다. 또한, CN(106)은 다른 네트워크들(112)에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있고, 다른 네트워크들(112)은 다른 서비스 제공자에 의해 소유 및/또는 운영되는 다른 유선 및/또는 무선 네트워크를 포함할 수 있다.

WTRU가 도 1a-도 1d에서 무선 단말기로서 도시되어 있지만, 그러한 대표적인 실시예에서는 그러한 단말기가 통신 네트워크와의 유선 통신 인터페이스를 (예를 들어, 일시적으로 또는 영구적으로) 사용할 수 있다고 생각된다.

대표적인 실시예에서, 다른 네트워크(112)는 WLAN일 수 있다.

인프라 BSS(Basic Service Set) 모드의 WLAN은 BSS에 대한 액세스 포인트(access point, AP) 및 AP와 관련된 하나 이상의 스테이션(station, STA)을 가질 수 있다. AP는 분배 시스템(Distribution System, DS) 또는 BSS로 및/또는 BSS로부터 트래픽을 운반하는 다른 타입의 유선/무선 네트워크에 대한 액세스 또는 인터페이스를 가질 수 있다. BSS 외부에서 시작된 STA로의 트래픽은 AP를 통해 도착할 수 있으며 STA로 전달될 수 있다. STA로부터 BSS 외부의 목적지까지의 트래픽은 각 목적지에 전달되도록 AP로 전송될 수 있다. 예를 들어, 소스 STA가 트래픽을 AP로 전송할 수 있고 AP가 트래픽을 목적지 STA에 전달할 수 있는 경우, BSS 내의 STA들 간의 트래픽은 AP를 통해 전송될 수 있다. BSS 내의 STA들 간의 트래픽은 피어-투-피어(peer-to-peer) 트래픽으로서 고려 및/또는 참조될 수 있다. 피어-투-피어 트래픽은 직접 링크 셋업(direct link setup, DLS)을 통해 소스 STA와 목적지 STA 사이에서 (예를 들어 직접적으로) 전송될 수 있다. 특정한 대표적인 실시예들에서, DLS는 802.l1e DLS 또는 802.11z TDLS(tunneled DLS)를 사용할 수 있다. IBSS(Independent BSS) 모드를 사용하는 WLAN은 AP를 가지지 않을 수 있고, IBSS 내의 또는 IBSS를 사용하는 STA(예를 들어, 모든 STA)는 서로 직접 통신할 수도 있다. IBSS 통신 모드는 때로는 여기에서 "애드혹(ad-hoc)" 통신 모드로 지칭될 수 있다.

802.11ac 인프라 동작 모드 또는 유사한 동작 모드를 사용할 때, AP는 주(primary) 채널과 같은 고정 채널을 통해 비콘을 송신할 수 있다. 주 채널은 고정 폭(예를 들어, 20 MHz 광대역)이거나, 시그널링을 통해 동적으로 설정된 폭일 수 있다. 주 채널은 BSS의 동작 채널일 수 있으며, AP와의 연결을 설정하기 위해 STA에 의해 사용될 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)는 예를 들어 802.11 시스템에서 구현될 수 있다. CSMA/CA의 경우, AP를 포함하는 STA들(예를 들어, 모든 STA)은 주 채널을 감지할 수 있다. 만일 주 채널이 특정 STA에 의해 감지/검출되고 및/또는 사용 중(busy)이라고 결정되면, 특정 STA는 복귀(back off)할 수 있다. 하나의 STA(예를 들어, 단지 하나의 스테이션)는 주어진 BSS에서 임의의 주어진 시간에 송신할 수 있다.

HT(high throuput) STA는 예를 들어 40 MHz 폭의 채널을 형성하기 위해 인접하거나 인접하지 않은 20 MHz 채널과의 주 20 MHz 채널의 조합을 통해 통신을 위한 40 MHz 폭의 채널을 사용할 수 있다.

VHT(Very High Throughput) STA는 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz 및/또는 160MHz 폭의 채널을 지원할 수 있다. 40 MHz 및/또는 80 MHz 채널은 인접한 20 MHz 채널을 결합함으로써 형성될 수 있다. 160 MHz 채널은 8 개의 인접한 20 MHz 채널을 결합함으로써, 또는 80 + 80 구성이라고 지칭될 수 있는 2 개의 인접하지 않은 80 MHz 채널을 결합함으로써 형성될 수 있다. 80 + 80 구성의 경우, 채널 인코딩 후 데이터는 데이터를 두 개의 스트림으로 나눌 수 있는 세그먼트 파서를 통과할 수 있다. IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 프로세싱 및 시간 도메인 프로세싱은 각 스트림에서 개별적으로 수행될 수 있다. 스트림들은 두 개의 80 MHz 채널로 매핑될 수 있으며, 데이터는 송신 STA에 의해 송신될 수 있다. 수신 STA의 수신기에서, 80 + 80 구성에 대한 전술한 동작은 반대로 될 수 있고, 결합된 데이터는 MAC(Medium Access Control)에 전송될 수 있다.

서브 1 GHz 동작 모드는 802.11af 및 802.11ah에 의해 지원된다. 채널 운영 대역폭과 캐리어는 802.11n 및 802.11ac에서 사용되는 것에 비하여 802.11af 및 802.11ah에서 감소된다. 802.11af는 TVWS(TV White Space) 스펙트럼에서 5 MHz, 10 MHz 및 20 MHz 대역폭을 지원하며 802.11ah는 비-TVWS 스펙트럼을 사용하여 1 MHz, 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz 및 16 MHz 대역폭을 지원한다. 대표적인 실시예에 따르면, 802.11ah는 매크로 커버리지 영역에서 MTC 디바이스와 같은 미터 타입 제어(Meter Type Control)/머신 타입 통신(Machine Type Communications)을 지원할 수 있다. MTC 디바이스는 특정 및/또는 제한된 대역폭에 대한 지원(예를 들어, 지원만)을 포함하는 제한된 성능과 같은 특정 기능을 가질 수 있다. MTC 디바이스는 (예를 들어, 매우 긴 배터리 수명을 유지하기 위해) 배터리 수명이 문턱값을 초과하는 배터리를 포함할 수 있다.

다수의 채널들을 지원할 수 있는 WLAN 시스템들 및 802.11n, 802.11ac, 802.11af 및 802.11ah과 같은 채널 대역폭들은 주 채널로서 지정될 수 있는 채널을 포함한다. 주 채널은 BSS의 모든 STA에 의해 지원되는 최대 공통 동작 대역폭과 동일한 대역폭을 가질 수 있다. 주 채널의 대역폭은 가장 작은 대역폭 동작 모드를 지원하는 BSS에서 동작하는 모든 STA 중에서 한 STA에 의해 설정 및/또는 제한될 수 있다. 802.11ah의 예에서, AP 및 BSS의 다른 STA들이 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz, 16 MHz 및/또는 다른 채널 대역폭 동작 모드들을 지원할지라도, 주 채널은 1 MHz 모드를 지원하는(예를 들어, 단지 지원하는) STA(예를 들어, MTC 타입 디바이스)에 대해 1 MHz 폭일 수 있다. 캐리어 감지 및/또는 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector, NAV) 설정은 주 채널의 상태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, (1 MHz 동작 모드만 지원하는) STA로 인해 주 채널이 AP로 송신하느라 사용 중이면, 대부분의 주파수 대역이 유휴 상태이고 이용 가능할 수 있는 경우에도 전체 이용 가능한 주파수 대역은 사용 중으로 간주될 수 있다.

미국에서, 802.11ah에 의해 사용될 수 있는 이용 가능한 주파수 대역은 902 MHz 내지 928 MHz이다. 한국에서는 이용 가능한 주파수 대역은 917.5 MHz 내지 923.5 MHz이다. 일본에서는 이용 가능한 주파수 대역이 916.5 MHz 내지 927.5 MHz이다. 802.11ah에 사용할 수 있는 총 대역폭은 국가 코드에 따라 6 MHz 내지 26 MHz이다.

도 1d는 실시예에 따른 RAN(113) 및 CN(115)을 도시하는 시스템도이다. 전술한 바와 같이, RAN(113)은 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위해 NR 무선 기술을 사용할 수 있다. RAN(113)은 또한 CN(115)과 통신할 수 있다.

RAN(113)은 gNB(180a, 180b, 180c)를 포함할 수 있지만, RAN(113)은 실시예와 일관성을 유지하면서 임의의 수의 gNB를 포함할 수 있음을 알 것이다. gNB(180a, 180b, 180c)는 각각 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위한 하나 이상의 트랜시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, gNB(180a, 180b, 180c)는 MIMO 기술을 구현할 수 있다. 예를 들어, gNB(180a, 180b)는 gNB(180a, 180b, 180c)로 신호들을 송신하고/하거나 gNB(180a, 180b, 180c)로부터 신호들을 수신하기 위해 빔포밍을 이용할 수 있다. 따라서, gNB(180a)는 예를 들어 WTRU(102a)에 무선 신호를 송신하고/하거나 WTRU(102a)로부터 무선 신호를 수신하기 위해 다중 안테나를 사용할 수 있다. 실시예에서, gNB(180a, 180b, 180c)는 캐리어 집합(carrier aggregation) 기술을 구현할 수 있다. 예를 들어, gNB(180a)는 다수의 컴포넌트 캐리어를 WTRU(102a)(도시되지 않음)로 송신할 수 있다. 이들 컴포넌트 캐리어의 서브 세트는 비인가 스펙트럼 상에 존재할 수 있는 반면, 나머지 컴포넌트 캐리어는 인가 스펙트럼 상에 있을 수 있다. 실시예에서, gNB(180a, 180b, 180c)는 CoM(Coordinated Multi-Point) 기술을 구현할 수 있다. 예를 들어, WTRU(102a)는 gNB(180a) 및 gNB(180b)(및/또는 gNB(180c))로부터 조정된 송신을 수신할 수 있다.

WTRU(102a, 102b, 102c)는 확장 가능한(scalable) 뉴머롤로지와 관련된 송신을 사용하여 gNB(180a, 180b, 180c)와 통신할 수 있다. 예를 들어, OFDM 심볼 간격 및/또는 OFDM 서브 캐리어 간격은 무선 송신 스펙트럼의 상이한 송신, 상이한 셀 및/또는 상이한 부분에 대해 변할 수 있다. WTRU(102a, 102b, 102c)는 (예를 들어, 가변 개수의 OFDM 심볼 및/또는 절대 시간의 지속 가변 길이를 포함하는) 다양한 또는 확장 가능한 길이의 서브 프레임 또는 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)을 사용하여 gNB(180a, 180b, 180c)와 통신할 수 있다.

gNB(180a, 180b, 180c)는 독립형(standalone) 구성 및/또는 비-독립형 구성으로 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하도록 구성될 수 있다. 독립형 구성에서, WTRU(102a, 102b, 102c)는 (예를 들어, eNode-B(160a, 160b, 160c)와 같은) 다른 RAN에도 액세스하지 않고 gNB(180a, 180b, 180c)와 통신할 수 있다. 독립형 구성에서, WTRU(102a, 102b, 102c)는 이동성 앵커 포인트로서 하나 이상의 gNB(180a, 180b, 180c)를 이용할 수 있다. 독립형 구성에서, WTRU(102a, 102b, 102c)는 비인가 대역의 신호를 사용하여 gNB(180a, 180b, 180c)와 통신할 수 있다. 비-독립형 구성에서, WTRU(102a, 102b, 102c)는 eNode-B(160a, 160b, 160c)와 같은 다른 RAN과도 통신/접속하면서 gNB(180a, 180b, 180c)와 통신/접속할 수 있다. 예를 들어, WTRU(102a, 102b, 102c)는 실질적으로 동시에 하나 이상의 gNB(180a, 180b, 180c) 및 하나 이상의 eNode B(160a, 160b, 160c)와 통신하기 위해 DC 원리들을 구현할 수 있다. 비-독립형 구성에서, eNode-B(160a, 160b, 160c)는 WTRU(102a, 102b, 102c)에 대한 이동성 앵커로서 기능할 수 있고 gNB(180a, 180b, 180c)는 WTRU(102a, 102b, 102c)를 서비스하기 위한 추가 커버리지 및/또는 쓰루풋을 제공할 수 있다.

gNB(180a, 180b, 180c) 각각은 특정 셀(도시되지 않음)과 관련될 수 있으며, 무선 자원 관리 결정들, 핸드오버 결정들, UL 및/또는 DL에서의 사용자들의 스케줄링, 네트워크 슬라이싱의 지원, 이중 연결, NR과 E-UTRA 간의 연동, 사용자 평면 기능(User Plane Function, UPF)(184a, 184b)을 향한 사용자 평면 데이터의 라우팅, 액세스 및 이동성 관리 기능(Access and Mobility Management Function, AMF)(182a, 182b)을 향한 제어 평면 정보의 라우팅 등을 다루도록 구성될 수 있다. 도 1d에 도시된 바와 같이, gNB(180a, 180b, 180c)는 Xn 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다.

도 1d에 도시된 CN(115)은 적어도 하나의 AMF(182a, 182b), 적어도 하나의 UPF(184a, 184b), 적어도 하나의 세션 관리 기능(Session Management Function, SMF)(183a, 183b) 및 가능하게는 데이터 네트워크(Data Network, DN)(185a, 185b)를 포함할 수 있다. 전술한 요소들 각각은 CN(115)의 일부로서 도시되었지만, 이들 요소들 중 임의의 요소는 CN 운영자 이외의 엔티티에 의해 소유 및/또는 운영될 수 있음을 이해할 것이다.

AMF(182a, 182b)는 N2 인터페이스를 통해 RAN(113) 내의 하나 이상의 gNB(180a, 180b, 180c)에 접속될 수 있고 제어 노드로서 기능할 수 있다. 예를 들어, AMF(182a, 182b)는 WTRU(102a, 102b, 102c)의 사용자 인증, 네트워크 슬라이싱에 대한 지원(예를 들어, 상이한 요건을 갖는 상이한 PDU 세션의 핸들링), 특정 SMF(183a, 183b)의 선택, 등록 영역의 관리, NAS 시그널링의 종료, 이동성 관리 등을 담당할 수 있다. 네트워크 슬라이싱은 이용되는 WTRU(102a, 102b, 102c)인 서비스의 타입에 기초하여 WTRU(102a, 102b, 102c)에 대한 CN 지원을 맞춤화하기 위해 AMF(182a, 182b)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어 URLLC(ultra-reliable low latency) 액세스에 의존하는 서비스, eMBB(enhanced massive mobile broadband) 액세스에 의존하는 서비스, MTC(Machine Type Communication) 액세스를 위한 서비스 및/또는 이와 유사한 것과 같은 상이한 유스 케이스에 대하여 상이한 네트워크 슬라이스가 설정될 수 있다. AMF(162)는 RAN(113) 및 LTE, LTE-A, LTE-A Pro 및/또는 WiFi와 같은 비-3GPP 액세스 기술들과 같은 다른 무선 기술들을 사용하는 다른 RAN들(도시되지 않음) 사이에서 스위칭하기 위한 제어 평면 기능을 제공할 수 있다.

SMF(183a, 183b)는 N11 인터페이스를 통해 CN(115) 내의 AMF(182a, 182b)에 접속될 수 있다. SMF(183a, 183b)는 또한 N4 인터페이스를 통해 CN(115) 내의 UPF(184a, 184b)에 접속될 수 있다. SMF(183a, 183b)는 UPF(184a, 184b)를 선택 및 제어하고 UPF(184a, 184b)를 통해 트래픽의 라우팅을 구성할 수 있다. SMF(183a, 183b)는 UE IP 주소를 관리 및 할당하고, PDU 세션을 관리하고, 정책 시행 및 QoS를 제어하고, 다운링크 데이터 통지를 제공하는 것 등과 같은 다른 기능을 수행할 수 있다. PDU 세션 타입은 IP 기반, 비-IP 기반, 이더넷 기반 등일 수 있다.

UPF(184a, 184b)는 N3 인터페이스를 통해 RAN(113) 내의 하나 이상의 gNB(180a, 180b, 180c)에 연결될 수 있고, N3 인터페이스는 WTRU(102a, 102b, 102c)와 IP 가능 디바이스들 간의 통신을 용이하게 하기 위해 인터넷(110)과 같은 패킷 교환 네트워크에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다. UPF(184, 184b)는 패킷 라우팅 및 포워딩, 사용자 평면 정책 시행, 다중-홈 PDU 세션 지원, 사용자 평면 QoS 핸들링, 다운링크 패킷 버퍼링, 이동성 앵커링 제공 등과 같은 다른 기능을 수행할 수 있다.

CN(115)은 다른 네트워크와의 통신을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, CN(115)은 CN(115)과 PSTN(108) 사이의 인터페이스로서 작용하는 IP 게이트웨이(예를 들어, IMS 서버)를 포함할 수 있거나 이와 통신할 수 있다. 또한, CN(115)은 다른 서비스 제공자에 의해 소유 및/또는 운영되는 다른 유선 및/또는 무선 네트워크를 포함할 수 있는 다른 네트워크(112)에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, WTRU(102a, 102b, 102c)는 UPF(184a, 184b)에 대한 N3 인터페이스 및 UPF(184a, 184b)와 DN(185a, 185b) 사이의 N6 인터페이스를 통해 UPF(184a, 184b)를 통해 로컬 DN(185a, 185b)에 연결될 수 있다.

도 1a-도 1d 및 도 1a-도 1d의 대응하는 설명을 고려하여, WTRU(102a-d), 기지국(114a-b), eNode-B(160a-c), MME(162), SGW(164), PGW(166), gNB(180a-c), AMF(182a-b), UPF(184a-b), SMF(183a-b), DN(185a-b) 및/또는 본 명세서에 기재된 임의의 다른 디바이스(들) 중 하나 이상과 관련하여 본 명세서에 기재된 기능들 중 하나 이상 또는 전부는 하나 이상의 에뮬레이션 디바이스(도시되지 않음)에 의해 수행될 수 있다. 에뮬레이션 디바이스는 본 명세서에 기재된 기능들 중 하나 이상 또는 전부를 에뮬레이션하도록 구성된 하나 이상의 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 에뮬레이션 디바이스는 다른 디바이스를 테스트하고/하거나 네트워크 및/또는 WTRU 기능을 시뮬레이션하는데 사용될 수 있다.

에뮬레이션 디바이스는 랩 환경 및/또는 운영자 네트워크 환경에서 다른 디바이스의 하나 이상의 테스트를 구현하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 에뮬레이션 디바이스는 통신 네트워크 내의 다른 디바이스를 테스트하기 위하여 유선 및/또는 무선 통신 네트워크의 일부로서 완전히 또는 부분적으로 구현 및/또는 배치되는 동안, 하나 이상의 기능 또는 모든 기능을 수행할 수 있다. 하나 이상의 에뮬레이션 디바이스는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크의 일부로서 일시적으로 구현/배치되는 동안, 하나 이상의 기능 또는 모든 기능을 수행할 수 있다. 에뮬레이션 디바이스는 테스트의 목적을 위해 다른 디바이스에 직접 연결될 수 있고/있거나 OTA(over-the-air) 무선 통신을 사용하여 테스트를 수행할 수 있다.

하나 이상의 에뮬레이션 디바이스는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크의 일부로서 구현/배치되지 않지만, 모든 기능을 포함하여 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 에뮬레이션 디바이스는 하나 이상의 컴포넌트의 테스트를 구현하기 위해 테스트 랩 및/또는 비-배치(예를 들어, 테스트) 유선 및/또는 무선 통신 네트워크의 테스트 시나리오에 사용될 수 있다. 하나 이상의 에뮬레이션 디바이스는 테스트 장비일 수 있다. (예를 들어, 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있는) RF 회로를 통한 직접 RF 결합 및/또는 무선 통신은 데이터를 송신 및/또는 수신하기 위해 에뮬레이션 디바이스에 의해 사용될 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예들은, 예를 들어 로봇 진공 청소기에서 자력계 측정을 사용하고/하거나, 무엇보다 온-디바이스 및/또는 수동 스케일 캘리브레이션을 포함하는 다른 스케일 캘리브레이션을 사용하는 자이로스코프 스케일 캘리브레이션 기술에 관련될 수 있다. 여기에 개시된 기술들은 하나 이상의 자이로스코프가 구현될 수 있는 다른 타입의 디바이스, 예를 들어 WTRU 및/또는 IMU 및/또는 움직이는 디바이스에 사용될 수 있다. 일부 대표적인 실시예에서, 디바이스는 자력계와 관련될 수 있는 하나 이상의 자이로스코프를 포함할 수 있다.

자력계를 사용하여 자이로스코프 스케일을 동적으로 캘리브레이션하는 대표적인 절차

로봇 진공 청소기(robotic vacuum cleaner, RVC)는 점점 더 대중적이면서도 다양해지고 있다. "로봇" 양상은 일반적으로 진공 청소기가 인간 조작자 없이 바닥을 청소한다는 것을 의미한다. 처음 생산된 RVC는 장애물을 만날 때 방향을 바꾸면서 브라운(Brownian) 운동에 따라 다소 움직였다. 이 첫 번째 RVC는 보다 정교한 내비게이션 및 센서 시스템을 포함하는 RVC에 의해 신속하게 대체되었다.

다양한 타입의 센서가 RVC에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 자이로스코프는 방향을 유지하거나 방향 변경을 제어하기 위해 내비게이션에서 자주 사용되는 센서 타입이다. 잘 캘리브레이션된 자이로스코프는 하나 이상의 평면에서 각도 변화 비율에 대한 데이터를 제공할 수 있다. 가속도계는 선형 가속도를 감지하고/하거나 중력 방향을 기준 방향으로서 제공하는데 사용된다. 자력계는 자기장의 방향을 측정하며, 자기장은 다른 자기장 소스가 없는 지구 자기장일 수 있고, 이 데이터는 하나 이상의 평면에서 베어링이나 방향을 결정하는데 사용할 수 있다. 이러한 센서들의 조합은 RVC 및 다른 장치의 내비게이션 시스템에 입력 및 피드백을 제공한다.

카메라는 또한 RVC가 동작하는 환경에 관한 시각적인 단서를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 360°시야를 가진 카메라 시스템에서도 회전 및 병진 이동을 결정하는데 충분한 신뢰성과 정확도을 얻는 것은 어렵다.

자이로스코프의 판독값을 각도 변화(angular change)와 정확하게 상관시키는 능력의 관점에서, 적어도 2 가지 팩터가 자이로스코프의 신뢰성 및 정확도에 중요한 역할을 한다. 제1 파라미터는 바이어스 또는 제로 레이트 오프셋(zero rate offset, ZRO)이며, 이는 자이로스코프가 회전하지 않아도 발생하는 제로가 아닌 판독값이다.

제2 파라미터는 자이로스코프의 스케일 또는 이득이며, 이는 자이로스코프 판독값을 각속도(회전 동안 각속도(angular rate) 변화를 통합(integrate)함으로써 야기된 수평면 방향 변화를 특징으로 하는 각도)로 변환하기 위해 자이로스코프의 판독값에 곱해져야 하는 팩터이다. 다시 말해서, 자이로스코프 이득(스케일링)은 실제 각속도(angular velocity)와 측정된 값 사이의 비율이다. 그것은 공장에서, 짐벌(gimbal) 또는 턴테이블 상에서 종종 캘리브레이션된다. 자이로스코프 이득은 개별 센서마다 다를 수 있으며, 노후화 및/또는 온도와 같은 조건으로 인해 변할 수 있다.

자이로스코프의 이득 팩터의 동적 캘리브레이션은 공장 캘리브레이션 비용을 절감하고 노후화 및/또는 온도와 같은 조건으로 인한 이득 변화에 적응할 수 있다. 자이로스코프의 이득을 동적으로 캘리브레이션하는 것은 어렵고/어렵거나 복잡할 수 있지만, 동적인 제조 후 캘리브레이션 절차는 (예를 들어, 각도 변화에 대한 상관으로서) 예를 들어 시간 및 변화하는 조건에 따른 자이로스코프 판독값의 정확도을 유지하도록 구현될 수 있다.

도 2는 다양한 캘리브레이션 절차(예를 들어, 자력계를 사용하여 자이로스코프 캘리브레이션을 수행하기 위한 절차, 온-보드 캘리브레이션 절차를 위한 절차 및/또는 무엇보다 예를 들어 도킹/충전 스테이션을 사용하는 RAA(200)의 미리 결정된 회전(예를 들어, 360°회전의 수)을 사용하는 캘리브레이션을 위한 절차)에서 사용될 수 있는 로봇 어플라이언스/장치(RAA)(200)을 위한 대표적인 하드웨어 아키텍처를 도시하는 도면이다. 도 3은 도 2의 대표적인 RAA(200)(예를 들어, 로봇 진공 청소기(RVC)) 및 대표적인 실시예가 구현될 수 있는 대표적인 충전/도킹 스테이션(300)을 도시하는 블록도이다.

도 2를 참조하면, RAA(200)(예를 들어, 특히 로봇 진공 청소기(RVC), 이동 로봇 및/또는 자율 주행 차량)는 IMU(210), 하나 이상의 모터(270), 하나 이상의 배터리(280)(예를 들어, 충전지) 및/또는 예를 들어 로봇 작업을 가능하게 하기 위한 하나 이상의 다른 컴포넌트(290)(특히 로봇 진공 청소기 및/또는 이동 로봇용 로봇 팔에 대한 더스트 빈(dust bin) 및/또는 흡인 장치(vacuum attachment))를 포함할 수 있다. IMU(210)는 제어 유닛(215) 및/또는 센서 패키지(235)를 포함할 수 있다.

제어 유닛(215)은 프로세서(220)(예를 들어, CPU) 및/또는 메모리(230)를 포함할 수 있다. 프로세서(220)는 센서 패키지(235)로부터 정보를 수신할 수 있다. 센서 패키지(235)는 하나 이상의 자이로스코프(240), 하나 이상의 자력계(250), 하나 이상의 가속도계(260) 및 다른 센서들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(220)는 자이로스코프(240), 하나 이상의 자력계(250) 및/또는 가속도계(260)로부터 샘플 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(220)는 메모리(230)로부터 명령어들을 실행하여, 예를 들어 여기에 설명된 바와 같은 자이로스코프 캘리브레이션 절차를 포함하는 RAA의 동작을 개시/실행한다. 프로세서(220)는 RAA(200), 배터리(280), 및/또는 먼지 흡입 컴포넌트와 같은 RAA(200)의 다른 컴포넌트(290)를 조정(steer)하기 위하여 RAA(200)의 다른 다른 요소/컴포넌트, 예를 들어 모터(270)와 상호 작용 및/또는 제어할 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, RAA(200)는 수평 평면에서 원형 또는 반원형 프로파일을 가지며 약 2-10 인치의 높이를 갖는 하우징(205)을 포함할 수 있다. 하우징(210)은 모터(270), 배터리(280), 먼지통(290) 및/또는 IMU(210)에 대한 지지 구조를 제공할 수 있다. IMU(210)는 센서 패키지(235) 및/또는 제어 유닛(215)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(215)은 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, 센서 패키지(235) 및/또는 제어 유닛(215)은 임의의 수의 컴포넌트일 수 있거나 부분적으로 또는 전체적으로 통합될 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, 센서 패키지(235)는 예를 들어 자이로스코프(240), 자력계(250), 가속도계(260) 및/또는 다른 센서를 포함할 수 있다.

RAA(200)가 사용 중이 아닌 경우, RAA(200)는 도킹/충전 스테이션(300)의 도킹 커넥터(295)와 결합(예를 들어, 전기적 또는 자기적으로 결합)하기 위하여, RAA(200)를 RAA(200)의 도킹 커넥터(295)에 대한 위치로 내비게이션시키는 RAA(200)의 프로세서(220)에 의해 도킹/충전 스테이션(300)에 도킹될 수 있다. 예를 들어, RAA(200)는 (예를 들어, 유선 접속 또는 무선을 통해) 도킹/충전 스테이션(300)과 결합(mate)하여 배터리(280)가 충전되도록 할 수 있다. 도킹/충전 스테이션(300) 및 RAA(200)는 예를 들어 적절한 결합(mating)을 보장하고/하거나 자이로스코프 스케일 캘리브레이션에 충분한 (문턱값 회전량 미만의) RAA(200)의 신뢰성 있고 반복 가능한 위치 설정(예를 들어, 회전 위치 설정)을 보장하기 위해, RAA(200)를 도킹/충전 스테이션(300)과 적절히 정렬시키도록 성형될 수 있다.

단일 모터가 도 2에 도시되어 있지만, RAA(200)는 예를 들어 특히 흡인을 위해 RVC 내에 및/또는 RVC를 움직이기 위해 별도의 모터를 포함할 수 있다.

센서 패키지(235)는 적어도 관성 센서의 그룹(예를 들어, 특히 자이로스코프(240), 자력계(250) 및/또는 가속도계(260) 중 임의의 것)을 포함할 수 있다. 각각의 센서(240, 250 및/또는 260)는 검출 축을 3 개까지 제공할 수 있다. 센서 패키지(235)는 하나 이상의 카메라 및/또는 다른 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 패키지(235)는 하나 이상의 근접 센서, 예를 들어 (1) 틸트(tilt) 검출, (2) 범프/접촉 검출, 및/또는 (3) 위치 검출 중 임의의 것을 가능하게 하는 정보를 제공할 수 있는 하나 이상의 범프/접촉 센서, 및/또는 RAA(200)의 동작 상태(예를 들어, 특정한 대표적인 실시예들에서, 특히 휠 미끄러짐, 동작 온도 및/또는 빈 가득참(bin fullness) 등)를 검출하는 센서들을 포함할 수 있다.

제어 유닛(215)은 RAA(200)를 제어하고 사용자와 인터페이스하기 위해 하나 이상의 프로세서 및/또는 전용 회로를 포함할 수 있다. 제어 유닛(215)은 SLM(simultaneous localization and mapping)을 수행하도록(예를 들어, 수행할 수 있도록) 구성된 내비게이션 시스템을 형성하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 매핑은 RAA(200)의 궤적을 계획하는데(예를 들어, RAA(200)의 이동/동작을 위한 효율적인 궤적을 계획하는데) 사용될 수 있다. 일부 대표적인 실시예에서, RAA(200)는 RVC로서 사용될 수 있고, 제어 유닛(215)은 특히 자동 빈 비우기(bin emptying) 및/또는 스폿 클리닝에 대한 원격 제어를 위한 전용 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다.

내비게이션 시스템은 RAA(200)의 헤딩(heading)을 추적하기 위하여(예를 들어, 이동 방향을 추적하기 위하여) 자이로스코프(240)의 판독값을 사용할 수 있고/있거나 RAA(200)의 병진 이동을 추적하기 위해 가속도계(250) 및/또는 견인(traction) 시스템와 관련된 정보(예를 들어, 휠 회전 정보)를 사용할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 자이로스코프(240)의 스케일은 자력계(250)로부터의 정보를 사용하여 캘리브레이션될 수 있다.

당업자는 RAA의 개시된 실시예들이 RVC를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다는 것을 이해한다.

도 4a 및 도 4b는 제1 환경에서의 대표적인 캘리브레이션 절차를 예시하는 그래프들의 세트이다. 도 5a 및 도 5b는 제2 환경(예를 들어, 더 지장을 주는(disruptive) 자기장 환경)에서의 도 4a 및 도 4b의 캘리브레이션 절차를 예시하는 그래프들의 또 다른 세트이다. 도 6a 및 도 6b는 제3 환경(예를 들어, 훨씬 더 지장을 주는 자기장 환경)에서의 도 4a 및 도 4b의 캘리브레이션 절차를 예시하는 그래프들의 또 다른 세트이다.

이제 도 4a, 도 5a 및 도 6a를 참조하면, RAA(200)는 수직 축(z 축) 주위로 복수의 360°회전(이후 N + 1 회전이라고 지칭됨)을 수행할 수 있고/있거나 수행하도록 제어될 수 있다. RAA(200)가 회전함에 따라, 이러한 각각의 360°회전에 대해, 자력계(250)는 복수의 기준점(예를 들어, 도 4a, 도 5a 및 도 6a의 기준점 1-12(기준점의 수는 이하 M 기준점이라고 지정됨))에서 자기장을 측정할 수 있다. 단지 예로서, 기준점은 M = 12의 균등한 간격의 각위치에서 (예를 들어, 베어링, 예를 들어, 30°마다) 지정될 수 있다. 기준점은 균등한 간격이거나, 기준점 사이의 간격은 (예를 들어, 회전 내에서) 변화될 수 있고, 기준점의 수는 12보다 많거나 적을 수 있다. 자력계(250)로부터 수집된 데이터는 본 명세서에 상세히 설명된 바와 같이 자이로스코프(240)의 스케일을 캘리브레이션하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, RAA(200)가 도킹/충전 스테이션(300)을 떠난 후에(예를 들어, 직후에) RAA(200)가 다수의 회전을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. RAA(200)가 도킹/충전 스테이션(300)을 떠난 직후의 회전에 추가하거나 회전을 대신하여, 회전은 RAA(200)의 정상적인 움직임(예를 들어, RVC의 흡입 동작)의 일부로서 수행될 수 있다. 자이로스코프(240)의 스케일을 결정하기 위해 데이터가 수집되는 회전을 수행하기 전에 자력계(250)가 캘리브레이션되거나 캘리브레이션되지 않을 수 있다.

자력계(250)가 캘리브레이션(예를 들어, 완벽하게 캘리브레이션)되고, 자기 측정(예를 들어, 모든 자기 측정)이 회전의 모든 점에서 이상적이고 변함없는 자기장 내에서 행해진다면, 자력계(250)가 도 4a에 도시된 바와 같이 원(예를 들어, 근사 원)을 형성하는 (예를 들어, 수평면 상에 투영된 것과 같은) 자기장에 대하여 동일한 크기 및 상이한 배향을 측정할 것이다. 보다 현실적인 조건에서, 측정치는 도 5a에 도시된 것과 다소 유사하게 보일 수 있다. 비교에 의해, 조건들이 열악한 경우(예를 들어, 주변 자기장의 현저한 변화), 자력계 판독값은 사실상 도 6a에 도시된 바와 같을 수 있다. 예를 들어, 조건은 RAA(200) 근처 또는 인접해 있는 전류가 흐르는 도체 및/또는 대형 금속(예를 들어, 강자성 물질)과 같은 영역에서의 전자기 활성으로 인한 자기장 변동/변화 때문에 악화될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, RAA(200)의 N + 1 회전 중 적어도 제1 회전은 (예를 들어, 자기장의 측정을 위해) 자기장에 대한 M 개의 기준점을 찾는데 사용될 수 있다. 후속하는 N 번의 턴은 자이로스코프(240)의 스케일(즉, 스케일 팩터 또는 스케일 보정)을 결정(캘리브레이션)하는데 사용될 데이터를 수집하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, RAA(200)가 일정한 속도로 회전하고 있는 것으로 결정되거나 검출된 후에, 자이로스코프 통합이 헤딩 각도를 제공하기 위해 시작될 수 있다. 자이로스코프의 스케일이 아직 결정되지 않더라도, 회전 속도가 일정한지 여부는 (예를 들어, 여전히) 정확하게 결정될 수 있다. M 개의 기준점 1-12에 대한 데이터(예를 들어, M = 12)가 기록될 수 있다. 데이터는 (자이로스코프 통합 데이터로부터 결정된 바와 같은) 헤딩 각도 및 (자력계 출력 데이터로부터 결정된 바와 같은) 3D 자기장 벡터를 포함하는 2-튜플(2-tuple)(예를 들어, 각각의 기준점에 대한 2-튜플)을 포함할 수 있다. 각각의 기준점에는 인덱스, 예를 들어 기준점 인덱스 1-12가 할당될 수 있다.

다음 N 회전에 대해, 자이로스코프 스케일은 수집된 데이터에 기초하여 캘리브레이션될 수 있다. 예를 들어, 자력계의 출력이 (이론적으로 RAA(200)가 대응 기준점 1-12와 동일한 헤딩(즉, 각도 배향)에 있다는 것을 나타내는) 기준점 중 하나의 자력계 벡터와 매칭(match)된다(예를 들어, 한 번, 여러 번 또는 매 번 자력계(250)의 출력이 일치한다)는 조건에서, 그 지점에서 기록된 2-튜플은 자이로스코프 스케일 추정치를 업데이트하는데 사용될 수 있다.

RAA(200)가 기준점 1-12 중 하나와 동일한 헤딩에 가장 가까운 지점에 언제도달했는지를 결정하는 많은 방법이 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, RAA(200)가 소정의 기준점 1-12에 가장 가까운 헤딩에 언제 도달했는지를 결정하기 위하여, 2-튜플은 비교적 높은 속도(rate)로 예를 들어, 360°회전 당 수백에서 수천 번의 범위에서 자력계(250)의 출력 및 자이로스코프(240)의 출력으로부터 샘플링될 수 있다. 자력계(250)의 출력의 샘플링된 판독값이 기준점 1-12 중 하나의 특정 문턱값 내에 있을 때, 2-튜플은 자이로스코프 스케일을 계산하는데 사용될 수 있다. RAA(200)가 회전을 계속함에 따라, 자력계(250)의 샘플링된 판독값이 그 기준점 1-12에 더 근접하게 기록되면, 자이로스코프 스케일은 그 최신 2-튜플 데이터를 사용하여 업데이트(예를 들어, 다시 업데이트)될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자이로스코프 스케일을 업데이트하기 위해 문턱값보다 작은 2-튜플(예를 들어, 2-튜플마다)을 사용(예를 들어, 즉시 사용)하는 대신에, 문턱값 내의 2-튜플(예를 들어, 모든 2-튜플)은 RAA(200)가 자력계(250)의 샘플링된 판독값이 기준점 1-12에 가장 가까운 2-튜플을 결정할 때까지 저장(예를 들어, 일시적으로 저장)될 수 있다(예를 들어, 자이로스코프 스케일을 업데이트하기 위해 그 하나의 샘플링된 판독값을 사용할 수도 있음(예를 들어 사용만 할 수 있음)). 자이로스코프 스케일의 계산은 비교적 낮은 비용 계산일 수 있고, 이들 2 개 튜플을 절약하는 것은 메모리(230)를 필요로 하거나 메모리(230)를 사용할 수 있기 때문에, 전체적으로 자이로스코프의 스케일은 예를 들어 문턱값 내의 복수의 2-튜플을 저장하고 어느 것이 자력계(250)의 가장 가까운 샘플링된 판독값을 갖는지 결정하는 대신에, 문턱값 내에 있는 2-튜플(예를 들어, 각 튜플)에 대해 계산될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, RAA(200)는 특정 기준점 1-12에서 자력계(250)의 판독값을 추정하기 위해 보간할 가장 가까운 샘플링된 판독값 세트를 사용할 수 있다. 보간법은 선형 또는 비선형 보간 연산을 사용할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 기준점 1-12는 인덱스를 할당받을 수 있고, 프로세싱 알고리즘은 그 순간에(예를 들어 각각의 순간에) 고려되고 있는 기준점 1-12의 인덱스를 추적할 수 있다. 동작은 초기 회전 동안 M 개의 기준점 중 마지막 것이 설정된 후에(예를 들어, 직후에), 제1 기준점의 인덱스, 예를 들면 1로 카운터를 설정하는 것으로 시작할 수 있다. 카운터는 현재 샘플링된 2 튜플의 자력계(250)의 샘플링된 판독값이 현재 기준점(예를 들어, 기준점 1)보다 다음 기준점(예를 들어, 기준점 2)에 대응하는 자력계 판독값에 더 근접할 때까지 현재 인덱스 값(예를 들어, 1)으로 유지될 수 있다. 그 지점에서, 인덱스(예를 들어, 인덱스 = 1)는 다음 값(예를 들어, 인덱스 = 2)으로 업데이트될 수 있다.

M 개의 기준점들(예를 들어, 기준점 1-12)의 일부 또는 전부는 M 자이로스코프 스케일 추정치들을 각각 계산하기 위한 기준으로서 사용될 수 있다. N + 1 회전이 완료된 후, M 개의 자이로스코프 스케일 추정치(예를 들어, M 개의 기준점(예를 들어, 기준점 1-12) 각각에 대해 하나임, 그러한 M 개의 추정치 각각은 N 개의 2-튜플을 기반으로 함)는 단일 자이로스코프 스케일 추정치를 얻기 위해 평균화될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자력계(250)의 반복성(repeatability)이 Δθ 도인 경우, 자이로스코프(240)의 이득 정확도는 다음과 같이 수학식 1에 설명된 바와 같을 수 있다:

여기서, N은 회전 수이고, Δθ는 자력계 반복성 팩터이다. 수학식 1에 반영된 바와 같이, 자이로스코프 이득 추정 정확도는 회전 수 N의 증가 및 자력계 반복성/정확도 팩터 θ의 감소 둘다와 함께 향상될 수 있다(예를 들어, 자력계 반복성/정확도 팩터 Δθ의 감소는 자력계 판독값의 반복성/정확도 향상과 상관이 있을 수 있다).

아래의 표 1은 수학식 1에 따라 회전 수 및 자기장 반복성의 함수로서 자이로스코프(240)의 이득 정확도를 나타낸다. 자력계 반복성은 측정 잡음보다 자기 환경에 (예를 들어, 더) 의존할 수 있는데, 저역 필터링은 잡음을 상당히 제거할 수 있기 때문이다. 실험에 따르면 약 1.5°의 자력계 반복성 계수 Δθ가 현실 세계에서 실제적으로 달성할 수 있는 것의 최상단 근처에 있으며, 약 2.8°가 더 일반적일 수 있지만, 나쁜 실세계 자기장은 17°만큼 나쁘거나 더 나쁠 수 있다.

자이로스코프 이득 추정 정확도는 샘플 포인트 M의 증가하는 수에 따라 향상될 수 있다. 예를 들어, M 개의 기준점에 대한 평균은 약 만큼 이득 에러를 감소시킬 수 있다(예를 들어, 더 감소시킬 수 있다).

약 2.8°의 통상적인 자력계 필드 반복성에 대해, 자이로스코프 이득 추정에서 0.25% 이상의 정확도는 RAA(200)의 약 3-4 회전/스핀(예를 들어, N = 3 내지 4) 및 예를 들어 12 개의 기준점(예를 들어, M = 12)으로 본 명세서에 개시된 기술 및/또는 절차를 사용하여 대부분의 시간 동안 달성될 수 있다.

도 4b, 도 5b 및 도 6b는 회전 수의 함수로서 0.99의 정확한 값에 대한 자이로스코프 스케일의 수렴을 도시한다. 자력계 측정치가 도 6b의 제3 환경에서와 같이 잘 캘리브레이션되지 않더라도 0.25%의 정확도 오차가 달성될 수 있다.

정확도에 영향을 미치는 에러 원인은 (1) 자기장 간섭, (2) 측정 잡음, (3) 자력계와 자이로스코프 데이터 사이의 지연, (4) 원하는 축을 정확하게 회전하지 않는 회전(예를 들어, RAA(200)의 예를 사용하여 z 축), 및/또는 (5) 무엇보다 예를 들어 회전하는 동안 바닥에서 RAA(200)의 수평 병진 이동에 의해 초래되는 회전시의 자기장 변화 중 임의의 것을 포함할 수 있다.

이득 캘리브레이션 정확도는 일반적으로 (1) 회전 수 및/또는 (2) 회전 당 기준점의 수로 향상될 수 있다. 도 4b, 도 5b 및 도 6b는 약 0.99의 이득 캘리브레이션 정확도로의 연산 및/또는 알고리즘의 수렴을 도시한다.

도 7은 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 이들의 조합을 사용하는 제어 유닛(215) 및/또는 프로세서에 의해 구현될 수 있는 대표적인 캘리브레이션 절차를 나타내는 흐름도이다. 동작(710)에서, (예를 들어 RVC와 같은) RAA(200)는 축을 중심으로 (예를 들어 가능한 한 정지 상태로, RVC의 경우에, 예를 들어 수직으로, 예를 들어 기울어지지 않게) 회전을 시작하도록 명령받을 수 있다. 동작(712)에서 회전이 안정된(steady) 속도인 것으로 결정된다는 조건에서 및/또는 일단 회전이 안정된 속도인 것으로 결정되면, 동작(714)에서 RAA(200)는 (1) (예를 들어, 자이로스코프 출력의 통합으로부터의) 각도 헤딩 및 (2) (예를 들어, 자력계로부터의) 자력 벡터 판독값의 2-튜플을 수집하기 시작할 수 있다.

특정한 대표적 실시예에서, 캘리브레이션 절차는 도킹/충전 스테이션(300)의 결정된 위치 또는 근처에 기초하여 트리거될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 절차는 (1) RAA(200)가 스위치 온 후에, (2) RAA(200)가 도킹/충전 스테이션(300)을 떠나기 전 또는 떠난 직후에, 및/또는 (3) RAA(200)가 도킹/충전 스테이션(300)으로 복귀하기 직전 또는 복귀한 직후에 트리거될 수 있다.

동작(716)에서, RAA(200)는 각각의 기준점에 인덱스를 할당할 수 있다. 동작(718)에서, RAA(200)는 M 개의 기준점에 대한 데이터가 수집된 후 회전을 카운트하기 시작하기 위해 N = 1로 회전 카운터를 설정할 수 있다. 동작(720)에서, RAA(200)는 각 기준점에 인덱스 I를 할당할 수 있다. 동작(722)에서, RAA(200)는 완전한(full) 회전 당 M 샘플보다 높은(예를 들어, 실질적으로 더 높은) 속도로 (예를 들어, 2-튜플로서) 자력계(250) 및 자이로스코프(240)로부터 판독 및/또는 샘플링을 시작할 수 있다. 예를 들어, 샘플링 속도는 적어도 M보다 큰 문턱값일 수 있다. 동작(724)에서, RAA(200)는 자력계(250)의 출력이 기준점 I에 대해 저장된 자기 벡터의 미리 결정된 문턱값 내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 만일 그렇다면, 흐름은 동작(726)으로 진행할 수 있고, RAA(200)는 문턱값이 충족되었기 때문에(문턱값 내의 자력계(250)의 제1 판독값에 대하여 실제값(true)일 수 있음(예를 들어, 항상 실제값일 수 있음)), 자력계(250)의 현재 판독값이 자력계(250)의 이전의 가장 가까운 판독값보다 현재 기준점의 자기 벡터에 더 가까운 지의 여부를 결정할 수 있다. 도 7에는 명시적으로 도시되지 않았지만, 결정은, 가장 가까운 샘플을 저장하고, 이전에 저장된 가장 가까운 샘플과 현재의 샘플을 비교하고, 더 가까운 샘플이 수신될 때마다 저장된 가장 가까운 샘플을 업데이트함으로써 행해질 수 있다.

동작(724)에서의 조건 및 동작(726)에서의 조건 모두가 충족되면, 흐름은 동작(728)으로 진행할 수 있고, 기준점 I에 대하여 자이로스코프 스케일 팩터를 업데이트(때때로 스케일 보정(ScaleCorrection)이라 지칭됨)하는데 각도 및 자기 벡터의 2-튜플이 사용될 수 있다. 동작(726)에서 자력계(250)의 현재 판독값이 이전 판독값보다 현재 기준점 I에 대응하는 자기 벡터에 더 가깝게 결정되지 않으면, 샘플이 자이로스코프 스케일 추정치를 업데이트하는데 사용되지 않도록 흐름은 동작(728)을 건너 뛸 수 있다.

동작(724)으로 돌아가서, 자력계(250)의 판독값이 문턱값 내에 있지 않으면, 흐름은 동작(724)으로부터 동작(726 및 728)에 걸쳐 건너 뛸 수 있고 동작(730)으로 진행할 수 있다(예를 들어, 직접 동작(730)으로 진행할 수 있다).

동작(730)에서, RAA(200)는 자력계(250)의 현재 판독값이 현재 기준점 I에 대응하는 자기 벡터보다 다음 기준점 I + 1에 대응하는 자기 벡터에 더 가까운지의 여부를 결정할 수 있다. 자력계(250)의 현재 판독값은 현재 기준점 I에 대응하는 자기 벡터보다 다음 기준점 I + 1에 대응하는 자기 벡터에 더 가깝지 않다면, 흐름은 예를 들어 동작(722)으로 진행하여, 동작(722 내지 728)에 따라 다음 2-튜플 샘플이 마지막 2-튜플 샘플보다 더 가까운지 여부를 결정하기 위해 다음 2-튜플 샘플을 판독 및 처리할 수 있다. 만일 자력계(250)의 현재 판독값이 현재 기준점 I에 대응하는 자기 벡터보다 다음 기준점 I + 1에 대응하는 자기 벡터에 더 가깝다면, 흐름은 동작(732)으로 진행할 수 있고, 인덱스 I는 I + 1로 업데이트되어, 다음 기준점에 대하여 작업하기 시작할 수 있다.

동작(734)에서, RAA(200)는 인덱스 I가 M(완전한(full) 360°회전이 완료되었음을 표시함)에 도달했는지 여부를 결정할 수 있다. 인덱스 I가 M에 이르지 않은 경우, 흐름은 다음 샘플을 취하기 위해 동작(722)으로 진행할 수 있다(예를 들어, 아마 다음 기준점과 비교될 수 있음). 인덱스 I가 M에 이르면(예를 들어, 완전한 회전이 완료되었음을 표시함), 흐름은 동작(736)으로 진행할 수 있고, N은 증가될 수 있고(예를 들어, 360°회전이 완료되었고 다음 360°회전이 시작되었음을 나타냄), I는 (예를 들어, 제1 기준점에 대한 데이터를 수집하는 것으로 돌아가기 위하여) 1로 리셋될 수 있다. 동작(738)에서, RAA(200)는 제1 회전(예를 들어, 기준점 수집 회전) 이후 (완료된 회전 수를 나타내는) N이 미리 결정된 수의 완전한 회전(예를 들어, 12 회전)에 도달했는지 여부를 결정할 수 있다. 제1 회전 후에 완료된 회전 수가 미리 결정된 수의 완전한 회전에 도달하지 않았다면, 흐름은 다음 샘플을 취하기 위해 동작(722)으로 되돌아 갈 수 있다. 제1 회전 이후 완료된 회전의 수가 미리 결정된 수의 완전한 회전에 도달했다면, 모든 데이터가 수집되었고 프로세싱은 동작(740)으로 진행할 수 있고, M 개의 기준점 각각에 대해 추정된 스케일은 최종 자이로스코프 스케일 추정치를 생성하기 위해 평균화 및/또는 가중화될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, M 개의 스케일 추정치의 일부 또는 전부는 그 기준점에 대응하는 데이터의 품질에 기초하여 가중치가 할당될 수 있다. 데이터의 품질은, 예를 들어 만일 있다면 어느 샘플을 폐기할지 결정하는데 사용하기 위해 전술한 임의의 기준에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 데이터의 품질은 (예를 들어, 기준점의 문턱값 내에서) 기준점에 적절하게 매칭된 자력계 샘플의 수에 대응할 수 있다. 동작(742)에서, 프로세싱은 종료될 수 있다.

자이로스코프 스케일 추정의 정확도에 영향을 줄 수 있는 추가 에러 원인은 N + 1 회전(예를 들어, RAA(200)의 수평 병진 이동) 동안 측정 축에 수직인 평면에서의 RAA(200)의 원하지 않는 병진 이동을 포함한다. 예를 들어, 현재 시판되는 RVC는 딱딱한 표면(예를 들어, 나무 바닥)에서 회전하는 동안 비교적 안정적으로 유지되지만, RVC는 카페트와 같은 더 부드러운 표면에 있을 때는 그러한 회전 동작 중에 병진 이동(일반적으로 "보행(walk)"이라고 함)하는 경향이 있을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이와 같은 보행은 자력계(250)에 의해 측정된 자기장에 바람직하지 않은 변화를 야기할 수 있다. 이 문제를 다루는 하나의 잠재적 해결책은 RVC가 도킹 스테이션에 있는 동안, N + 1 회전이 수행될 수 있도록 RVC 및 도킹 스테이션을 설계하는 것이다.

특정한 대표적인 실시예에서, 제1 회전 후의 N 회전은 한 방향(예를 들어 시계 방향)의 제1 회전 세트와 반대 방향(예를 들어, 반시계 방향)의 제2 회전 세트로 분할(split)될 수 있다. 이들 실시예에서, RAA(200)는 회전 방향의 반전에 관계 없이 동일한 일반적인 방향으로 계속해서 보행하는 경향이 있다. 그러나, RAA(200)의 수평 병진 이동 과정 동안의 자기장 기울기가 비교적 균일하면, 2 세트의 회전 각각에서의 에러는 서로 상쇄되는 경향이 있을 수 있다.

다른 대표적인 실시예에서, 기준점의 특정한 수 M을 선택하기보다는, RAA(200)는 알고리즘에 기초하여 모든 측정 포인트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 회전 동안 모든 2-튜플이 저장될 수 있으며, N 개의 후속 회전 동안 샘플링된 2-튜플(예를 들어, 각 측정 2-튜플)은 자력계(250)의 가장 가까운 판독값(예를 들어, 특히 자력계 XY 자기장 판독값, 자력계 XYZ 자기장 판독값 및/또는 극좌표에서의 각도 거리 측면에서 가장 작은 거리)에 기초하여 기준 2-튜플에 매칭될 수 있다. 이는 프로세싱 부하 및 메모리 요건을 증가시킬 수 있다(예를 들어, 상당히 증가시킬 수 있다). 예를 들어, M = 6 내지 12 기준점과 같이 적은 수의 기준점과는 대조적으로, 모든 이용 가능한 샘플을 사용하는 것으로부터는 정확도에 대한 주목할 만한 개선이 없음을 경험적 관측 결과가 나타내는 것으로 보인다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자기장 변화를 나타내는 특정 특성을 갖는 샘플을 사용하지 않음으로써 정확도가 향상될 수 있다. 예를 들어 주어진 기준점에 대한 매칭 샘플(예를 들어, 해당 기준점에 해당하는 자력계 출력과 샘플에 대한 자력계 출력 사이의 거리의 함수로서 가장 가까운 두 번째 내지 N + 1 번째 회전 중에 취해진 샘플)이 대부분의 다른 매칭 샘플과 비교할 때 상대적으로 큰 매칭 에러를 가진다면, 해당 샘플은 스케일 추정치를 업데이트하는데 사용되는 것이 아니라 폐기될 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, 예를 들어 약 1 내지 3 표준 편차의 범위 또는 2 표준 편차의 범위에서 표준 편차의 수에 기초한 문턱값이 매칭 샘플을 사용할지 폐기할지 여부를 결정하도록 설정될 수 있다.

매칭 샘플을 폐기하는 또 다른 가능한 기준은 도 4a, 도 5a, 및 도 6a에 도시된 바와 같이 그 회전을 위한 자기 원의 중심이 기준 원의 중심으로부터 소정의 문턱값보다 큰 양만큼 오프셋된다면, 완전한 회전에서 모든 데이터를 폐기하는 것일 수 있다. 완전한 회전의 하나 이상의 샘플을 폐기하는 또 다른 기준은 완전한 회전 또는 완전한 회전의 일부 동안 자기장 판독에 의해 추적된 형상에 기초할 수 있다. 예를 들어, 형상이 원과 너무 먼 경우 완전한(예를 들어, 전체) 회전에 대한 데이터가 폐기되거나, 또는 형상의 일부가 원의 해당 부분과 너무 멀면, 완전한 회전의 해당 부분에 대한 데이터가 폐기될 수 있다.

하나 이상의 샘플을 폐기하는 다른 기준은 기준 회전 동안 자기장의 2D 투영의 형상을 후속 회전들의 형상과 비교하는 것이다. (예를 들어, 유사성 메트릭이 문턱값보다 크거나 작도록) 임의의 형상 유사성(shape similarity) 메트릭이 사용될 수 있다. 하나의 대표적인 메트릭은 두 형상의 중첩되지 않는 영역을 계산하는 것일 수 있다. 두 번째 메트릭은 먼저 두 형상의 중첩되지 않는 영역을 계산한 다음, 두 형상의 평균 영역에 의해 결과를 정규화하는 것일 수 있다. 완전한 회전의 하나 이상의 샘플을 폐기하는 추가의 기준은 자기 벡터의 진폭에 기초할 수 있다. 예를 들어, 측정된 자기장의 진폭이 대응 기준점의 자기장의 진폭과 문턱값보다 큰 양만큼 상이한 경우, 샘플은 폐기될 수 있다. 자기 벡터 측정치의 원의 중심이 제로로부터 오프셋될 수 있고, 자기 벡터 측정치의 원의 중심이 0으로부터 오프셋되는 경우, 진폭은 참 제로(true zero)가 아닌 원의 중심으로부터 측정될 수 있다는 것이 고려된다. 신뢰할 수 없는 샘플들이 폐기될 수 있는 몇몇 대표적인 실시예에서, RAA(200)는 N 번 회전하도록 제어될 수 있고, N 개의 회전들 중 전술한 기준들 중 하나 이상을 만족하는 것만이 자이로스코프 스케일 팩터를 계산하는데 사용될 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, RAA(200)는 N 개의 "양호한(good)" 회전(예를 들어, 하나 이상의 기준을 만족하는 N 회전)이 완료될 때까지 회전을 계속하도록 제어될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자이로스코프 스케일 팩터의 캘리브레이션을 위해 자력계 반복성(예를 들어, 자력계 반복성만)이 사용될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, RAA(200)의 상이한 회전에 대한 동일한 안정된 지점(예를 들어, 문턱값 허용 오차 내)이 달성될 수도 있고 달성되지 않을 수도 있기 때문에, RAA(200)가 회전하고 있는 동안(예를 들어, RAA(200)의 회전으로 정지한 후에 측정치가 취해진 안정된 지점 대신에 또는 그에 부가하여) 자력계 지점이 사용될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 필터는 자이로스코프(240)의 샘플/판독값 및 자력계(250)의 샘플/판독값 중 하나 또는 둘 모두에, 예를 들어 잡음을 감소시키기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어, 적용된 필터는 예를 들어 잡음을 감소시키기 위하여, 무엇보다 (1) 무한 임펄스 응답(Infinite Impulse Response, IIR) 필터 및/또는 (2) 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response, FIR) 필터를 포함할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 동일한 필터가 자이로스코프(240)의 샘플/판독값 및 자력계(250)의 샘플/판독값과 관련된 지연을 동일하게 유지하는데 사용될 수 있다.

예를 들어, 회전이 설정되거나, 의도되거나, 또는 발생하고 있는 것으로 믿어지는 축 중심이 아닌 회전의 임의의 성분을 지칭하는 틸트(tilt)는 자이로스코프 스케일 추정의 정확도를 감소시킬 수 있다.

계속해서 RAA(200)의 예에서, 의도된 회전축은 수직축, 예를 들어 센서의 z- 축일 수 있는 중력 축일 수 있다. 틸트 에러는 예를 들어 두 가지 원인의 결과일 수 있다. 첫째, 지지 표면(예를 들어, 바닥)은 기울어질 수 있다(예를 들어, 바닥은 중력에 수직하지 않을 수 있다). 센서 패키지(235)의 본체 프레임 또는 하나 이상의 센서(240, 250 및/또는 260)(예를 들어, 자력계(250) 및/또는 자이로스코프(240)의 기준 프레임)에서 자력계(250)의 이상적인 출력은 여전히 수직 축에 수직인 평면에서 원이 될 수 있고, 틸트가 없는 경우와 상이한 원이다. 그러한 실시예는 자력계 반복성에 의존하기 때문에(예를 들어, 오직 의존만 하기 때문에), 예를 들어, 바닥 틸트로부터 야기된 임의의 자력계 필드 변화에 의해 야기되는 추가 에러가 없어야 한다. RAA(200)의 회전축은 (더 이상 수직이 아닐 수도 있을지라도) 여전히 하나 이상의 센서(240, 250 및/또는 260)의 Z 축과 여전히 동일할 수 있기 때문에, 자이로스코프(240)는 z 축에서 여전히 회전을 나타낼 수 있다. 전술한 이러한 실시예는 이러한 제1 타입의 틸트에 영향을 받지 않을 수 있다.

둘째로, 센서 패키지(235) 및/또는 하나 이상의 센서(예를 들어 자력계(250) 및/또는 자이로스코프(240))는 RAA(200)의 추정된 수직축으로부터 약간 기울어져서 RAA(200) 내에 장착될 수 있다(일반적으로 회로 보드 틸트 또는 단지 보드 틸트라고 함). 회전축은 (예를 들어, z 축에 대응하는) RAA(200)의 수직축일 수 있다. 자이로스코프(240)의 본체 프레임에서 측정된 각속도는 틸트에 기인하여 센서(240, 250 및/또는 260)의 수직축을 더 이상 따르지 않을 수 있다. 만일 자이로스코프(240)의 수직축이 u 방향인 경우, 자이로스코프(240)와 동일한 보드 상에 정확하게 장착된 자력계(250)에 대해서도 또한 u 방향이 자력계(250)의 수직축이 될 수 있다고 생각된다. 센서(예를 들어, 자력계(250) 및/또는 자이로스코프(240))가 경험하는 회전은 단지 그들의 수직축 중심일 뿐만 아니라, 그들의 x 축 및/또는 y 축 중심일 수도 있다. 센서의 z 축을 따라 정기적으로 자이로스코프를 통합(integrate)하면 x 및 y 축에서 회전 에너지가 손실될 수 있으며, 자이로스코프 통합을 통해 계산된 헤딩 변경에 에러가 발생할 수 있다.

z와 u 사이의 임의의 차이를 보상하는 한 방법은 틸트를 측정하고, (예를 들어, 측정된 값으로부터 x 및 y 축을 중심으로한 회전의 임의의 성분을 제거하는 것을 통하여 틸트의 영향을 제거함으로써) 센서로부터의 판독값을 조정하여 틸트를 취소(undo) 및/또는 보상하며, 조정된 판독값을 사용하여 자이로스코프 스케일의 업데이트를 수행하는 것일 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, 센서 패키지(235) 또는 센서 보드가 가속도계(260)를 포함하고 가속도계(260)의 무중력 오프셋(zero-gravity offset, ZGO)을 동적으로 결정하면, 틸트는 동적 ZGO 캘리브레이션에 기초하고/하거나 동적 ZGO 캘리브레이션으로부터 얻어질 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자이로스코프 통합의 1 차 근사는 자이로스코프(240)에 의해 u 방향으로 측정된 각속도의 놈(norm)을 z의 각속도로서 취함으로써 얻어질 수 있다.

자력계(250)의 판독값을 취하는 것과 자이로스코프(240)의 판독값을 취하는 것 사이의 임의의 지연은 (자력계(250)의 판독값이 지연 때문에 자이로스코프(240)의 판독값보다 상이한 배향 각도에서 취해지기 때문에) 스케일 추정의 정확도를 떨어뜨릴 수 있다. 이 잠재적인 에러 원인을 해결하는 한 가지 방법은 2-튜플 측정을 수행하기 전에 기준점의 일부 또는 각 기준점에서 RAA(200)를 멈추게 하는 것이다. 이는 두 측정치가 동일한 각도 배향에서 RAA(200)로 취해지도록 RAA(200)가 정지되는 기준점에 대하여 보장할 수 있다. 자이로스코프(240)의 이득이 정확하지 않기 때문에 기준점과 정확히 동일한 각도로 멈추는 것은 실현 가능하지 않을 수 있다(따라서 자이로스코프(240)가 동적으로 캘리브레이션되고 있음). RAA(200)를 회전시키는 모터의 시동 및 정지에 기인하는 변화하는 전류 및 전자기장은 자력계(250)로부터의 판독값에 더 많은 간섭 및/또는 잡음을 야기할 수 있다(예를 들어, 실질적으로 야기할 수 있다). 자주 측정을 수행하고, 측정의 어느 2 튜플이 기준 점에 가장 가까운 것인지 결정하는 전술한 대표적 절차는 측정 샘플의 각도 배향의 기준점에 대한 정확한 매칭(예를 들어, 문턱값 레벨 내에서의 매우 정확한 매칭)을 제공할 수 있다.

비록 적어도 도 2-도 3, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b 및 도 7과 관련된 대표적인 실시예가 RAA를 사용하여 설명되어 있지만, 자이로스코프 및 자력계를 포함하는 임의의 다른 디바이스(예를 들어, 로봇 및/또는 비-로봇)가 이러한 실시예들을 구현할 수 있다고 생각된다. 예를 들어, 무엇보다 IMU, TIMU(Timing & IMU)), 모바일 디바이스, 헤드 마운티드 디스플레이, WTRU 및/또는 스마트폰이 그러한 실시예를 구현할 수 있다.

디바이스의 각위치를 기반으로 한 대표적인 자이로스코프 스케일 캘리브레이션 절차

IMU, TIMU(Timing & IMU)), 및 예를 들어 모바일 디바이스, 헤드 마운티드 디스플레이, WTRU 및/또는 스마트폰을 포함하는 자이로스코프를 포함하는 다른 디바이스들의 적절한 수행을 위해, 캘리브레이션된 디바이스를 갖추는 것이 적절할 수 있다. 평면(예를 들어, 바닥 주변에 움직일 수 있는 로봇과 같은 단일 평면)에서 주로 움직이는 디바이스의 경우, 디바이스와 관련된 자이로스코프는 캘리브레이션될 필요가 있거나 캘리브레이션되어야 하는 복수의 파라미터(예를 들어, 두 가지 주요 파라미터)를 가질 수 있다. 캘리브레이션되어야 할 하나의 파라미터는 Z-축(즉, 중력에 평행) 제로-레이트 오프셋(zero-rate offset, ZRO)일 수 있으며, 캘리브레이션되어야 할 다른 파라미터는 Z-축 스케일('이득' 및/또는 '감도(sensitivity)'로도 지칭됨)일 수 있다.

선형 1-축 캘리브레이션 방정식은 다음과 같이 수학식 2에 기술된다:

G_calib는 캘리브레이션된 자이로스코프 출력이고; S는 자이로스코프 스케일이고; G_uncal는 캘리브레이션되지 않은 자이로스코프 입력이며; O는 자이로스코프 제로-레이트 오프셋(ZRO)이다.

특정한 대표적인 실시예에서, 방법, 절차, 장치 및/또는 디바이스가 ZRO를 동적으로 캘리브레이션하도록 구현될 수 있다.

다른 대표적인 실시예에서, 방법, 절차, 장치 및/또는 디바이스는, 예를 들어 추가 정보 및/또는 제약 없이 자이로스코프 스케일을 캘리브레이션하도록 구현될 수 있다. 자이로스코프 스케일은 미리 결정되거나 측정된 속도 레이트로 움직일 수 있는 턴테이블 상에서 자이로스코프를 회전시킴으로써 공장 설정에서 캘리브레이션될 수 있다. 캘리브레이션 절차에는 다음 중 임의의 것이 포함될 수 있다:

(1) 디바이스를 정지 상태로 함으로써 ZRO를 캘리브레이션하고, 정지 상태인 캘리브레이션되지 않은 자이로스코프 값, G_rest를 측정하고, O = -G_rest를 계산한다;

(2) 일정 속도 G_truth로 자이로스코프를 스핀/움직인다;

(3) 움직임이 있을 때 캘리브레이션되지 않은 자이로스코프 값, G_motion을 측정한다; 및/또는

(4) 스케일을 계산한다: S = G_truth/(G_motion + O).

캘리브레이션은 단일 측정치를 사용하거나 또는 단일 측정치로, 다중 측정치를 평균함으로써, 또는 다수의 측정을 사용하고 G_truth와 G_calib 사이의 가장 작은 잔차(residual difference)를 주는 스케일을 발견함으로써 수행(예를 들어, 완료)될 수 있다.

1-축 자이로스코프 스케일은 자이로스코프 통합에 의해 캘리브레이션될 수 있다. 턴테이블은 그 각속도(예를 들어, 회전 속도)와 관련된 부정확도를 가질 수 있다. 예를 들어, (1) 턴테이블이 알려진 속도로 정확하게 회전하지 못할 수도 있고, (2) 턴테이블의 각속도를 측정할 수 있는 인코더 또는 다른 수단이 없을 수도 있으며, (3) 무엇보다 턴테이블의 각속도를 정밀하게 측정하는 인코더 또는 다른 수단이 없을 수도 있다. 턴테이블이 알려진 각위치(예를 들어, 위치 문턱값 내의 정확하게 알려진 각위치)에서 멈출 수 있는 경우, 자이로스코프는 턴테이블, 테스트 픽스처 또는 알려진 각위치(예를 들어, 초기 각위치로부터의 각변위)를 설정할 수 있는 다른 디바이스를 사용하여 캘리브레이션될 수 있다. 이 경우, 자이로스코프 통합은 실제 움직임(truth motion)과 비교될 수 있다. 캘리브레이션 절차에는 다음 중 임의의 것이 포함될 수 있다:

(1) 디바이스를 정지 상태로 함으로써 ZRO를 캘리브레이션한다;

(2) 정지 상태인 캘리브레이션되지 않은 자이로스코프 값, G_rest를 측정하고, O = -G_rest를 계산한다;

(3) 자이로스코프 통합 위치 P_int = 0를 초기화한다;

(4) 디바이스를 정밀한 양 P_truth만큼 회전/움직인다;

(5) 디바이스가 움직이는 동안, 모든 자이로스코프 샘플을 통합한다, P_int = ∑(G_uncal + O) * ΔT; 및/또는

(4) 디바이스가 정지한 동안, 스케일을 계산한다:

(i) , 및/또는

(ii) .

회전 통합 캘리브레이션 절차에 대한 대표적인 대안

자이로스코프의 움직임은 일정한 축 중심이기 때문에, 자이로스코프 벡터의 선형 통합은 회전 통합과 등가일 수 있다.

회전 통합의 한 예는 작은 각 근사와의 오일러 통합일 수 있다. 각각의 각속도 판독값마다, 다음 중 임의의 것이 실행될 수 있다.

(1) 실수항을 1로 하고 허수항 = ω * ΔΤ/2로 하여 쿼터니언(quaternion) Δq를 창조/생성한다; 및/또는

(2) 현재 각위치 쿼터니언 q = qmult(q, Δq)를 업데이트하고, qmult는 쿼터니언 곱이다.

여기서, q는 현재 각위치이며 쿼터니언으로 표시된다; ω는 명목상으로 캘리브레이션된 자이로스코프 값이다: ω = S_nom *(G_uncal + O); S_nom은 공칭 스케일이며, ΔΤ는 샘플링 주기이다.

회전 통합 결과를 사용할 수 있는 하나의 절차는 다음을 포함할 수 있다:

(1) 두 쿼터니언을 오일러 각으로 변환하고 각각의 요(Yaw) 성분을 사용한다;

(2) 스케일 보정 E = P_truth/(Y1-Y0)을 계산한다; 및/또는

(3) 새로운 스케일 캘리브레이션을 계산한다: S = S_nom * E,

여기서, q0는 통합 전의 초기 각위치이고, q1은 통합 후 최종 각위치이다; Y0는 q0의 요(yaw)이고, Y1은 q1의 요이다.

선형 통합은 360°보다 큰 회전을 처리할 수 있고 360°미만의 회전의 경우 회전 통합을 사용할 수 있는 것으로 생각된다.

대표적인 캘리브레이션 정확도

턴테이블 캘리브레이션 이후의 자이로스코프 스케일의 정확도는 캘리브레이션 프로세스 동안 턴테이블의 회전 각도의 정확도에 의존할 수 있다. 자이로스코프 스케일 보정은 다음과 같이 수학식 3에 기술된다:

ActualRotation에 에러가 있으면, 에러는 캘리브레이션된 ScaleCorrection에서 비례 오차를 야기할 수 있다. 예를 들어, 시도된 회전이 180°이고 턴테이블 위치에 ±0.45°편차가 있는 경우, 결과적인 캘리브레이션은 실제 캘리브레이션의 0.25%보다 클 수 없다. 턴테이블이 고정된 양의 에러를 갖는다면, 예를 들어 실제 회전양을 증가시킴으로써 스케일 에러가 감소될 수 있다. 예를 들어, 360°회전에서 동일한 ±0.45°편차가 발생하면 0.125% 스케일 에러가 발생할 수 있다.

대표적인 온-보드 캘리브레이션 절차

팩토리 캘리브레이션 구성에서, (예를 들어, 캘리브레이션 테스트되고 있는) 디바이스로부터 턴테이블을 제어할 수 있는 캘리브레이션 스테이션에 원시(raw) 데이터를 전송하는 것이 고려된다. 캘리브레이션 스테이션은 데이터(예를 들어, 원시 데이터) 로깅을 시작하고, 턴테이블을 움직이고, 데이터 로깅을 마치고, 캘리브레이션을 계산하고, 캘리브레이션을 저장하고/하거나 캘리브레이션(예를 들어, 캘리브레이션 기록(record))을 (예를 들어, 캘리브레이션 테스트되고 있는) 디바이스에 보낼 수 있다. 센서 데이터의 로깅 및 디바이스로 캘리브레이션 데이터를 다시 기록하는 것을 가능하게 하는 연결은 디바이스의 구현에 부담이 될 수 있으며, 보다 복잡한 테스트/캘리브레이션 스테이션으로 이어질 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, 캘리브레이션은 (예를 들어, 캘리브레이션 테스트되고 있는) 디바이스 상에서 직접 실행(execute)(예를 들어, 실행(run))될 수 있거나 (예를 들어, 캘리브레이션 테스트되고 있는) 디바이스 상에서 부분적으로 실행되고, 디바이스 외부에서 부분적으로 실행될 수 있다.

도 8은 대표적인 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.

외부 테스트/캘리브레이션 스테이션 없이 (예를 들어, WTRU(102), RAA(200), IMU(210) 등과 같은) 디바이스 내부의 캘리브레이션을 구현하기 위해, 디바이스 102, 200 및/또는 210)는 캘리브레이션의 시작 및 정지를 표시하기 위해 스위치(예를 들어, 푸시 버튼 스위치)에 연결될 수 있는 단일 입력 핀, 및 예를 들어 적색 및 녹색 LED와 같은 2 개의 출력 LED를 사용할 수 있고, 이는 (예를 들어, 디바이스(102, 200 및/또는 210)를 이동시키는 것이 적절할 때) 디바이스(102, 200 및/또는 210)가 언제 이동될 수 있는지 표시하고, 캘리브레이션이 성공적이었는지 또는 성공적이지 않았는지를 나타내기 위해 사용될 수 있다.

도 8을 참조하면, 대표 캘리브레이션 절차(800)는 다음 중 임의의 것을 포함할 수 있다:

(1) 디바이스를 턴테이블 상에 놓고 디바이스를 시작 위치로 설정한다;

(2) 동작(810)에서, 캘리브레이션의 시작을 표시하기 위해 캘리브레이션 푸시 버튼을 누른다;

(3) 동작(812 및 814)에서, 디바이스/시스템이 회전할 준비가 되었음을 나타 내기 위해 녹색 LED가 켜질 때까지 기다린다;

(4) 동작(816)에서, 턴테이블을 180°회전/이동시킨 다음 디바이스를 정지 상태로 둔다;

(5) 동작(818)에서, 캘리브레이션의 종료를 표시하기 위해 캘리브레이션 버튼을 누른다; 및/또는

(6) 동작(820)에서, 성공 캘리브레이션을 나타내는 녹색 LED, 또는 캘리브레이션 실패를 나타내는 적색 LED를 기다린다.

캘리브레이션 절차가 푸시 버튼 스위치를 사용하는 것으로 개시되었지만, 다른 타입의 스위치가 가능하다. 예를 들어, 토글 스위치가 사용될 수 있고/있거나, 캘리브레이션 디바이스(예를 들어, 도 9의 바(920))에 인접한(예를 들어, 접촉 상태에 있는) 테스트 중인 디바이스(102, 200 및/또는 210)(또는 예를 들어 도 9의 디바이스(910))의 위치 설정에 의해 활성화될 수 있는 스위치도 사용될 수 있다. 또한, 자이로스코프(예를 들어, 자이로스코프(240)) 및/또는 가속도계(예를 들어, 가속도계(260))에서 안정된 기간을 검출함으로써 디바이스가 정지 상태에 있음을 검출함으로써 스위치의 필요 및/또는 사용을 회피하는 것이 가능하다.

시각적 표시를 위해 LED를 사용하는 것으로 캘리브레이션 절차가 개시되었지만, 다른 타입의 표시가 가능하다. 예를 들어, 청각적 표시, 다른 디바이스로의 통신, 햅틱 표시가 사용될 수 있고/있거나, 디스플레이 또는 다른 표시 디바이스가 임의의 다른 표시 대신 또는 추가로 사용될 수 있다.

캘리브레이션 절차가 180°회전을 사용하는 것으로 개시되었지만, 회전양이 알려져 있는 한(예를 들어, 테스트 중인 디바이스에 미리 구성됨) 다른 회전양이 가능하다.

정보 흐름을 위한 대표 절차

종래의 캘리브레이션 시스템은 캘리브레이션을 계산하기 위하여 하나의 외부 지점에서 캘리브레이션되고 있는 디바이스의 외부에서 수집되는 다음의 데이터 소스: (1) (예를 들어, 턴테이블 상의 인코더를 통해) 디바이스에 의해 이루어지는 움직임을 기술하는 '실제' 움직임('truth' motion); (2) 디바이스로부터 '측정된' 움직임('measured' motion)을 갖는다. 캘리브레이션을 계산한 후, 캘리브레이션 결과가 디바이스에 기록되어야 한다. 디바이스 성능 추적을 위해 캘리브레이션 결과를 로깅할 수 있다. 캘리브레이션 중 임의의 에러가 로깅될 수 있으며 운영자에게 제시될 수 있다.

본 명세서에 기술된 특정한 대표적인 실시예에 따른 자이로스코프 통합 캘리브레이션 절차를 사용하여, 실제 움직임은 움직임 전체에 걸친 시간의 모든 순간에 턴테이블의 위치를 결정(예를 들어, 앎)하는 것으로부터 시작점과 끝점 사이의 각도 변화를 결정(예를 들어, 알기만 함)하는 것으로 축소될 수 있다. 이 양이 고정되면, 실제값(truth)이 계산되어 전송될 필요가 없다. 디바이스에서 캘리브레이션이 수행된다면, 디바이스에서 센서 데이터를 보내고/보내거나 캘리브레이션 기록을 다시 디바이스에 기록하는 것이 적절하지 않을 수 있고/있거나 필요 없을 수도 있다. 심지어 디바이스에서 캘리브레이션이 행해질 때에도, 계산된 캘리브레이션 기록을 디바이스로부터 질의할 수 있는 것, 및/또는 이전 캘리브레이션에서 어떤 에러가 발생했는지 알 수 있는 것이 유용할 수 있다.

상이한 회전양에 대한 지원(예를 들어, 자동) 기능이 있는 대표적인 캘리브레이션 절차

온-보드 캘리브레이션은 예를 들어 추가(예를 들어, 임의의 추가) 입력을 필요로 하거나 사용하지 않으면서 상이한 회전양을 지원할 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 절차는 측정된 회전을 가장 가까운 Q도(Q는 큰 각도(예를 들어, 45°, 90°및/또는 180°))로 반올림하고 측정된 회전을 실제 회전으로서 사용할 수 있다. 캘리브레이션되지 않을 때, 디바이스는 제약 3을 따를 수 있다고 생각된다.

제한된 에러(즉, )가 Q/2보다 작을 수 있다. 여기에서 ScaleError는 백분율 오차이고 TotalRotations는 측정된 Q도 회전의 수이다. 예를 들어, Q = 45°및 TotalRotations = 5인 경우 캘리브레이션되지 않은 스케일 에러는 10%보다 작을 수 있거나 작아야 할 필요가 있을 수 있다.

대표적인 바(Bar) 캘리브레이션 절차

정확하고 정밀하게, 정확히 180°에서 반복적으로 정지할 수 있는 턴테이블을 생성하는 것이 가능할 수 있으며, 몇 가지 기술적인 어려움이 있을 수 있다.

도 9는 바(920)를 사용하여 디바이스(910)(예를 들어, 무엇보다 IMU, WTRU, 로봇 디바이스 및/또는 로봇 진공 청소기와 같은 캘리브레이션될 디바이스)에 대한 또 다른 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다. 도 10은 바(920)의 대향 측면을 사용하여 시작 각위치에 대해 180°회전된 디바이스(910)에 대한 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 캘리브레이션 절차는 정확한 180°회전을 제공할 수 있다. 디바이스(910)는 (1) 평평한 바닥(및/또는 디바이스가 기울어지지 않는 것을 보장하기 위하여 다른 표면(예를 들어, 지지 표면)(도시되지 않음)과 접촉하는 바닥 상의 지점); 및 (2) 예를 들어, 디바이스(910)의 측면(930) 및 바(920)의 측면(940)이 일관된 접촉 표면을 형성하도록, 바(920)의 측면(940)과 접촉하는(및/또는 인접한) 적어도 하나의 평평한 면(930)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일관된 접촉 표면은 (예를 들어, 시작 위치로서의 0°의 각위치, 그리고 시작 위치에 대한 180°의 각위치에 대한 문턱값 허용 오차 내에서) 디바이스(910)에 대하여 정확하게 알려지고 반복 가능한 각위치를 보장할 수 있다.

바(920)는 평평한 지지 표면(예를 들어, 평평한 테이블)(도시되지 않음) 상에 배치될 수 있다. 바(920)는 2 개의 평행한 표면을 형성할 수 있고 디바이스의 평평한 표면에 매칭 및/또는 결합(mate)될 수 있는 2 개의 측면(예를 들어, 접촉 표면)을 가져서, 디바이스(910)가 기울어지지 않고 정확하게 알려진 각위치에(시작 위치로서의 0°의 각위치 또는 시작 위치에 대한 180°의 각위치 중 임의의 것에) 위치할 수 있음을 보장할 수 있다 .

디바이스(910)가 시작 위치에 위치할 때, 제1 캘리브레이션 측정치는 자이로스코프의 출력으로부터 취해질 수 있다.

디바이스(910)의 측면(930)은 도 9에 도시된 바와 같이 절차의 시작을 위해 바(920)의 측면(940)에 대해 유지될 수 있다. 디바이스(910)는 (예를 들어, 수동으로 또는 모터 또는 로봇 동작을 통해) 지지 표면 상의 바(920)의 다른 측면(950) 상의 위치로 슬라이딩 및/또는 이동될 수 있다. 디바이스(910)는 도 10에 도시된 바와 같이 절차의 종료를 위해 바(920)의 다른 측면(950)에 대해 유지될 수 있다.

제2 캘리브레이션 측정치는 디바이스(910)가 바(920)의 다른 측면(950)에 위치될 때 자이로스코프의 출력으로부터 취해질 수 있다. 자이로스코프 스케일 보정이 계산될 수 있다. 특정한 대표적인 실시예에서, 스케일 보정이 문턱값 백분율을 초과하지 않을 때, 표시(예를 들어, 무엇보다 시각적 및/또는 청각적 표시)가 제공될 수 있고/있거나, 스케일 보정이 문턱값 백분율을 초과할 때, 제2 표시(예를 들어, 무엇보다 시각적 및/또는 청각적 표시)가 제공될 수 있다. 다른 대표적인 실시예에서, 표시는 특정 조건 하에서 캘리브레이션 정보를 동반할 수 있다. 예를 들어, (1) 캘리브레이션 테스트가 실패하면, 추가 평가를 위해 캘리브레이션 데이터가 디바이스로부터 컬렉션 및/또는 저장 디바이스로 엑스포트(export)될 수 있고/있거나; (2) 캘리브레이션 테스트가 통과되면, 캘리브레이션 데이터 및/또는 캘리브레이션 기록은 캘리브레이션 데이터 및/또는 캘리브레이션 기록을 저장하기 위해 디바이스로부터 엑스포트될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910) 또는 바(920)는, 예를 들어, 캘리브레이션 측정치가 0°내지 360°의 각위치의 전체 범위 중 임의의 범위에서 디바이스(910)에 대해 알려진 각위치로부터 취해질 수 있도록 복수의 평평한 측면을 가질 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910) 및/또는 바(920)는 디바이스(910)를 바(920)에 대해 지지하기 위한 홀딩 디바이스(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 홀딩 디바이스는 무엇보다도 압력 흡입, 클립 및/또는 빠른 해제를 사용할 수 있다.

도 11은 N 면 다각형(N = 4) 캘리브레이션 디바이스(1120)의 내부 표면을 사용하는, 디바이스(910)에 대한 추가의 대표적인 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.

도 12는 N 면 다각형 캘리브레이션 디바이스(1220)의 외부 표면을 사용하는, 디바이스(910)에 대한 부가적인 대표 캘리브레이션 절차를 도시하는 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 캘리브레이션 절차는 임의의 수의 정확한 회전을 제공할 수 있다. 도 9 및 도 10의 캘리브레이션 절차와 유사하게, 디바이스(910)는 (1) 디바이스(910)가 기울어지지 않도록 보장하기 위해 평평한 바닥(및/또는 다른 표면(예를 들어, 지지 표면)(도시되지 않음)과 접촉하는 바닥 상의 지점); 및 (2) N면(여기서 N은 정수) 다각형 캘리브레이션 디바이스(1120)의 제1면(1140A)과 접촉하는(및/또는 인접한) 적어도 하나의 평평한 면(930)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 디바이스(910)의 측면(930)과 N면 다각형 캘리브레이션 디바이스(1120)의 제1 면(1140A)은 일관된 접촉 표면을 형성할 수 있다. 일관된 접촉 표면은 예를 들어 디바이스(910)에 대해 정확하게 알려지고 반복 가능한 각위치를 보장할 수 있다.

N면 다각형 캘리브레이션 디바이스(1120)는 평평한 지지 표면(예를 들어, 평평한 테이블)(도시되지 않음) 상에 배치될 수 있다. N면 다각형 캘리브레이션 디바이스(1120)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 디바이스(910)가 기울어지지 않고 정확히 공지된 각위치(4면의 직사각형 캘리브레이션 디바이스에 대한 시작 위치로서의 0°의 각위치 또는 0°, 90°, 180°및/또는 270°와 같은 시작 위치에 대한 각위치 중 임의의 위치)에 위치될 수 있도록 보장하기 위하여 디바이스(910)의 평평한 표면과 매칭 및/또는 결합될 수 있는 4개의 면(예를 들어, 4개의 접촉 표면)을 가질 수 있다.

디바이스(910)가 제1 면(1140A)에 인접한 시작 위치에 위치될 때, 제1 캘리브레이션 측정치는 자이로스코프의 출력으로부터 취해질 수 있다.

디바이스(910)의 측면(930)은 도 11에 도시된 바와 같이 절차의 시작을 위해 측면(1140A)에 대해 유지될 수 있다. 디바이스(910)는 (예를 들어, 수동으로 또는 모터 또는 로봇 동작으로) 지지 표면 상의 제2 면(1140B) 상의 위치로 슬라이딩 및/또는 이동될 수 있다. 캘리브레이션 절차는 1140B에 인접한 이 제2 위치에 대해 반복될 수 있으며, 1140C 및 114OC에 인접한 추가 위치에 대해 추가로 반복될 수 있다.

자이로스코프 스케일 보정은 예를 들어 캘리브레이션 측정치 간의 차이를 취하고, 스케일 보정을 계산하기 위해 임의의 수의 이들 차이를 사용함으로써(및/또는 이들 차이의 평균을 구함으로써) 계산될 수 있다. 특정한 대표적인 실시예들에서, 스케일 보정이 문턱값 백분율 및/또는 초(second)를 초과하지 않을 때, 시각적 및/또는 청각적 표시가 제공될 수 있고, 스케일 보정이 문턱값 백분율을 초과할 때 상이한 시각적 및/또는 청각적 표시가 제공될 수 있다 .

N면 캘리브레이션 디바이스(1220)와 관련된 캘리브레이션은 N면 캘리브레이션 디바이스(1120)의 캘리브레이션과 유사하지만, 제1 내지 제4 면(1l240A, 1240B, 1240C 및/또는 1240D) 중 임의의 하나에 인접하여 캘리브레이션 측정치가 발생하도록 디바이스(910)가 (N면 캘리브레이션 디바이스의 내부 대신에) 외부 주위를 이동한다는 것이 예외이다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910) 및/또는 N면 다각형 캘리브레이션 디바이스(1120 또는 1220)는 홀딩 디바이스(도시되지 않음)를 가질 수 있다.

도 13a는 디바이스 픽스처(1310)의 평면도를 도시하는 다이어그램이다. 도 13b는 디바이스 픽스처(1310)의 측면도를 도시하는 다이어그램이다. 도 13c는 디바이스(910)의 평면도를 도시하는 다이어그램이다. 도 13d는 디바이스(910)의 측면도를 도시하는 다이어그램이다.

도 13a 내지 도 13d를 참조하면, 캘리브레이션 절차는 디바이스 픽스처(1310)를 사용하여 도 13c 및 도 13d에 도시된 바와 같이 무엇보다도 예를 들어 디바이스(910)가 불규칙한 형상 및/또는 연속 곡률을 가질 때, 평평한 바닥 표면 및/또는 하나 이상의 평평한 측면 중 임의의 것을 제공할 수 있다. 디바이스 픽스처(1310)는 하나 이상의 바닥 및/또는 측면(1310A 및 1310B)(예를 들어, 디바이스(910)의 표면에 상보적인 윤곽과 결합할 수 있는(포함할 수 있는) 내부 표면)을 포함할 수 있고, 평평한 바닥면(1320A) 및 하나 이상의 평평한 측면(1320A)(예를 들어, 캘리브레이션 디바이스(바(920) 및/또는 N면 다각형 캘리브레이션 디바이스(1120 또는 1220))의 표면에 상보적인 윤곽과 결합할 수 있는(포함할 수 있는) 외부 표면)을 포함할 수 있다. 이러한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 바(920) 또는 N면 다각형 캘리브레이션 디바이스(1120 또는 1220)에 대해 사용될 수 있는(예를 들어 배치될 수 있는) 디바이스 픽스처(1310)에 배치될 수 있다.

이들 캘리브레이션 기술은 디바이스(910)의 Z-축 중심의 회전을 가지며, 알려진 양(예를 들어, 무엇보다 0°, 90°, 180°및/또는 270°)의 정확한(예를 들어, 매우 정확한) 실제 회전을 가진다는 제약을 유지하기 때문에, 효과가 있다. 턴테이블과의 차이점은 회전축의 선형 위치가 움직일 수 있지만 선형 위치 변경은 자이로스코프로부터 측정된 각속도에 영향을 미치지 않는다는 것이다.

도 14는 다른 캘리브레이션 절차를 나타내는 도킹 동작을 도시하는 도면이다.

도 14에 도시된 바와 같이, RAA(200)는 도킹/충전 스테이션(300)의 도킹 커넥터(310)와 결합하는(예를 들어, 전기적으로 또는 자기적으로 결합하는) RAA(200)의 도킹 커넥터(295)에 기초하여 고정된 배향을 가지는, 도킹/충전 스테이션(300)에 도킹될 수 있다. RAA(200)가 사용중이 아닌 경우, RAA(200)는 RAA(200)를 고정된 또는 사전 정의된 위치로 네비게이션함으로써 도킹/충전 스테이션(300)에 도킹될 수 있다. 예를 들어, 도킹/충전 스테이션(300) 및 RAA(200)는 예를 들어 자이로스코프 스케일 캘리브레이션에 충분한 (문턱값 회전량 미만의) RAA(200)의 적절한 결합 및/또는 신뢰성 있고 반복 가능한 위치 설정(예를 들어, 회전 위치 설정)을 보장하기 위하여, 예를 들어, RAA(200)를 도킹/충전 스테이션(300)과 적절히 정렬시키도록 형상화될 수 있다. RAA(200)는 도킹/충전 스테이션(300)으로부터 도킹 해제될 수 있고, 하나 이상의 소정 횟수 동안 회전할 수 있다. RAA(200)는 도킹/충전 스테이션(300)과 재도킹할 수 있다. 도킹/충전 스테이션(300) 내의 동일하거나 실질적으로 동일한 위치에 재도킹함으로써 RAA(200)는 자이로스코프 스케일 캘리브레이션 추정치의 결정을 위해 알려진 양(예를 들어, 360°, 720°및/또는 Nx360°) 만큼 회전될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, RAA(200)는 RAA(200)가 도킹/충전 스테이션(300)에서 도킹되어 있는 조건에서 통합 기간을 시작할 수 있다. RAA(200)는 통합 기간의 시작 시에 자이로스코프 출력을 판독할 수 있다. RAA(200)는 도킹/충전 스테이션(300)으로부터 도킹을 해제할 수 있다. RAA(200)는 하나 이상의 미리 결정된 회전을 수행할 수 있다. RAA(200)는 디바이스가 도킹 스테이션에서 다시 도킹되어 있는 조건에서 통합 기간을 종료하며, 도킹/충전 스테이션(300)과의 도킹을 재개할 수 있다. RAA(200)는 통합 기간의 끝에서 자이로스코프 출력을 판독할 수 있고, 자이로스코프 출력으로부터의 판독값을 사용하여 자이로스코프 스케일을 추정할 수 있다.

다른 대표적인 캘리브레이션 디바이스 실시예들

특정한 대표적인 실시예에서, 자동 턴테이블이 구현될 수 있다. 디바이스(910)는 턴테이블에 장착될 수 있고, 모터 및 모터 제어 시스템은 원하는 양만큼(예를 들어 스테퍼 모터를 통해 또는 하나 이상의 기계식 정지부(stop)를 사용하여) 턴테이블을 회전시킬 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 수동 턴테이블이 구현될 수 있다. 디바이스(910)는 회전을 제한하는 2 이상의 정지부를 가질 수 있는 턴테이블에 장착될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 2 개 이상의 평평한 면을 가질 수 있다. 예를 들어, 디바이스(910)는 제1 면과 제2 면 사이에 공지된(예를 들어, 정확한) 각도를 갖는 제1 면 및 제2 면을 가질 수 있다. 각도는 임의의 공지된 각도일 수 있다. 예를 들어, 디바이스(910)는 2 개의 평행한 측면을 포함할 수 있다. 캘리브레이션을 위해 제1 면은 시작 위치에 대해 고정된 에지에 배치되고 제2 면은 끝 위치의 동일한 에지에 배치될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 바(920)는 2 개 이상의 평평한 면을 가질 수 있다. 바 캘리브레이션 절차를 위해, 바(920)는 제1 평평한 면 및 제2 평평한 면을 갖고 제1 면과 제2 면 사이에 공지된 각을 갖는 임의의 형상일 수 있다. 각도는 임의의 공지된 각도일 수 있다. 예를 들어, 디바이스(910)는 하나의 평평한 면을 포함할 수 있다. 캘리브레이션을 위해, 디바이스(910)의 하나의 평평한 면은 시작 위치에 대해 바(920)의 제1 면에 배치되고 디바이스(910)의 하나의 평평한 면은 종료 위치에 대해 바(920)의 제2 면에 배치될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 하나의 평평한 면을 가질 수 있고, 바는 단일 평평한 면을 포함할 수 있다. 바 캘리브레이션 절차의 경우, 단 하나의 평평한 면이 있는 경우, 디바이스(910)의 하나의 평평한 면은 시작 위치에서 단일 평평한 면(예를 들어, 고정된 에지)에 대해 배치될 수 있고, 디바이스(910)는 360°의 배수만큼 회전될 수 있고, 디바이스는 단일 평평한 면(예를 들어, 고정된 에지)에 다시 배치될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 온-보드 캘리브레이션을 구현하기 위한 실행 가능 코드(예를 들어, 소량의 실행 가능 코드) 및 RAM(예를 들어, 소량의 RAM)을 포함할 수 있으며, 그러한 캘리브레이션을 위해 외부 테스트 제어기의 사용을 감소시키거나 제거할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 디바이스로부터 캘리브레이션 샘플을 전달하지 않을 수 있고 캘리브레이션 기록을 디바이스(910)에 다시 기록하지 않을 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 실제 회전을 측정하기 위하여, 인코더, 또는 턴테이블 상에서의 다른 측정치를 사용하지 않을 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 움직임이 수동으로 제공될 수 있기 때문에, 바 캘리브레이션은 턴테이블을 사용하지 않을 수 있다.

도 15는 자이로스코프 스케일 팩터를 추정하기 위한 대표적인 방법의 흐름도이다.

도 15를 참조하면, 대표적인 방법(1500)은 블록(1510)에서 축을 중심으로 복수의 회전만큼 디바이스(910)(또는 RAA(200))를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 블록(1520)에서, 디바이스(910)는 디바이스(910)의 회전 동안에, 자이로스코프(240)의 출력 및 자력계(250)의 출력을 샘플링할 수 있다. 블록(1530)에서, 디바이스(910)는 자력계 판독값으로부터, 자력계로부터의 샘플들 중 어느 것이, 제1 문턱값 내에 있고, 샘플 쌍 매칭으로서, 자이로스코프의 출력의 통합에 기초하여 매칭 자이로스코프 헤딩을 갖는지를 결정할 수 있다.

블록(1540)에서, 각각의 샘플 쌍 매칭에 대해, 디바이스(910)는 각각의 샘플 쌍 매칭을 사용하여 복합(composite) 자이로스코프 스케일 팩터를 결정 및/또는 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 복합 스케일 팩터는 각각의 샘플 쌍 매칭의 제1 자력계 판독값(또는 대응하는 샘플링된 자이로스코프 출력)의 시간으로부터 제2 자력계 판독값(또는 대응하는 샘플링된 자이로스코프 출력)의 시간까지의 간격에 걸친 자이로스코프 출력의 통합에 기초하여 업데이트될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 자이로스코프의 출력으로부터의 각각의 샘플 세트를 자력계의 출력으로부터의 대응하는 샘플 세트에 매칭시켜, 예를 들어 복수의 샘플 쌍을 생성할 수 있고, 각 샘플 쌍은 자이로스코프로부터의 샘플링된 출력과 자력계로부터의 해당하는 판독값을 포함한다.

특정한 대표적인 실시예에서, 매칭되는 자이로스코프 헤딩을 결정하는 것은, 제1 및 제2 자력계 판독값이 제1 문턱값 내에 있다는 조건에서 디바이스(910)가 제1 샘플 쌍의 제1 자력계 판독값과 관련된 제1 자이로스코프 헤딩 및 제2 샘플 쌍의 제2 자력계 판독값과 관련된 제2 자이로스코프 헤딩을 결정하는 것을 포함할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 제1 및 제2 자이로스코프 헤딩이 자이로스코프 헤딩 문턱값 내에 있다는 조건에서, 제1 및 제2 자이로스코프 헤딩이 매칭된다고 결정할 수 있다.

예를 들어, 디바이스(910)는 복수의 샘플 쌍들(예를 들어, 2-튜플)로부터, 샘플 쌍 중 어느 것이, 문턱값 내에 있고 매칭되는 자이로스코프 헤딩을 갖는 자력계(250)의 판독값을 갖는지 결정할 수 있다. 이러한 매칭되는 샘플 쌍(매칭되는 2-튜플)은 이후에는 샘플 쌍 매칭(sample pair match)이라 지칭된다. 디바이스(910)의 1 회전과 관련된 자력계/자이로스코프 쌍 및 디바이스(910)의 또 다른 회전과 관련된 또 다른 자력계/자이로스코프 쌍이 매칭되거나 실질적으로 매칭되는 자이로스코프 헤딩및 자력계 판독값을 가질 때 이러한 샘플 쌍 매칭이 발생할 수 있다고 생각된다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자이로스코프(240)의 출력으로부터 각각의 샘플 세트를 자력계(250)의 출력으로부터의 대응하는 샘플 세트로 매칭시키는 것은, 자력계(250)의 출력 및 자이로스코프(240)의 출력으로부터 문턱값 시간 기간 내에 취해진 샘플을 매칭시키는 것을 포함할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 샘플 쌍들(예를 들어, 각각의 샘플 쌍)은 자이로스코프(240)의 샘플링된 출력과 관련된 샘플링 정보 및 자력계(250)의 출력과 관련된 대응하는 샘플링 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자이로스코프(240) 및 자력계(250)의 출력으로부터 샘플링된 시간상 가장 가까운 샘플들은 (예를 들어, 2-튜플로서) 쌍이 될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자이로스코프(240)의 출력으로부터의 각각의 샘플 세트를 자력계(250)의 출력으로부터의 대응하는 샘플 세트로 매칭시키는 것은, 자력계(250)의 출력 및 자이로스코프(240)의 출력으로부터 문턱값 시간 기간 내에 취해진 샘플을 매칭시키는 것을 포함할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 샘플 쌍 매칭은 문턱값 내에서 자력계 출력 차이를 가지며 다른 문턱값 내에서 관련된 자이로스코프 헤딩 차이를 갖는 샘플 쌍을 포함할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 샘플 쌍 매칭은 문턱값 내의 자력계 출력 차이를 가지며 또 다른 문턱값을 초과하는 관련된 자이로스코프 헤딩 차이를 갖는 샘플 쌍을 배제할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스의 1 회전과 관련된 자력계/자이로스코프 쌍은 복수의 기준 자력계/자이로스코프 쌍이다.

특정한 대표적인 실시예에서, 복수의 기준 샘플 쌍들의 기준 자력계/자이로스코프 쌍은 디바이스(910)의 하나 이상의 다른 회전들로부터의 하나 이상의 자력계/자이로스코프 쌍들과 매칭될 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 1 회전과 관련된 자력계/자이로스코프 쌍은 1 회전 내에서 미리 결정된 수의 각위치에서 취해질 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 미리 결정된 수의 각위치에서 샘플 쌍 매칭을 가지는 속도로 자력계(250)의 출력 및 자이로스코프(240)의 출력을 샘플링할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 각각의 자력계/자이로스코프 쌍의 자력계(250)의 출력이 기준 자력계/자이로스코프 쌍에 대응하는 자력계(250)의 출력의 문턱값 내에 있는지 여부를 결정할 수 있고, 각각의 자력계/자이로스코프 쌍의 자력계(250)의 출력이 기준 자력계/자이로스코프 쌍에 대응하는 자력계(250)의 출력의 문턱값 내에 있다는 조건에서, 디바이스(910)는 각각의 자력계/자이로스코프 쌍을 사용하여 기준 자력계/자이로스코프 쌍에 대응하는 기준점에 대한 성분 자이로스코프 스케일의 추정치를 업데이트할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 자력계(250)의 출력이 기준점에 대응하는 자력계(250)의 출력에 더 가까운 각각의 후속 자력계/자이로스코프 쌍에 대해, 디바이스(910)는 각각의 후속 자력계/자이로스코프 쌍을 사용하여 그 기준점에 대한 성분 자이로스코프 스케일의 추정치를 업데이트할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스는 각각의 기준점에 인덱스를 할당하고; 각 후속 자력계/자이로스코프 쌍에 대하여 현재 샘플 쌍의 자력계(250)의 출력이 가장 가까운 기준점들 중 하나에 대응하는 인덱스로 카운터를 설정하고; 자력계(250)의 출력이 현재 기준점 또는 다음 기준점으로부터 자력계(250)의 출력과 더 가까운지 여부를 결정하며/결정하거나; 후속 자력계/자이로스코프 쌍의 자력계(250)의 샘플링된 출력이 현재 기준점보다 다음 기준점에 대응하는 자력계(250)로부터의 출력에 더 가깝다는 조건에서 카운터를 증분시킴으로써, 자력계/자이로스코프 쌍을 결정할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 각각의 샘플 쌍 매칭과 관련된 각각의 자이로스코프 헤딩에 대한 성분 자이로스코프 스케일 팩터를 결정하고/하거나; 상이한 자이로스코프 헤딩와 관련된 성분 자이로스코프 스케일 추정치를 평균화하거나 가중치하는 것 중 하나에 의해 복합 자이로스코프 스케일 팩터를 생성함으로써, 각각의 샘플 쌍 매칭을 사용하여 복합 자이로스코프 스케일 팩터를 업데이트할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 디바이스(910)의 회전축과 자이로스코프(240)의 감지 축 사이의 임의의 틸트에 대해 자이로스코프(240)의 출력을 보상할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 가속도계(260)와 디바이스(910) 사이의 틸트 각을 포함하는 가속도계(260)의 무중력 오프셋(ZGO)을 결정하고/하거나 틸트 각에 기초하여 상기 자이로스코프 출력을 보정함으로써 보상할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 자이로스코프(240)에 의해 검출된 각속도의 놈(norm)을 결정하고; 및 상기 놈을 각속도의 z 성분으로 사용함으로써 틸트 각으로 인한 자이로스코프의 출력을 수정함으로써 보상할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)의 복수의 회전만큼의 회전은 디바이스(910)를 제1 방향으로 복수의 회전의 제1 부분만큼 회전시키는 단계; 및/또는 디바이스(910)를 제2 방향으로 복수의 회전의 제2 부분만큼 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 샘플 쌍 매칭은 (1) 제1 자력계/자이로스코프 쌍의 자력계 판독과 관련된 샘플링 정보; (2) 제1 자력계/자이로스코프 쌍의 자이로스코프의 샘플링된 출력과 관련된 샘플링 정보; (3) 제2 자력계/자이로스코프 쌍의 자력계 판독과 관련된 샘플 정보; 및 (4) 제2 자력계/자이로스코프 쌍의 자이로스코프의 샘플링된 출력과 관련된 샘플 정보를 포함할 수 있다. 다른 대표적인 실시예에서, 샘플 쌍 매칭은 (1) 제1 자력계 판독과 관련된 샘플링 정보; (2) 제2 자력계 판독과 관련된 샘플 정보를 포함할 수 있다(예를 들어, 포함만 할 수 있다).

도 16은 자이로스코프 스케일을 추정하는 또 다른 대표적인 방법의 흐름도이다.

도 16을 참조하면, 대표적인 방법(1600)은 블록(1610)에서 디바이스(910)가 자이로스코프 스케일을 추정하기 위한 시작 위치로서 제1 각위치에 있음을 나타내는 제1 입력을 디바이스(910)가 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(1620)에서, 디바이스(910)는 제1 입력이 수신되는 조건에서 통합 기간을 시작할 수 있다. 블록(1630)에서, 디바이스(910)는 통합 기간 동안 자이로스코프 출력 세트를 샘플링할 수 있다. 블록(1640)에서, 디바이스(910)는 최종 위치로서 디바이스(910)가 시작 위치에 대한 제2의 미리 구성된 각위치에 있음을 나타내는 제2 입력을 수신할 수 있다. 블록(1650)에서, 디바이스(910)는 제2 입력이 수신되는 조건에서 통합 기간을 종료할 수 있다. 블록(1660)에서, 디바이스(910)는 통합 기간 동안 샘플링된 자이로스코프 출력 세트의 샘플을 사용하여 자이로스코프 스케일을 추정할 수 있다. 예를 들어, 자이로스코프 스케일의 추정은 디바이스(910)가 시작 위치에 있는 동안 취해진 하나 이상의 샘플을 평균하는 것, 디바이스(910)가 시작 위치에 있는 동안 획득된 평균된 하나 이상의 샘플로부터 디바이스(910)에 의해 제로 레이트 오프셋(ZRO)을 결정하는 것, 및/또는 자이로스코프 스케일의 추정에서 디바이스(910)에 의해 ZRO를 보상하는 것을 포함할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 통합 기간의 종료 후에 디바이스(910)가 다른 위치 또는 최종 위치로 이동할 준비가 되었음을 나타내는 제1 표시를 외부 엔티티에 제시할 수 있고/있거나, 자이로스코프 스케일의 추정치가 기준 자이로스코프 스케일의 문턱값 내에 있는지 여부에 관한 제2 표시를 외부 엔티티에 제시할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 (1) 통합 기간 동안 샘플링된 샘플과 관련된 데이터; (2) 자이로스코프 스케일의 추정에 따른 추정 정보; (3) 자이로스코프 스케일 추정 동작과 관련된 에러 타입을 나타내는 에러 코드들; 및/또는(4) 캘리브레이션 기록 중 임의의 것을 전송할 수 있다.

도 17은 자이로스코프 스케일을 추정하기 위한 추가적인 대표적인 방법의 흐름도이다.

도 17을 참조하면, 대표적인 방법(1700)은 블록(1710)에서, 디바이스(910)가 시작 위치로서 제1 각위치에 있다고 디바이스(910)가 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(1720)에서, 디바이스(910)는 디바이스(910)가 시작 위치에 있다는 결정에 기초하여 통합 기간을 시작할 수 있다. 블록(1730)에서, 디바이스(910)는 통합 기간 동안 자이로스코프 출력 세트를 샘플링할 수 있다. 블록(1740)에서, 디바이스(910)는 자이로스코프(240) 및/또는 가속도계(260)로부터 취해진 샘플에 기초하여 최종 위치로서 시작 위치에 대한 제2의 미리 구성된 각위치에 디바이스(910)가 있다고 결정할 수 있다. 블록(1750)에서, 디바이스(910)는 디바이스가 최종 위치에 있다는 결정에 기초하여 통합 기간을 종료할 수 있다. 블록(1760)에서, 디바이스(910)는 통합 기간 동안 샘플링된 자이로스코프 출력 세트의 샘플을 사용하여 자이로스코프 스케일을 추정할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)가 캘리브레이션 모드에 있다는 표시를 수신한 후에 자이로스코프(240) 및/또는 가속도계(260)로부터의 샘플에 기초하여 디바이스(910)가 시작 위치에 있다고 디바이스(910)가 결정할 수 있다.

도 18은 자이로스코프 스케일을 추정하기 위한 또 다른 대표적인 방법의 흐름도이다.

도 18을 참조하면, 대표적인 방법(1800)은 블록(1810)에서, 디바이스(910)가 도킹 스테이션(300)에 도킹된 상태에서 디바이스(910)가 통합 기간을 시작하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(1820)에서, 디바이스(910)가 통합 기간의 시작 시에 자이로스코프 출력을 판독할 수 있다. 블록(1830)에서, 디바이스(910)는 도킹 스테이션(300)으로부터 도킹을 해제할 수 있다. 블록(1840)에서, 디바이스(910)는 하나 이상의 미리 결정된 회전만큼 회전할 수 있다. 블록(1850)에서, 디바이스(910)는 도킹 스테이션(300)과 재도킹할 수 있다. 블록(1860)에서, 디바이스(910)는 디바이스(910)가 도킹 스테이션(300)에 재도킹되어 있는 조건에서 통합 기간을 종료할 수 있다. 블록(1870)에서, 디바이스(910)는 통합 기간의 종료 시에 자이로스코프 출력을 판독할 수 있다. 블록(1880)에서, 디바이스(910)는 자이로스코프 출력으로부터의 판독값을 사용하여 자이로스코프 스케일을 추정할 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 디바이스(910)는 로봇 디바이스, 로봇 진공 청소기, IMU, TIMU, 모바일 디바이스, 헤드 마운티드 디스플레이, WTRU 및/또는 스마트폰 중 임의의 것일 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 캘리브레이션 디바이스(920, 1120 및/또는 1220)는 디바이스(910)(예를 들어, 테스트 디바이스)의 자이로스코프 스케일을 추정하는데 사용될 수 있다. 캘리브레이션 디바이스(920, 1120 및/또는 1220)는 제1 및 제2 평행면(940:950, 1140A:1140C, 1140B:1140D, 1240A:1240C 및 1240B:1240D)으로 구성된 부재(member)(920)를 포함할 수 있다. 제1 평행면(예를 들어, 측면(940))은 테스트 디바이스(910)의 제1 면(예를 들어, 측면(930))과 결합(mate)하여, 테스트 디바이스(910)에 대한 공지된 각위치를 테스트 디바이스(910)에 대한 시작 위치로서 제공하도록 구성될 수 있다. 제2 평행면(예를 들어, 측면(950))은 제1 면(예를 들어, 테스트 디바이스(910)의 측면(930))과 결합하여, 테스트 디바이스(910)에 대한 제2의 공지된 각위치를 테스트 디바이스(910)에 대한 최종 위치로서 제공할 수 있다. 예를 들어, 테스트 디바이스(910)의 시작 위치와 최종 위치 사이의 차이는 테스트 디바이스(910)의 180°회전을 나타낼 수 있다.

특정한 대표적인 실시예에서, 캘리브레이션 디바이스(1120 및/또는 1220)는 테스트 디바이스(910)의 자이로스코프 스케일을 추정하는데 사용될 수 있다. 캘리브레이션 디바이스(1120 및/또는 1220)는 적어도 하나의 면을 포함할 수 있는 제1 부재(예를 들어, 제1 부재(1140A 또는 1240A))를 포함할 수 있다. 캘리브레이션 디바이스(1120 및/또는 1220)는 제1 부재(1140A 또는 1240A)의 측면으로부터 공지된 각도로 적어도 하나의 측면을 포함하는 제2 부재(예를 들어, 제2 부재(1140B 또는 1240B))를 포함할 수 있다. 제1 부재(1140A 또는 1240A)의 측면은 테스트 디바이스(910)에 대한 시작 위치로서 테스트 디바이스(910)에 대해 알려진 각위치를 제공하기 위해 테스트 디바이스(910)의 제1 면(930)과 결합하도록 구성될 수 있고, 제2 부재(1140B 또는 1240B)의 측면은 테스트 디바이스(910)에 대한 최종 위치로서 테스트 디바이스(910)에 대한 제2의 알려진 각위치를 제공하기 위해 테스트 디바이스(910)의 제1 면(930)과 결합하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 테스트 디바이스(910)의 시작 위치와 최종 위치의 차이는 테스트 디바이스(910)의 미리 결정된 및/또는 미리 구성된 회전을 나타낼 수 있다.

대표적인 실시예에 따라 데이터를 프로세싱하는 시스템 및 방법은 메모리 디바이스에 포함된 명령어들의 시퀀스를 실행하는 하나 이상의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 이러한 명령어들은 2차 데이터 저장 디바이스(들)와 같은 다른 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 메모리 디바이스로 판독될 수 있다. 메모리 디바이스에 포함된 명령어들의 시퀀스를 실행하면, 예를 들어 전술한 바와 같이 프로세서가 동작하게 된다. 대안적인 실시예에서, 본 발명을 구현하기 위해 소프트웨어 명령어들 대신에 또는 소프트웨어 명령어들과 함께 하드 와이어 회로가 사용될 수 있다. 이러한 소프트웨어는 RAA 및/또는 다른 모바일 디바이스 내에 원격으로 하우징되는 프로세서 상에서 실행될 수 있다. 후자의 경우, 데이터는 RAA 또는 센서를 포함하는 다른 모바일 디바이스와, 전술한 바와 같이 스케일 추정 및 보상을 수행하는 소프트웨어를 실행하는 프로세서를 포함하는 원격 디바이스 사이에서 유선 또는 무선으로 전달될 수 있다. 다른 대표적인 실시예에 따르면, 바이어스 추정과 관련하여 전술한 프로세싱 중 일부는 센서를 포함하는 디바이스에서 수행될 수 있지만, 나머지 프로세싱은 센서를 포함하는 디바이스로부터 부분적으로 프로세싱된 데이터를 수신한 후 제2 디바이스에서 수행될 수 있다.

전술한 대표적인 실시예가 하나 이상의 회전 센서 및 가속도계를 포함하는 감지 패키지에 관련되지만, 이들 대표적인 실시예에 따른 바이어스 추정 기술은 이러한 타입의 센서에만 한정되지 않는다. 대신에, 본 명세서에 설명된 바와 같은 바이어스 추정 기술은 예를 들어, 오직 가속도계(들), 광학 및 관성 센서(예를 들어, 회전 센서, 자이로스코프 또는 가속도계), 자력계 및 관성 센서(예를 들어, 회전 센서, 자이로스코프 또는 가속도계), 자력계 및 광학 센서(예를 들어, 카메라, 하나 이상의 포토 다이오드, 하나 이상의 포토 트랜지스터) 또는 기타 센서 조합을 포함하는 디바이스에 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 특정한 대표적인 실시예가 RAA 및 애플리케이션과 관련한 자이로스코프 스케일 캘리브레이션에 관련되지만, 그러한 기술은 그렇게 제한되지 않고, 다른 로봇 디바이스, IMU, TIMU, 모바일 디바이스, 헤드 마운티드 디스플레이, WTRU 및/또는 스마트폰과 관련된 방법 및 디바이스에 사용될 수 있다.

특정 조합으로 특징 및 요소를 전술하였지만, 당업자는 각각의 특징 또는 요소가 단독으로 또는 다른 특징 및 요소와 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 여기에 설명된 방법은 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독 가능 매체에 통합된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예로는 ROM, RAM, 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스, 내부 하드 디스크 및 착탈식 디스크와 같은 자기 매체, 광 자기 매체 및 CD-ROM 디스크와 같은 광학 매체 및 DVD를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 소프트웨어와 관련된 프로세서는 WTRU(102), UE, 단말기, 기지국, RNC, 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서 사용하기 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하는데 사용될 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서, 프로세싱 플랫폼, 컴퓨팅 시스템, 제어기 및 프로세서를 포함하는 다른 디바이스가 주목된다. 이들 디바이스는 적어도 하나의 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, "CPU")와 메모리를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그래밍 분야의 당업자의 관례에 따라, 행위들(acts) 및 동작들(operations) 또는 명령어들의 기호 표현에 대한 참조가 다양한 CPU 및 메모리에 의해 수행될 수 있다. 그러한 행위들 및 동작들 또는 명령어들은 "실행(executed)", "컴퓨터 실행(computer executed)" 또는 "CPU 실행(CPU executed)"되는 것으로 지칭될 수 있다.

당업자는 행위들 및 기호로 표현된 동작들 또는 명령들이 CPU에 의한 전기 신호의 조작을 포함한다는 것을 이해할 것이다. 전기 시스템은 메모리 시스템의 메모리 위치에서 전기 신호의 결과적인 변환 또는 감축 및 데이터 비트의 유지를 야기할 수 있는 데이터 비트를 나타낼 수 있어서, 이에 의해 신호의 다른 프로세싱뿐만 아니라, CPU의 동작을 재구성하거나 아니면 변경한다. 데이터 비트가 유지되는 메모리 위치는 데이터 비트에 대응하거나 데이터 비트를 나타내는 특정 전기적, 자기적, 광학적 또는 유기적 특성을 갖는 물리적 위치이다. 대표적인 실시예는 전술한 플랫폼 또는 CPU에 한정되지 않고 다른 플랫폼 및 CPU가 제공된 방법을 지원할 수 있음을 이해해야 한다.

데이터 비트는 또한 자기 디스크, 광학 디스크 및 CPU에 의해 판독 가능한 임의의 다른 휘발성(예를 들어, RAM) 또는 비휘발성(예를 들어, ROM) 대용량 저장 시스템을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 유지될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 협력 또는 상호 연결된 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있고 이들은 배타적으로 프로세싱 시스템 상에 존재하거나, 프로세싱 시스템에 대해 로컬 또는 원격일 수 있는 다수의 상호 연결된 프로세싱 시스템들 사이에 분산되어 있다. 대표적인 실시예는 전술한 메모리에 한정되지 않고, 다른 플랫폼 및 메모리가 설명된 방법을 지원할 수도 있음을 이해해야 한다.

예시적인 실시예에서, 여기서 설명된 임의의 동작, 프로세스 등은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령어들로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 명령어들은 모바일 유닛의 프로세서, 네트워크 요소, 및/또는 임의의 다른 컴퓨팅 디바이스에 의해 구현될 수 있다.

시스템 측면의 하드웨어 구현과 소프트웨어 구현 간에는 거의 구별이 없다. 하드웨어 또는 소프트웨어의 사용은 일반적으로 비용 대 효율성 트레이드 오프를 나타내는 설계상 선택이다(특정 상황에서는 하드웨어와 소프트웨어 간의 선택이 중요해질 수 있다는 점에서 항상 그런 것은 아니다). 여기에 설명된 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 실현될 수 있는 다양한 수단(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어)이 있을 수 있으며, 선호되는 수단은 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 이용되는 환경에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 구현자가 속도와 정확도가 가장 중요하다고 결정하는 경우, 구현자는 주로 하드웨어 및/또는 펌웨어 수단을 선택할 수 있다. 유연성이 가장 중요한 경우, 구현자는 주로 소프트웨어 구현을 선택할 수 있다. 대안적으로, 구현자는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 일부 조합을 선택할 수 있다.

전술한 상세한 설명은 블록도, 흐름도 및/또는 예를 사용하여 디바이스 및/또는 프로세스의 다양한 실시예를 설명하였다. 그러한 블록도, 흐름도 및/또는 예가 하나 이상의 기능 및/또는 동작을 포함하는 한, 당업자들은 그러한 블록도, 흐름도 또는 예 내의 각 기능 및/또는 동작이 광범위한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 사실상 임의의 조합에 의해 개별적으로 및/또는 집합적으로 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 적합한 프로세서는 예를 들어 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 종래 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), ASSP(Application Specific Standard Product); FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로, 임의의 다른 타입의 집적 회로(IC) 및/또는 상태 머신을 예로서 포함할 수 있다.

비록 특정 특징 및 요소가 특정 조합으로 제공되었지만, 당업자는 각 특징 또는 요소가 단독으로 또는 다른 특징 및 요소와 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 개시는 본 출원에 설명된 특정 실시예의 측면에서 제한되어서는 안 되고, 다양한 관점의 예시로서 의도된다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 많은 수정 및 변형이 그 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 본 출원의 설명에 사용된 어떠한 요소, 행위 또는 명령어도 명시적으로 제공되지 않는 한 본 발명에 중요하거나 필수적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 여기에 열거된 것 이외에, 본 개시의 범위 내에 있는 기능적으로 균등한 방법 및 장치가 전술한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 수정 및 변형은 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다. 본 개시는 청구범위의 균등물의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구범위의 조건에 의해서만 제한되어야 한다. 이 개시는 특정 방법 또는 시스템에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예만을 설명하기 위한 것이며, 제한하려는 의도가 아니라는 것을 또한 이해해야 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "스테이션(station)" 및 그 약자 "STA", "사용자 장비(user equipment)" 및 그 약자 "UE"는 여기서 지칭될 때, (i) 아래에 설명된 것과 같은 무선 송수신 유닛(WTRU); (ii) 아래에 설명된 것과 같은 WTRU의 다수의 실시예들 중 임의의 것; (iii) 아래에 설명된 것과 같은, 특히 WTRU의 일부 또는 모든 구조 및 기능으로 구성된 무선 가능 및/또는 유선 가능(예를 들어, 테더링가능한(tetherable)) 디바이스; (iv) 아래에 설명된 것과 같은, WTRU의 모든 구조 및 기능보다 적게 구성되는 무선 가능 및/또는 유선 가능 디바이스; 또는 (v) 그와 유사한 것을 의미할 수 있다. 본 명세서에 언급된 임의의 UE를 나타낼 수 있는 예시적인 WTRU의 세부 사항은도 1a-도 1d와 관련하여 아래에 제공된다.

특정한 대표적인 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 주제(subject matter)의 몇몇 부분은 ASIC, FPGA, 디지털 신호 프로세서(DSP) 및/또는 다른 통합된 포맷을 통해 구현될 수 있다. 그러나, 당업자라면, 본 명세서에서 개시된 실시예의 일부 양상이 전체적으로 또는 부분적으로 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서(예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 시스템 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서), 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서(예를 들어, 하나 이상의 마이크로 프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램으로서), 펌웨어로서, 사실상 임의의 조합으로서, 집적 회로에서 균등하게 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이고, 회로를 설계하고/하거나 소프트웨어 또는 펌웨어를 위한 코드를 기록하는 것은 이 개시에 비추어 당업자의 기술 범위 내에 있을 것이라는 것을 인식할 것이다. 또한, 당업자는 본 명세서에 설명된 주제의 메커니즘이 다양한 형태의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 주제의 예시적인 실시예는 배포를 실제로 수행하는데 사용되는 신호 저장 매체(signal bearing medium)의 특정 타입과 관계 없이 적용된다는 것을 인식할 것이다. 신호 저장 매체의 예로는 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브, CD, DVD, 디지털 테이프, 컴퓨터 메모리 등과 같은 기록 가능한 타입의 매체, 및 디지털 및/또는 아날로그 통신 매체(예를 들어, 광섬유 케이블, 도파관, 유선 통신 링크, 무선 통신 링크 등)와 같은 전송 타입 매체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 기술된 주제는 때로는 상이한 다른 컴포넌트 내에 포함되거나, 상이한 다른 컴포넌트와 연결되는 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 그러한 도시된 아키텍처는 단지 예일 뿐이며, 사실 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 개념적 의미에서, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트의 임의의 배열은 원하는 기능이 달성될 수 있도록, 효과적으로 "관련(associated)"될 수 있다. 따라서, 특정 기능을 달성하기 위해 여기서 결합된 임의의 2 개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 컴포넌트와 관계 없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "관련"되는 것으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 관련된 임의의 2 개의 컴포넌트는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "동작 가능하게 접속된(operably connected)" 또는 "동작 가능하게 결합된(operably coupled)" 것으로 볼 수 있으며, 그렇게 관련된 임의의 2 개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위하여, 서로 "동작 가능하게 결합 가능한(operably couplable)" 것으로 볼 수 있다. 동작 가능하게 결합 가능한 특정 실시예는 물리적으로 결합 가능한(mateable) 및/또는 물리적으로 상호 작용하는 컴포넌트 및/또는 무선으로 상호 작용 가능한 및/또는 무선으로 상호 작용하는 컴포넌트 및/또는 논리적으로 상호 작용하는 및/또는 논리적으로 상호 작용 가능한 컴포넌트를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수의 용어 사용과 관련하여, 당업자는 문맥 및/또는 응용 분야에 적절하게 복수로부터 단수로 및/또는 단수로부터 복수로 번역할 수 있다. 다양한 단수/복수 치환은 명료성을 위해 본 명세서에서 명백하게 설명될 수 있다.

일반적으로, 본 명세서에서 사용된 용어, 및 특히 첨부된 청구범위(예를 들어, 첨부된 청구항의 본문)에 사용된 용어는 일반적으로 "개방된(open)" 용어로서 의도된다는 것을 당업자는 이해할 것이다(예를 들어, "포함하는(including)"이라는 용어는 "포함하지만 제한되지는 않는"으로 해석되어야 하며, "가지는(having)"이라는 용어는 "적어도 가지는"으로 해석되어야 하며, "포함한다(includes)"라는 용어는 "포함하지만 제한되지는 않는다"로 해석되어야 한다). 도입된 청구항 기재의 특정 수가 의도되는 경우, 그러한 의도는 청구항에서 명시적으로 언급될 것이며, 그러한 기재가 없는 경우 그러한 의도가 존재하지 않는다는 것이 당업자에 의해 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 단 하나의 항목(item)이 의도된 경우, "단일(single)"이라는 용어 또는 유사한 언어가 사용될 수 있다. 이해를 돕기 위해, 이하의 첨부된 청구항 및/또는 설명은 청구항 기재를 도입하기 위하여 "적어도 하나" 및 "하나 이상의"이라는 도입 문구의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 문구들의 사용은 부정관사 "a" 또는 "an"에 의해 청구항 기재를 도입하는 것이, 동일한 청구항이 도입 문구 "하나 이상" 또는 "적어도 하나" 및 "a" 또는 "an"과 같은 부정관사를 포함하는 경우에도, 그러한 도입된 청구항 기재를 포함하는 임의의 특정 청구항을 오직 하나의 그러한 기재만을 포함하는 실시예로 한정하는 것을 의미하도록 해석되어서는 안 된다(예를 들어, "a" 및/또는 "an"은 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다). 동일한 것이 청구항 기재를 도입하는데 정관사가 사용되는 경우에도 해당된다. 또한, 특정한 수의 도입 청구항 기재가 명시적으로 언급된다 하더라도, 당업자는 그러한 기재가 적어도 언급된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수식어 없이 "2개의 기재(two recitations)"를 단지 언급하는 것은 적어도 2 개의 기재 또는 2 개 이상의 기재를 의미한다.) 또한, "A, B, C 등 중 적어도 하나"와 유사한 규약(convention)이 사용되는 경우에, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 그 규약을 이해할 수 있는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B가 함께, A와 C가 함께, B와 C가 함께, 및/또는 A, B와 C가 함께 등을 갖는 시스템을 포함할 것이지만, 이에 한정되지는 않는다). "A, B 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 규약이 사용되는 경우에, 일반적으로 이러한 구성은 당업자가 그 규약을 이해할 수 있는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B가 함께, A와 C가 함께, B와 C가 함께, 및/또는 A, B와 C가 함께 등을 갖는 시스템을 포함할 것이지만, 이에 한정되지는 않는다). 설명, 청구범위 또는 도면에 있든, 두 개 이상의 대안적인 용어를 제시하는 사실상 임의의 이접적인(disjunctive) 단어 및/또는 문구가 용어들 중 하나(one of the terms), 용어들 중 어느 하나(either of the terms), 또는 용어들 모두를 포함하는 가능성을 고려하도록 이해되어야 한다는 것이 당업자에 의해 또한 이해될 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 문구는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에 사용된 바와 같이, "복수의 항목 및/또는 복수의 항목 카테고리의 리스트가 뒤따르는 "any of"라는 용어는 개별적으로 또는 다른 항목 및/또는 다른 항목 카테고리와 함께, 항목 및/또는 항목 카테고리의 "임의의 것(any of)", "임의의 조합(any combination of)", "임의의 배수(any multiple of"), 및/또는 "배수의 임의의 조합(any combination of multiples of)"을 포함하는 의도이다. 또한, 여기에서 사용되는 "세트(set)" 또는 "그룹(group)"이라는 용어는 제로를 포함하는 임의의 수의 항목을 포함하도록 의도된다. 또한, 여기에서 사용된 "수(number)"라는 용어는 제로를 포함하는 임의의 수를 포함하는 것으로 의도된다.

또한, 본 개시의 특징 또는 양태가 마르쿠쉬 그룹으로 기술되는 경우, 당업자는 본 개시 내용이 또한 마르쿠쉬 그룹의 개별 구성요소(member) 또는 구성요소의 서브 그룹의 관점에서 기술된다는 것을 인식할 것이다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 서술된 설명을 제공하는 면에서와 같이 임의의 모든 목적을 위해, 여기에 개시된 모든 범위는 또한 임의의 모든 가능한 하위 범위(subrange) 및 하위 범위의 조합을 포괄한다. 임의의 열거된 범위는 동일한 범위가 적어도 동등한 2분의 1, 3분의 1, 4분의 1, 5분의 1, 10분의 1 등으로 분해되는 것을 충분히 설명하고 가능하게 하는 것으로 쉽게 인식될 수 있다. 비-한정적인 예로서, 여기에서 논의된 각각의 범위는 하위 1/3, 중간 1/3, 상위 1/3 등으로 쉽게 분해될 수 있다. 당업자에게 이해되는 바와 같이, "까지(up to)", "적어도(at least)", "초과(greater than)", "미만(less than)" 및 이와 유사한 것은 언급된 수를 포함하고, 위에서 논의된 바와 같이 그 뒤에 하위 범위로 분해될 수 있는 범위를 지칭한다. 마지막으로, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 범위는 각 개별 구성요소를 포함한다. 따라서, 예를 들어 1-3 셀을 갖는 그룹은 1개, 2개 또는 3개의 셀을 갖는 그룹을 지칭한다. 유사하게, 1-5 셀을 갖는 그룹은 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 셀을 갖는 그룹을 지칭한다.

또한, 청구범위는 그 취지를 기재하지 않는 한, 제공된 순서 또는 요소에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 임의의 청구항에서 "~를 위한 수단(means for)"이라는 용어를 사용하는 것은 35 U.S.C. §112, 6단 또는 기능식 청구항(means-plus-function claim) 포맷을 호출(invoke)하는 것으로 의도되고, "~를 위한 수단(means for)"이라는 용어가 없는 임의의 청구항은 그렇게 의도되지 않는다.

소프트웨어와 관련된 프로세서는 무선 송수신 유닛(WTRU), 사용자 장비(UE), 단말기, 기지국, 이동성 관리 엔티티(MME) 또는 EPC(Evolved Packet Core) 또는 임의의 호스트 컴퓨터에 사용하기 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하는데 이용될 수 있다. WTRU는 SDR(Software Defined Radio)을 포함하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어, 및 카메라, 비디오 카메라 모듈, 비디오폰, 스피커폰, 진동 디바이스, 스피커, 마이크로폰, 텔레비전 트랜시버, 핸즈프리 헤드셋, 키보드, 블루투스(Bluetooth®) 모듈, FM 라디오 유닛, NFC(Near Field Communication) 모듈, LCD 디스플레이 유닛, OLED 디스플레이 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저, 및/또는 임의의 WLAN(Wireless Local Area Network) 또는 UWB(Ultra Wide Band) 모듈과 같은 다른 컴포넌트로 구현된 모듈과 연계하여 사용될 수 있다.

본 발명은 통신 시스템의 측면에서 설명되었지만, 시스템은 마이크로 프로세서/범용 컴퓨터(도시되지 않음) 상의 소프트웨어로 구현될 수 있다고 생각된다. 특정 실시예에서, 다양한 컴포넌트의 하나 이상의 기능은 범용 컴퓨터를 제어하는 소프트웨어로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명은 특정 실시예를 참조하여 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 도시된 세부 사항에 한정되는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명으로부터 벗어남이 없이 청구범위의 균등물의 범위(scope)와 범위(range) 내에서 세부 사항에서 다양한 수정이 행해질 수 있다.

본 개시 내용 전반에 걸쳐, 당업자는 특정한 대표적인 실시예가 대안적으로 또는 다른 대표적인 실시예와 함께 사용될 수 있음을 이해한다.

특정 조합으로 특징 및 요소를 전술하였지만, 당업자는 각각의 특징 또는 요소가 단독으로 또는 다른 특징 및 요소와 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 여기에 설명된 방법은 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독 가능 매체에 통합된 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예로는 ROM, RAM, 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스, 내부 하드 디스크 및 착탈식 디스크와 같은 자기 매체, 광 자기 매체 및 CD-ROM 디스크와 같은 광학 매체 및 DVD를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 소프트웨어와 관련된 프로세서는 WTRU, UE, 단말기, 기지국, RNC, 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서 사용하기 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하는데 사용될 수 있다.

당업자는 행위들 및 기호로 표현된 동작들 또는 명령들이 CPU에 의한 전기 신호의 조작을 포함한다는 것을 이해할 것이다. 전기 시스템은 메모리 시스템의 메모리 위치에서 전기 신호의 결과적인 변환 또는 감축 및 데이터 비트의 유지를 야기할 수 있는 데이터 비트를 나타낼 수 있어서, 이에 의해 신호의 다른 프로세싱뿐만 아니라, CPU의 동작을 재구성하거나 아니면 변경한다. 데이터 비트가 유지되는 메모리 위치는 데이터 비트에 대응하거나 데이터 비트를 나타내는 특정 전기적, 자기적, 광학적 또는 유기적 특성을 갖는 물리적 위치이다.

적합한 프로세서는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 종래 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), ASSP(Application Specific Standard Product); FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로, 임의의 다른 타입의 집적 회로(IC) 및/또는 상태 머신을 예로서 포함할 수 있다.

Claims

자이로스코프를 갖는 디바이스에서 구현되는, 자이로스코프 스케일(gyroscope scale)을 캘리브레이션하기 위한 방법에 있어서,
자이로스코프 스케일을 추정하기 위한 시작 위치로서, 디바이스가 제1 각위치(angular position)에 있음을 표시하는 제1 사용자 입력을 상기 디바이스에 의해 수신하는 단계;
상기 제1 사용자 입력이 수신되고 상기 디바이스가 캘리브레이션 준비가 되어 있다는 조건에서, 통합 기간(integration period)을 시작하는 단계;
상기 디바이스가 캘리브레이션 준비가 되어 있다는 표시로서, 상기 디바이스가 또 다른 위치 또는 최종 위치로 이동할 준비가 되어 있다는 제1 표시를 상기 디바이스에 의해 외부 엔티티에 제시하는 단계;
상기 통합 기간 동안, 자이로스코프 출력들의 세트를 상기 디바이스에 의해 샘플링하는 단계;
상기 최종 위치로서, 상기 디바이스가 상기 시작 위치에 대해 제2의 미리 구성된 각위치에 있음을 표시하는 제2 사용자 입력을 상기 디바이스에 의해 수신하는 단계;
상기 제2 사용자 입력이 수신된다는 조건에서 상기 통합 기간을 종료하는 단계;
상기 통합 기간 동안 샘플링된 상기 자이로스코프 출력들의 세트의 샘플들을 사용하여 상기 디바이스에 의해 상기 자이로스코프 스케일을 추정하는 단계; 및
상기 자이로스코프 스케일의 추정치가 기준 자이로스코프 스케일의 문턱값 내에 있는지 여부의 제2 표시를 상기 디바이스에 의해 상기 외부 엔티티에 제시하는 단계
를 포함하는, 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
제1항에 있어서,
상기 자이로스코프 스케일을 추정하는 단계는,
상기 디바이스가 상기 시작 위치에 있는 동안 취해진 하나 이상의 샘플을 평균화하는 단계;
상기 디바이스가 상기 시작 위치에 있는 동안 취해진 평균화된 하나 이상의 샘플로부터 제로 레이트 오프셋(zero rate offset, ZRO)을 상기 디바이스에 의해 결정하는 단계;
상기 자이로스코프 스케일의 추정에서 상기 디바이스에 의해 상기 ZRO를 보상하는 단계를 포함하는 것인 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
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제1항 또는 제2항에 있어서,
(1) 상기 통합 기간 동안 샘플링된 샘플들과 관련된 데이터; (2) 상기 자이로스코프 스케일의 추정에 따른 추정 정보; (3) 자이로스코프 스케일 추정 동작과 관련된 에러 타입을 표시하는 에러 코드들; 또는 (4) 캘리브레이션 기록(calibration record) 중 임의의 것을 상기 디바이스에 의해 전송하는 단계를 더 포함하는, 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
자이로스코프를 갖는 디바이스에서 구현되는, 자이로스코프 스케일을 캘리브레이션하기 위한 방법에 있어서,
시작 위치로서, 디바이스가 제1 각위치에 있다고 상기 디바이스에 의해 결정하는 단계;
상기 디바이스가 상기 시작 위치에 있고 상기 디바이스가 캘리브레이션 준비가 되어 있다는 결정에 기초하여 통합 기간을 시작하는 단계;
상기 디바이스가 캘리브레이션 준비가 되어 있다는 표시로서, 상기 디바이스가 또 다른 위치 또는 최종 위치로 이동할 준비가 되어 있다는 제1 표시를 상기 디바이스에 의해 외부 엔티티에 제시하는 단계;
상기 통합 기간 동안, 자이로스코프 출력들의 세트를 상기 디바이스에 의해 샘플링하는 단계;
상기 자이로스코프 및 가속도계 중 적어도 하나로부터 취해진 샘플들에 기초하여 상기 최종 위치로서, 상기 디바이스가 상기 시작 위치에 대해 제2의 미리 구성된 각위치에 있다고 상기 디바이스에 의해 결정하는 단계;
상기 디바이스가 상기 최종 위치에 있다는 결정에 기초하여 상기 통합 기간을 종료하는 단계;
상기 통합 기간 동안 샘플링된 상기 자이로스코프 출력들의 세트의 샘플들을 사용하여 상기 디바이스에 의해 상기 자이로스코프 스케일을 추정하는 단계; 및
상기 자이로스코프 스케일의 추정치가 기준 자이로스코프 스케일의 문턱값 내에 있는지 여부의 제2 표시를 상기 디바이스에 의해 상기 외부 엔티티에 제시하는 단계
를 포함하는, 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
제5항에 있어서,
상기 디바이스가 상기 시작 위치에 있다고 결정하는 단계는,
상기 디바이스가 캘리브레이션 모드에 있다는 표시를 수신한 후에, 상기 자이로스코프 및 상기 가속도계 중 적어도 하나로부터의 샘플들에 기초하여 상기 디바이스가 상기 시작 위치에 있다고 결정하는 단계를 포함하는 것인 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
제6항에 있어서,
상기 디바이스에 의해 사용자 입력을 수신하는 단계;
상기 수신된 사용자 입력에 기초하여, 상기 디바이스에 의해 상기 캘리브레이션 모드에 있도록 구성하는 단계;
상기 디바이스가 상기 캘리브레이션 모드에 있다는 표시를 상기 디바이스에 의해 제시하는 단계를 더 포함하는, 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
제5항에 있어서, 상기 시작 위치는 상기 디바이스가 도킹 스테이션에 있도록 하는 위치인 것인 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
제8항에 있어서, 상기 통합 기간 동안 상기 디바이스가 상기 도킹 스테이션으로부터 도킹 해제되도록 상기 디바이스를 도킹 해제하는 단계를 더 포함하는, 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
제8항에 있어서,
상기 통합 기간의 종료가 또한 상기 디바이스가 상기 도킹 스테이션에 재도킹되는 것을 조건으로 하도록, 상기 디바이스를 재도킹하는 단계를 더 포함하는, 자이로스코프 스케일의 캘리브레이션 방법.
자이로스코프 스케일을 캘리브레이션하기 위한, 자이로스코프를 갖는 디바이스에 있어서,
자이로스코프 스케일을 추정하기 위한 시작 위치로서, 디바이스가 제1 각위치에 있음을 표시하는 제1 사용자 입력을 수신하도록 구성된 사용자 인터페이스;
프로세서; 및
디스플레이 또는 라이트(light)
를 포함하고, 상기 프로세서는,
상기 제1 사용자 입력이 수신되고 상기 디바이스가 캘리브레이션 준비가 되어 있다는 조건에서, 통합 기간을 시작하고,
상기 통합 기간 동안, 자이로스코프 출력들의 세트를 샘플링하도록 구성되며,
상기 사용자 인터페이스는, 최종 위치로서, 상기 디바이스가 상기 시작 위치에 대해 제2의 미리 구성된 각위치에 있음을 표시하는 제2 사용자 입력을 수신하도록 구성되고;
상기 프로세서는,
상기 제2 사용자 입력이 수신된다는 조건에서 상기 통합 기간을 종료하고;
상기 통합 기간 동안 샘플링된 상기 자이로스코프 출력들의 세트의 샘플들을 사용하여 상기 자이로스코프 스케일을 추정하도록 구성되고,
상기 디스플레이 또는 라이트는,
상기 디바이스가 캘리브레이션 준비가 되어 있다는 표시로서, 상기 디바이스가 또 다른 위치 또는 상기 최종 위치로 이동할 준비가 되어 있다는 제1 표시를 외부 엔티티에 제시하고,
상기 자이로스코프 스케일의 추정치가 기준 자이로스코프 스케일의 문턱값 내에 있는지 여부의 제2 표시를 상기 외부 엔티티에 제시하도록 구성되는 것인, 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 디바이스가 상기 시작 위치에 있는 동안 취해진 하나 이상의 샘플을 평균화하고,
상기 디바이스가 상기 시작 위치에 있는 동안 취해진 평균화된 하나 이상의 샘플로부터 제로 레이트 오프셋(zero rate offset, ZRO)을 결정하며,
상기 자이로스코프 스케일의 추정에서 상기 ZRO를 보상하도록 구성되는 것인 디바이스.
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제11항 또는 제12항에 있어서,
(1) 상기 통합 기간 동안 샘플링된 샘플들과 관련된 데이터; (2) 상기 자이로스코프 스케일의 추정에 따른 추정 정보; (3) 자이로스코프 스케일 추정 동작과 관련된 에러 타입을 표시하는 에러 코드들; 또는 (4) 캘리브레이션 기록 중 임의의 것을 전송하도록 구성된 송신 유닛(transmit unit)을 더 포함하는 디바이스.
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