KR20120080248A - 오프셋, 감도 및 비-직교성에 대한 다차원 센서의 교정 - Google Patents

오프셋, 감도 및 비-직교성에 대한 다차원 센서의 교정 Download PDF

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KR20120080248A
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Abstract

다차원 센서, 즉, 자력계 또는 가속도계는 그 센서에 의해 제공된 원시 데이터에 기초하여 교정된다. 원시 데이터가 수집되어, 각각 2차원 또는 3차원 센서에 대한 타원 또는 타원체 파라미터들을 생성하는데 이용될 수도 있다. 오프셋 교정 팩터는 원시 데이터, 예를 들어, 결정된 타원 또는 타원체 파라미터들에 기초하여 계산된다. 그 후, 감도 교정 팩터가 오프셋 교정 팩터 및 원시 데이터에 기초하여 계산된다. 그 후, 계산된 오프셋 및 감도 교정 팩터들에 기초하여 비-직교성 교정 팩터가 계산될 수 있다. 오프셋, 감도 및 비-직교성 교정 팩터들을 이용하여, 원시 데이터가 보정되어, 교정된 데이터를 생성할 수 있다.

Description

오프셋, 감도 및 비-직교성에 대한 다차원 센서의 교정{CALIBRATING MULTI-DIMENSIONAL SENSOR FOR OFFSET, SENSITIVITY, AND NON-ORTHOGONALITY}
자력계들 및 가속도계들과 같은 다차원 센서들은 위치 또는 배향 인식을 위한 모바일 애플리케이션들에서 점점더 이용된다. 예를 들어, 틸트 보상형 디지털 컴파스는 보행자용 네비게이션과 같은 애플리케이션들에서 이용될 수도 있다. 틸트 보상형 디지털 컴파스는 지구 자계를 측정하기 위한 3차원 자력계 및 틸트 보상을 위한 3차원 가속도계를 포함한다.
통상적으로, 모바일 애플리케이션들은 컴팩트하고 저전력인 컴포넌트들을 요구한다. 현재의 전자-기계 (MEM) 타입 자력계들 및 가속도계들은 이들 요건들을 달성하며 정확하고 신뢰할 수 있다. 틸트 보상형 디지털 컴파스에 사용되는 것과 같은 자력계들 및 가속도계들을 모바일 디바이스들에 통합함에 있어서의 주요 난제는 센서들의 교정이다.
다차원 센서, 특히, 자력계의 교정을 논의하는 하나의 논문은 제목이 "Extension of a Two Step Calibration Methodology to Include Non-Orthogonal Sensors"; C.C.Foster, G.H.Elkaim; IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2008년 7월, p.1070-78 이며, 이 논문은 본 명세서에 참조로 통합된다. 하지만, 이 논문에서는 타원 (ellipse) 및 타원체 (ellipsoid) 파라미터들을 센서 교정 파라미터들 (오프셋들, 감도들, 비-직교성들) 에 매핑하는 방법을 논의하지 않는다. 이들 파라미터들은 원시 (raw) 센서 데이터를 교정된 센서 데이터로 변환하는데 필요하다.
센서가 발견될 수도 있는, 예를 들어, 셀룰러 전화기와 같은 모바일 애플리케이션들은 대량 생산되고, 따라서, 다차원 센서들은, 비용이 엄청난 더 전문화된 장비의 경우처럼 개별적으로 팩토리(factory)-교정될 수 없다. 이에 따라, 다차원 센서들의 자동 교정이 요망된다.
2차원 또는 3차원 자력계 또는 가속도계와 같은 다차원 센서는 그 센서에 의해 제공된 원시 데이터에 기초하여 교정된다. 원시 데이터가 수집되어, 각각 2차원 또는 3차원 센서에 대한 타원 또는 타원체 파라미터들을 생성하는데 이용될 수도 있다. 더욱이, 3차원 센서는, 틸트 보상형 디지털 컴파스에 관련된 상이한 평면들에 대해 2차원들로 교정될 수 있다. 다차원 센서의 각각의 축에 대한 오프셋 교정 팩터는 결정된 타원 또는 타원체 파라미터들에 기초하여 계산된다. 그 후, 감도 교정 팩터가 오프셋 교정 팩터 및 원시 데이터에 기초하여 계산된다. 그 후, 계산된 오프셋 및 감도 교정 팩터들에 기초하여 비-직교성 교정 팩터가 계산될 수 있다. 오프셋, 감도 및 비-직교성 교정 팩터들을 이용하여, 원시 데이터가 보정되어, 교정된 데이터를 생성할 수 있다.
도 1 은 하나 또는 다중의 다차원 센서들의 자동-교정을 수행하는 이동국을 도시한 것이다.
도 2 는 도 1 의 이동국 내에 위치될 수도 있는 다차원 센서를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 은 광범위하게 회전되는, 각각, 이상적인 또는 교정된 2차원 및 3차원 센서의 출력에 의해 생성되는 원점에 중심을 둔 단위 원 및 단위 구를 도시한 것이다.
도 4 는 광범위하게 회전되는, 각각, 교정되지 않은 2차원 및 3차원 센서의 출력에 의해 생성되는 원점으로부터 오프셋된 타원 및 타원체를 도시한 것이다.
도 5 는 수집된 원시 데이터에 기초하여 다차원 센서로부터의 원시 데이터를 보정함으로써 자동-교정이 가능한 이동국의 블록 다이어그램이다.
도 6 은 수집된 원시 데이터에 기초하여 다차원 센서로부터의 원시 데이터를 보정함으로써 다차원 센서의 자동-교정을 나타내는 플로우 차트이다.
도 1 은 이동국 (100) 의 네비게이션 및/또는 배향을 보조하는데 이용될 수도 있는 다차원 센서 (110) 의 자동-교정을 수행하는 이동국 (100) 을 도시한 것이다. 다차원 센서 (110) 는 예를 들어 2차원 또는 3차원 센서일 수도 있고, 예를 들어, 지구의 자계를 측정하는 자력계 또는 이동국 (100) 에 대한 가속도를 측정하는 가속도계일 수도 있다. 다차원 센서 (110) 의 오프셋, 감도 및 비-직교성은, 그 센서가 사용중인 동안 다차원 센서 (110) 에 의해 제공되는 원시 데이터에 기초하여 교정된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이동국 (MS) 은 셀룰러 또는 다른 무선 통신 디바이스, 개인 통신 시스템 (PCS) 디바이스, 개인 네비게이션 디바이스 (PND), 개인 정보 매니저 (PIM), 개인휴대 정보단말기 (PDA), 랩탑, 또는 네비게이션 측위 신호들과 같은 무선 통신 및/또는 네비게이션 신호들을 수신할 수 있는 다른 적절한 모바일 디바이스와 같은 디바이스를 지칭한다. 용어 "이동국" 은 또한, 위성 신호 수신, 보조 데이터 수신, 및/또는 포지션 관련 프로세싱이 디바이스에서 또는 PND 에서 발생하는지 여부에 관계없이, 예를 들어, 단거리 무선, 적외선, 유선 접속, 또는 다른 접속에 의해 개인 네비게이션 디바이스 (PND) 와 통신하는 디바이스들을 포함하도록 의도된다. 또한, "이동국" 은 위성 신호 수신, 보조 데이터 수신, 및/또는 포지션 관련 프로세싱이 디바이스에서, 서버에서, 또는 네트워크와 연관된 다른 디바이스에서 발생하는지 여부에 관계없이, 예를 들어, 인터넷, Wi-Fi, 또는 다른 네트워크를 통하여 서버와 통신할 수 있는 무선 통신 디바이스들, 컴퓨터들, 랩탑들 등을 포함하는 모든 디바이스들을 포함하도록 의도된다. 상기의 임의의 동작가능한 조합이 또한 "이동국" 으로 고려된다.
통상적으로, 위성 측위 시스템 (SPS) 은, 엔티티들로 하여금 송신기들로부터 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여, 지구 상의 그 위치를 결정할 수 있게 하도록 배치된 송신기들의 시스템을 포함한다. 통상적으로, 그러한 송신기는, 칩들의 세트 넘버의 반복하는 의사-랜덤 노이즈 (PN) 코드로 마킹된 신호를 송신하며, 지상 기반 제어국들, 사용자 장비, 및/또는 우주 비행체들 상에 위치될 수도 있다. 특정 예에 있어서, 그러한 송신기들은 도 1 에 도시된 지구 궤도 위성 비행체 (SV) 들 (102) 상에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 글로벌 측위 시스템 (GPS), 갈릴레오, 글로나스, 또는 컴파스 (Compass) 와 같은 글로벌 네비게이션 위성 시스템 (GNSS) 의 콘스텔레이션에서의 SV 는 (예를 들어, GPS 에서와 같은 각각의 위성에 대한 상이한 PN 코드들을 이용하여 또는 글로나스에서와 같은 상이한 주파수들 상의 동일한 코드를 이용하여) 그 콘스텔레이션에서의 다른 SV들에 의해 송신되는 PN 코드들과 구별가능한 PN 코드로 마킹된 신호를 송신할 수도 있다.
특정 양태들에 따르면, 본 명세서에서 제시된 기술들은 SPS 에 대한 글로벌 시스템들 (예를 들어, GNSS) 로 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 명세서에서 제공된 기술들은, 예를 들어, 일본에 걸친 QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), 인도에 걸친 IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System), 중국에 걸친 베이두 (Beidou) 등과 같은 다양한 지역 시스템들, 및/또는 하나 이상의 글로벌 및/또는 지역 네비게이션 위성 시스템들과 연관되거나 또는 그렇지 않으면 그 시스템들과의 사용을 위해 인에이블될 수도 있는 다양한 보강 시스템들 (예를 들어, 위성 기반 보강 시스템 (SBAS)) 에 적용될 수도 있거나, 또는 그렇지 않으면 그 시스템들에서의 사용을 위해 인에이블될 수도 있다. 한정이 아닌 예로써, SBAS 는, 예를 들어, WAAS (Wide Area Augmentation System), EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System), GAGAN (GPS Aided Geo Augmented Navigation 또는 GPS and Geo Augmented Navigation system) 등과 같은, 무결성 정보, 차동 보정들 등을 제공하는 보강 시스템(들)을 포함할 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, SPS 는 하나 이상의 글로벌 및/또는 지역 네비게이션 위성 시스템들 및/또는 보강 시스템들의 임의의 조합을 포함할 수도 있고, SPS 신호들은 그러한 하나 이상의 SPS 와 연관된, SPS 신호, SPS-유사 신호, 및/또는 다른 신호들을 포함할 수도 있다.
하지만, 이동국 (100) 은 SPS 와의 사용에 제한되지 않으며, 무선 광역 네트워크 (WWAN), 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN), 무선 개인 영역 네트워크 (WPAN) 등과 같은, 셀룰러 타워들 (104) 를 포함하고 무선 통신 액세스 포인트들 (106) 로부터의 다양한 무선 통신 네트워크들과 함께 구현될 수도 있다. 용어 "네트워크" 및 "시스템" 은 종종 대체가능하게 사용된다. WWAN 은 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 네트워크, 시분할 다중 액세스 (TDMA) 네트워크, 주파수 분할 다중 액세스 (FDMA) 네트워크, 직교 주파수 분할 다중 액세스 (OFDMA) 네트워크, 단일-캐리어 주파수 분할 다중 액세스 (SC-FDMA) 네트워크, 롱텀 이볼루션 (LTE) 등일 수도 있다. CDMA 네트워크는 cdma2000, 광대역 CDMA (W-CDMA) 등과 같은 하나 이상의 무선 액세스 기술 (RAT) 들을 구현할 수도 있다. cdma2000 은 IS-95, IS-2000, 및 IS-856 표준들을 포함한다. TDMA 네트워크는 모바일 통신용 글로벌 시스템 (GSM), 디지털 어드밴스드 모바일 전화 시스템 (D-AMPS), 또는 기타 다른 RAT 를 구현할 수도 있다. GSM 및 W-CDMA 는 "제3세대 파트너쉽 프로젝트 (3GPP)" 로 명명된 컨소시엄으로부터의 문헌들에 설명되어 있다. cdma2000은 "제3세대 파트너쉽 프로젝트 2 (3GPP2)" 로 명명된 컨소시엄으로부터의 문헌들에 설명되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문헌들은 공개적으로 입수가능하다. WLAN 은 IEEE 802.11x 네트워크일 수도 있고, WPAN 은 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x, 또는 몇몇 다른 타입의 네트워크일 수도 있다. 또한, 기술들이 WWAN, WLAN 및/또는 WPAN 의 임의의 조합과 함께 구현될 수도 있다.
도 2 는 이동국 (100) 내에 위치될 수도 있는 다차원 센서 (110) 를 개략적으로 도시한 것이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 다차원 센서 (110) 는 X 축을 따른 센서 (110x), Y 축을 따른 센서 (110y), 및 Z 축을 따른 제 3 센서 (110z) 를 포함하는 3차원 센서이다. 하지만, 다차원 센서 (110) 는, 각각 X 및 Y 축들을 따른 센서 (110x) 및 센서 (110y) 만을 포함하는 2차원 센서일 수도 있다. 다차원 센서 (110) 는, 이동국 (100) 의 대략적인 배향 및/또는 포지션을 결정하는데 이용될 수도 있는, 각각의 축에 대한 원시, 즉, 교정되지 않은 데이터를 제공한다. 2 이상의 다차원 센서가 또한 이용될 수도 있으며, 예를 들어, 3차원 가속도계 및 자력계가 디지털 컴파스로서 이용될 수도 있다.
이상적으로, 광범위하게 회전된 다차원 센서 (110) 로부터 출력된 원시 데이터는 도 3 에 도시된 바와 같이 원점, 즉, (0,0,0) 에 중심을 둔 단위 구 (120), 또는 2차원 센서의 경우에 원점, 즉, (0,0) 에 중심을 둔 단위 원 (122) 을 산출할 것이다. 하지만, 실제로, 수개의 에러 소스들이 다차원 센서 (110) 에 영향을 주어, 도 4 에 도시된 바와 같이 원점으로부터 오프셋된 타원체 (130), 또는 2차원 센서의 경우에 있어서의 타원 (132) 인 출력을 산출한다. 다차원 센서 (110) 에 대한 에러 소스들은 다차원 센서 (110) 의 각각의 축에 따른 DC 오프셋, 센서들 (110x, 110y, 및 110z (이용된다면)) 의 상이한 감도들, 및 센서들 (110x, 110y, 및 110z (이용된다면)) 의 상이한 쌍들 간의 비-직교성을 포함한다.
센서들 (110x, 110y, 및 110z) 의 출력들의 값에서의 시프트를 야기하는 DC 오프셋 에러는 센서들 (110x, 110y, 및 110z) 에서의 비-제로 바이어스이다. DC 오프셋 에러는 센서들 (110x, 110y, 및 110z) 각각에 대해 상이할 수도 있다. 자력계 타입 센서에서의 하드 아이언 (hard iron) 에러들이 DC 오프셋 에러에 포함될 수도 있다. 하드 아이언 에러는, 지구의 자계에 부가하여 존재하는 일정한 자계를 검출하는 자력계 타입 센서에 의해 야기된다. 하드 아이언 에러의 소스가 다차원 센서 (110) 와의 고정된 포지션 관계를 가져서 센서들 (110x, 110y, 및 110z) 의 출력들의 값에서의 일정한 시프트를 야기한다면, 하드 아이언 에러들은 DC 오프셋 에러에 포함된다. 도 4 는 원점 (0,0,0) 으로부터의 타원체 (130) 또는 타원 (132) 의 오프셋으로서 DC 오프셋 에러를 도시한다.
감도 에러는, 서로에 대한 센서들 (110x, 110y, 및 110z) 의 상이한 감도들로부터 기인하는 에러 소스이다. 축에 따른 센서의 감도는 그 센서의 출력의 값을 스케일링한다. 일 센서, 예를 들어, 센서 (110x) 는 다른 센서, 예를 들어, 센서 (110y) 보다 더 민감형일 수도 있으며, 따라서, 그 출력들의 값들은 상이하게 스케일링된다. 부가적으로, 자력계 타입 센서에서의 소프트 아이언 에러들이 감도 에러에 포함될 수도 있다. 소프트 아이언 에러는 다차원 센서 (110) 근방에 가변 자계를 방출하는 재료들에 의해 야기된다. 또한, 소프트 아이언 에러의 소스가 다차원 센서 (110) 와의 고정된 포지션 관계를 가져서 센서들 (110x, 110y, 및 110z) 의 출력들의 값들의 동일하지 않은 스케일링에 의해 일치를 야기한다면, 소프트 아이언 에러들은 감도 에러에 포함된다. 도 4 는 각각 Bx, By, 및 Bz 로 라벨링된 벡터들의 상이한 길이들을 갖는 센서들 (110x, 110y, 및 110z) 의 감도 에러를 도시한다.
비-직교성 에러는, X, Y, 및 Z 축들과 물리적으로 정렬되지 않은 센서들 (110x, 110y, 및 110z) 로부터 기인한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 벡터들 (Bx 와 By) 사이에 각 α, 벡터들 (Bx 와 Bz) 사이에 각 β, 및 벡터들 (By 와 Bz) 사이에 각 γ 가 존재한다. 벡터들 (Bx 와 By) 사이의 비-직교성 에러 ψ 는 0.5*(90°-α) 이고, 유사하게, 벡터들 (Bx 와 Bz) 사이의 비-직교성 에러 θ 는 0.5*(90°-β) 이며, 벡터들 (By 와 Bz) 사이의 비-직교성 에러 φ 는 0.5*(90°-γ) 이다. 다차원 센서가 2차원 센서라면, 비-직교성 에러는 2차원들 사이의, 예를 들어, 벡터들 (Bx 와 By) 사이의 오직 단일각이다.
에러 소스들의 보정이 없다면, 다차원 센서로부터의 원시 데이터는 부정확한 측정치를 생성한다. 원시 데이터의 보정은 다차원 센서 (110) 에 의해 제공된 원시 데이터만을 이용하여, 예를 들어, 센서가 사용 중인 동안 (2차원 센서에 대한 또는 3차원 센서의 평면들에 대한) 타원 또는 (3차원 센서에 대한) 타원체 파라미터들을 결정하고 타원 또는 타원체 교정 팩터들을 매핑함으로써 수행될 수도 있다.
도 5 는 다차원 센서 (110) 에 의해 제공된 원시 데이터만을 이용하여 다차원 센서 (110) 로부터의 원시 데이터를 보정할 수 있는 이동국 (100) 의 블록 다이어그램이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 이동국 (100) 은 3차원 자력계 (110mag) 및 3차원 가속도계 (110accel) 의 형태로의 2개의 다차원 센서들을 포함한다. 자력계 (110mag) 및 가속도계 (110accel) 양자의 3개의 감도축은 X-컴포넌트, Y-컴포넌트, 및 Z-컴포넌트로서 라벨링된다. 자력계 (110mag) 및 가속도계 (110accel) 중 하나 또는 그들 양자는 더 작은 차원, 즉, X-컴포넌트 및 Y-컴포넌트만을 가질 수도 있음을 이해해야 한다.
이동국 (100) 은 또한 수신기 (140) 를 포함할 수도 있으며, 그 수신기는, 안테나 (144) 를 통해 SPS 위성들 (102; 도 1) 로부터의 신호들을 수신하는 SPS 수신기 (142) 및 SPS 클록 (146) 을 갖는 위성 측위 시스템 (SPS) 을 포함한다. 도 1 을 참조하여 논의된 바와 같이, 수신기 (140) 는 SPS 로 제한될 필요는 없지만, 셀룰러 타워들 (104) 과 같은 지상 소스들로부터 또는 무선 통신 액세스 포인트들 (106) 로부터 신호들을 수신할 수도 있다. 그러한 실시형태들에 있어서, 수신기 (140) 는, 예를 들어, 각각 셀룰러 타워로부터 또는 무선 액세스 포인트로부터의 통신물들을 수신할 수 있는 셀룰러 모뎀 또는 무선 네트워크 무선 수신기/송신기일 수도 있다. 요구된다면, 별개의 수신기들이 SPS 신호들 및 지상 신호들을 위해 이용될 수도 있다.
자력계 (110mag), 가속도계 (110accel) 및 수신기 (140) 는 이동국 제어부 (150) 에 접속되어 통신한다. 이동국 제어부 (150) 는 자력계 (110mag), 가속도계 (110accel) 및 수신기 (140) 로부터의 데이터를 수신 및 프로세싱하고, 디바이스의 동작을 제어한다. 이동국 제어부 (150) 는 프로세서 (152) 및 관련 메모리 (154), 클록 (153), 전용 센서 프로세서 (155), 하드웨어 (156), 소프트웨어 (158), 및 펌웨어 (157) 에 의해 제공될 수도 있다. 프로세서들 (152 및 155) 은 결합될 수도 있거나, 대안적으로, 예를 들어 별개의 모뎀 프로세서와 같은 부가적인 프로세서들이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 자력계 (110mag) 및 가속도계 (110accel) 를 이용하기 위해 별개의 모뎀 프로세스가 턴-온될 필요는 없을 것이기 때문에, 전용 센서 프로세서의 이용은 전력 소비를 강하시키는데 유용할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 프로세서들은 하나 이상의 마이크로프로세서들, 임베디드 프로세서들, 제어기들, 주문형 집적회로 (ASIC) 들, 디지털 신호 프로세서 (DSP) 들 등일 수 있지만 필수적으로 포함할 필요는 없음을 이해할 것이다. 용어 "프로세서" 는 특정 하드웨어보다는 시스템에 의해 구현되는 기능들을 기술하도록 의도된다. 더욱이, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "메모리" 는 이동국과 연관된 장기 메모리, 단기 메모리 또는 다른 메모리를 포함하는 임의 타입의 컴퓨터 저장 매체를 지칭하며, 메모리의 임의의 특정 타입 또는 메모리들의 수, 또는 메모리가 저장되는 매체의 타입에 제한되지 않아야 한다.
이동국 (100) 은 또한, 이동국 제어부 (150) 와 통신하는 사용자 인터페이스 (160) 을 포함하며, 예를 들어, 이동국 제어부 (150) 는 데이터를 수신하고 사용자 인터페이스 (160) 를 제어한다. 사용자 인터페이스 (160) 는 포지션 정보뿐 아니라 제어 메뉴들을 디스플레이하는 디스플레이 (162), 및 사용자가 이동국 (100) 으로 정보를 입력할 수 있는 키패드 (164) 또는 다른 입력 디바이스를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 키패드 (164) 는 터치 스크린 디스플레이와 같은 디스플레이 (162) 에 통합될 수도 있다. 사용자 인터페이스 (160) 는 또한, 예를 들어, 이동국 (100) 이 셀룰러 전화기인 경우, 예를 들어, 마이크로폰 및 스피커를 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 방법들은 애플리케이션에 의존하여 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 방법들은 전용 센서 프로세서 (155), 프로세서 (152) 에서 또는 하드웨어 (156), 펌웨어 (157), 소프트웨어 (158), 또는 이들의 임의의 조합에서 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 프로세싱 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적회로 (ASIC) 들, 디지털 신호 프로세서 (DSP) 들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스 (DSPD) 들, 프로그래머블 로직 디바이스 (PLD) 들, 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA) 들, 프로세서들, 제어기들, 마이크로 제어기들, 마이크로 프로세서들, 전자 디바이스들, 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에 있어서, 그 방법들은 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하는 모듈들 (예를 들어, 절차들, 함수들 등) 로 구현될 수도 있다. 명령들을 실질적으로 수록하는 임의의 머신 판독가능 매체가 본 명세서에 설명된 방법들을 구현하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드들은 메모리 (154) 에 저장되고 프로세서 (152) 에 의해 실행될 수도 있다. 메모리는 프로세서 유닛 내부 또는 프로세서 유닛 외부에 구현될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "메모리" 는 임의의 타입의 장기 메모리, 단기 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 다른 메모리를 지칭하며, 메모리의 임의의 특정 타입 또는 메모리들의 수, 또는 메모리가 저장되는 매체의 타입에 제한되지 않아야 한다. 예로써, 교정 파라미터 세트들이 비휘발성 메모리에 저장될 수도 있다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어에서 구현된다면, 그 기능들은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장될 수도 있다. 예들은 데이터 구조로 인코딩된 컴퓨터 판독가능 매체, 및 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 물리적 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수도 있다. 한정이 아닌 예로써, 그러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장부, 자기 디스크 저장부 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 저장하는데 이용될 수 있고 또한 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있으며, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, DVD (digital versatile disc), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서, 디스크 (disk) 는 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하지만 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합들이 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함될 것이다.
컴퓨터 판독가능 매체 상의 저장에 부가하여, 명령들 및/또는 데이터가, 통신 장치에 포함된 전송 매체 상의 신호들로서 제공될 수도 있다. 예를 들어, 통신 장치는 명령들 및 데이터를 나타내는 신호들을 갖는 트랜시버를 포함할 수도 있다. 명령들 및 데이터는 하나 이상의 프로세서들로 하여금 청구항들에 기술된 기능들을 구현하게 하도록 구성된다. 즉, 통신 장치는 개시된 기능들을 수행하기 위한 정보를 나타내는 신호들을 갖는 전송 매체를 포함한다. 제 1 시간에, 통신 장치에 포함된 전송 매체는 개시된 기능들을 수행하기 위한 정보의 제 1 부분을 포함할 수도 있지만, 제 2 시간에, 통신 장치에 포함된 전송 매체는 개시된 기능들을 수행하기 위한 정보의 제 2 부분을 포함할 수도 있다.
도 6 은 다차원 센서 (110) 에 의해 제공된 원시 데이터만을 이용하여 다차원 센서 (110) 로부터의 원시 데이터를 보정하는 방법을 도시한 플로우 차트이다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 원시 데이터가 다차원 센서 (110) 로부터 수집된다 (202). 원시 데이터로부터, 오프셋, 감도 및 비-직교성 교정 팩터들이 결정될 수 있다. 원시 데이터는 2차원 센서에 대한 타원 파라미터들 또는 3차원 센서에 대한 타원체 파라미터들을 결정하는데 이용된다. 2차원 센서 (또는 오직 2차원들만을 사용하는 3차원 센서) 에 있어서, 타원 파라미터들 (A, B, C, D, E, 및 L) 은
Figure pct00001
과 같이 정의될 수도 있으며, 여기서, 2차원 센서로부터의 원시 데이터는 (Bx, By) 이다. 원시 데이터를 나타내기 위한 "B" 의 사용은 필수적으로 자계를 나타내는 것은 아니지만, 자력계 또는 가속도계를 포함하여 교정될 임의의 다차원 센서로부터 기인할 수도 있음을 이해해야 한다. 3차원 센서에 있어서, 타원체 파라미터들 (A, B, C, D, E, F, G, H, K, 및 L) 은
Figure pct00002
과 같이 정의될 수도 있으며, 여기서, 3차원 센서로부터의 원시 데이터는 (Bx, By, Bz) 이다.
2차원 센서에 있어서, 타원 파라미터들은 BHB 의 최소의 고유값의 고유벡터를 계산함으로써 결정될 수도 있으며, 여기서, B 는
Figure pct00003
로서 정의되며, 여기서, 아래첨자 i 는 원시 데이터의 i번째 샘플링을 나타낸다. 시간에 따라 프로세싱을 확산시키기 위해, BHB 는
Figure pct00004
와 같이 결정될 수 있으며, 여기서, Tc 는 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터의 시상수를 나타내고, fc 는 R 의 업데이트 레이트이다. 3차원 센서에 있어서, 타원체 파라미터는 2차원 센서에 대해 설명된 바와 동일한 방식으로 고유벡터를 계산함으로써 결정될 수도 있으며, 여기서, 3차원 센서에 대한 B 및 BHB 는 상기 수학식들 3 및 4 그리고 수학식 2 로부터 용이하게 도출될 수 있다. 3차원 경우에 대한 대응하는 수학식들은
Figure pct00005
이며, 여기서, 아래첨자 i 는 원시 데이터의 i번째 샘플링을 나타낸다. 시간에 따라 프로세싱을 확산시키기 위해, BHB 는
Figure pct00006
와 같이 결정될 수 있으며, 또한 여기서, Tc 는 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터의 시상수를 나타내고, fc 는 R 의 업데이트 레이트이다.
자력계에 영향을 미치는 이동국 (100) 의 상태가 변하지 않는다면, 고유 구조는 시간에 따라 천천히 변한다. 따라서, R 의 고유 분해는 스크래치로부터 풀 필요는 없다. 이동국 (100) 의 상태가 자력계를 변경하여 그 자력계에 영향을 미친다면, 메모리에 저장된 교정 세트가 이용될 수도 있으며, 이는 디바이스가 회전되어야 하는 정확한 교정 파라미터들을 획득하도록 시간을 절약한다. 예를 들어, 메모리에 저장된 교정의 선택은 이동국의 상태에 기초하고/하거나 수신된 원시 자력계 데이터에 기초할 수도 있으며, 이로부터, 저장된 교정 세트의 최상의 피팅이 결정될 수도 있다. 더욱이, 팩토리 교정 동안 각각의 가능한 이동국 상태 (상태들의 조합) 에 대한 교정 세트를 저장하는 것은 실용적이거나 경제적이지 않을 수도 있다. 따라서, 본 프로세스는 상이한 이동국 상태들 또는 상태들의 조합에 대한 교정 파라미터들을 결정하는데 이용될 수도 있다. 상태들의 조합이 공지된다면, 교정 세트는 용이하게 태깅될 수 있으며 교정 세트들을 선택할 경우에 이용될 수 있다. 이동국의 상태들의 조합이 오직 부분적으로만 공지된다면, 교정 세트는 적절히 태깅될 수 있으며 다중의 교정 세트들이 동일한 태그를 가질 수도 있다. 사용에 있어서, 선택 알고리즘은 적절한 태그를 갖는 모든 교정 세트들을 고려할 것이며, 이는 더 적은 샘플들의 선택을 허용하기 때문에 선택 알고리즘을 더욱 강인하게 한다. 교정 세트들을 저장하고 선택하는 것은, Victor Kulik 및 Christopher Brunner 에 의해 "Accurate Magnetic Compass in Mobile Electronic Device" 의 명칭으로서 본 개시와 함께 출원되고 본 개시와 동일한 양수인을 갖으며 그 모두가 본 명세서에 참조로 통합되는 미국특허출원 제12/612,529호에서 논의된다.
행렬 R 은 사이클릭 야코비 스윕 (cyclic Jacobi sweep) 을 이용하여 부분적으로 대각화된다. 부가적으로, 고유 벡터들 E 가 추정되고, 이는 2 이상의 야코비 스윕을 요하여 정확한 추정치를 획득할 수도 있지만, 통상적으로, 하나의 스윕이 충분하다. 고유 벡터 행렬은 E=I 로 초기화되며, 여기서, I 는 항등 행렬이다. 고정된 레이트 fJ 에서, 사이클릭 야코비 스윕은 행렬 R 의 고유 벡터들 E 의 이전 추정치를 이용하여,
Figure pct00007
에 대해 수행된다. 고유 공간 추적은, Michalke,C; Stege,M; Schafer,F; 및 Fettweis,G 저, PIMRC 2003 Vol.3(2003) pp 2847-2851의 "Efficient tracking of eigenspaces and its application to eigenbeamforming" 에 설명되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 통합된다. 적은 반복 내에서, E 는 수렴하고, 결과로서, R' 는 대각화한다. R 의 고유 구조가 천천히 변하기 때문에, 야코비 스윕의 주파수 fJ 는 R 의 업데이트 레이트, 즉, fc 보다 낮아질 수 있다. 예로써, R 의 업데이트 레이트, 즉, fc 는 2Hz 일 수도 있고, 시상수 Tc 는 100s 일 수도 있으며, 사이클릭 야코비 스윕 레이트, 즉, fJ 는 1.0 으로부터 0.1 까지의 범위일 수도 있다.
R' 이 대각화된 후, 대각 엘리먼트들은 고유값들에 대응한다. 그 후, 최소의 고유값에 대응하는 고유 벡터가 E 로부터 선택될 수 있다. 그 후, 타원 파라미터들은 최소의 고유 벡터의 엘리먼트들 e:A=e1,B=e2,…,L=e6 에 대응한다.
3차원 센서에 있어서, 수학식 4 에서의 Ri 는, 설명된 타원체 파라미터들에 대해 풀기 위해 3차원 센서로부터의 원시 데이터에 기초하여 추적된다.
다차원 센서로부터의 원시 데이터에 기초하여 결정된 타원/타원체 파라미터들을 사용하여, 오프셋, 감도 및 비-직교성 교정 팩터들이 결정될 수 있다.
3차원 센서 (110) 에 있어서, 다차원 센서의 각각의 축에 대한 오프셋 팩터가
Figure pct00008
와 같이 결정될 수도 있으며 (204), 여기서, off 는 오프셋 교정 팩터이고 pinv 는 의사 역행렬 (pseudoinverse) 이며, 여기서, Amat 및 α는
Figure pct00009
Figure pct00010
로서 정의된 행렬들이다.
그 후, 다차원 센서의 각각의 축에 대한 감도 교정 팩터가
Figure pct00011
와 같이 결정될 수 있으며 (206), 여기서, scale 은 감도 교정 팩터이고 diag 는 행렬의 대각 성분을 나타낸다. 항 c_dash 는
Figure pct00012
에 의해 제공되며, 여기서, off' 는 off 의 전치행렬을 나타낸다.
감도 교정 팩터의 품질은 감도 교정 팩터 행렬 pinv(Amat/c_dash) 의 조건수에 의존한다. 감도 교정 팩터는, 문제가 또한 구속형이 아닌 만큼 조건수가 높다면 정확하지 않다. 따라서,
Figure pct00013
이 유효하지 않다면, 임계값을 위반하기 전에 최종 유효한 감도 및 비-직교성 교정 팩터가 이용된다. 예로써, 임계값 tcondNr 은 1.5 일 수도 있다.
그 후, 다차원 센서의 각각의 축에 대한 비-직교성 교정 팩터는
Figure pct00014
와 같은 행렬 Q 를 결정함으로써 결정될 수 있으며 (208), 여기서, scale 은 길이 3 의 벡터이고 diag() 는 일 벡터를 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며, 여기서, 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 따라서, diag(1./scale) 은 scale 이 길이 3 의 벡터이기 때문에 3×3 행렬이다. 행렬 Q 는
Figure pct00015
와 같은 비-직교성 교정 팩터들을 결정하는데 이용되며, 여기서, Q(n,m) 은 행렬 Q 의 n행 m열에서의 엘리먼트를 나타내고, ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내고, θ 는 x-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내며, φ 는 y-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타낸다.
결정된 오프셋, 감도, 및 비-직교성 교정 팩터들이 메모리 (154) 에 저장된다 (210). 그 후, 다차원 센서로부터의 원시 데이터는 저장된 오프셋, 감도, 및 비-직교성 교정 팩터들을 이용하여 보정되어
Figure pct00016
와 같은 교정된 데이터를 생성할 수 있으며, 여기서,
Figure pct00017
은 보정된 원시 데이터, 즉, 교정된 데이터이고, offx, offy, 및 offz 는 수학식 6 에서 정의되며, K 는 다음의 행렬이다.
Figure pct00018
2차원 센서 (110) 에 있어서, 오프셋, 감도, 및 비-직교성 교정 팩터들은 수학식 1로부터의 타원 파라미터들에 기초하여 유사한 방식으로 결정된다. 예를 들어, 2차원 센서에 있어서, 오프셋 교정 팩터가 수학식 8 을 이용하여 결정되지만 (204), 행렬 Amat 및 α 는
Figure pct00019
Figure pct00020
와 같이 정의된다.
2차원 센서에 대한 감도 교정 팩터가 오프셋 교정 팩터 및 수학식 11 그리고 수학식 12 를 이용하여 결정된다 (206). 그 후, 비-직교성 교정 팩터가 수학식 14 를 이용하여 결정되고 (208),
Figure pct00021
이며, 여기서, ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타낸다.
2차원 센서에 대한 결정된 오프셋, 감도, 및 비-직교성 교정 팩터들이 도 5 에 도시된 메모리 (154) 에 저장된다 (210). 그 후, 다차원 센서로부터의 원시 데이터는 저장된 오프셋, 감도, 및 비-직교성 교정 팩터들을 이용하여 보정되어
Figure pct00022
와 같은 교정된 데이터를 생성할 수 있으며, 여기서,
Figure pct00023
은 보정된 원시 데이터, 즉, 교정된 데이터이고, R 은 다음의 행렬이다.
Figure pct00024
타원/타원체 파라미터들이 이용가능한 경우, 오프셋, 감도 및 비-직교성 교정 팩터들의 계산들은, 예를 들어, 2Hz 일 수도 있는 상기 기술된 R 의 업데이트 레이트, 즉, fc 와 동일한 주파수에서 수행될 수도 있다. 하지만, 일 실시형태에 있어서, 교정 계산들은 업데이트를 요하는 환경 또는 이동국 (100) 의 상태에서의 변경이 존재하는 경우에 수행될 수 있다. 예를 들어, 새로운 교정 계산들을 개시할 수도 있는 이동국 (100) 의 상태에서의 변경은 디스플레이 (162) 의 백라이트를 턴-온/오프하는 것, 카메라를 턴-온/오프하는 것, 또는 진동 세팅을 턴-온/오프하는 것을 포함할 수도 있다. 새로운 교정 계산들을 개시할 수도 있는 환경의 상태에서의 변경은, 자동차 블록 및 다른 금속 컴포넌트들이 교정될 필요가 있는 자계들을 갖기 때문에 예를 들어, 차량 내의 이동국 (100) 을 이용하는 것을 포함할 수도 있다. 하지만, 이동국 (100) 이 차량 내에 있기 때문에 교정은, 이동국 (100) 이 차량에 대해 고정된 경우, 즉, 이동국 (100) 이 크래들에 있는 경우에 특히 유용하다.
본 발명이 교육 목적으로 특정 실시형태들과 관련하여 예시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다양한 적응예들 및 변형예들이 본 발명의 범위로부터 일탈함없이 행해질 수도 있다. 따라서, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위는 상기 설명에 한정되지 않아야 한다.

Claims (39)

  1. 다차원 센서의 복수의 축들에 대한 원시 데이터 (raw data) 를 수집하고 상기 수집된 원시 데이터를 프로세서로 제공하는 단계;
    상기 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 오프셋 교정 팩터를 상기 프로세서로 계산하는 단계;
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터 및 상기 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 감도 교정 팩터를 상기 프로세서로 계산하는 단계;
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터, 상기 계산된 감도 교정 팩터 및 상기 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 비-직교성 교정 팩터를 상기 프로세서로 계산하는 단계;
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터들, 상기 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터를, 상기 프로세서에 커플링된 메모리에 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 계산된 오프셋 교정 팩터들, 상기 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터를 이용하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들에 대한 원시 데이터를 상기 프로세서로 보정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다차원 센서는 자력계이고,
    상기 원시 데이터는 교란하는 근접 자계의 존재 외부에서 수집되는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다차원 센서는 가속도계이고,
    상기 원시 데이터는, 상기 가속도계가 중력 이상으로 가속되지 않는 동안에 수집되는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 오프셋 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 각각의 축을 따른 적어도 DC 오프셋을 보상하고,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 감도 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 각각의 축의 적어도 감도를 보상하고, 각각의 축의 상기 감도는 상이하며,
    상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 상기 비-직교성 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들 간의 오정렬을 보상하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 원시 데이터를 이용하여 타원 파라미터들 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 타원 파라미터들은 A, B, C, D, E, 및 L 이고,
    Figure pct00025
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx 및 By 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 타원체 파라미터들은 A, B, C, D, E, F, G, H, K, 및 L 이고,
    Figure pct00026
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx, By, 및 Bz 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 오프셋 교정 팩터들, 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터들은 상기 타원 파라미터 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나에 기초하여 계산되는, 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 타원체 파라미터들이 결정되고,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 감도 교정 팩터는
    Figure pct00027
    로서 계산되고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00028
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00029
    로서 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00030
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00031
    인, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 상기 비-직교성 교정 팩터는
    Figure pct00032
    로서 계산되고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00033
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내고, 상기 θ 는 x-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내며, 상기 φ 는 y-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들에 대한 상기 원시 데이터는
    Figure pct00034
    와 같이 보정되고,
    상기
    Figure pct00035
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00036
    와 같은 행렬인, 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 타원 파라미터들이 결정되고,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 감도 교정 팩터는
    Figure pct00037
    로서 계산되고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00038
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00039
    로서 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00040
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00041
    인, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 상기 비-직교성 교정 팩터는
    Figure pct00042
    로서 계산되고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00043
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들에 대한 상기 원시 데이터는
    Figure pct00044
    와 같이 보정되고,
    상기
    Figure pct00045
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00046
    와 같은 행렬인, 방법.
  12. 복수의 축들 각각에 대한 원시 데이터를 제공하는 다차원 센서;
    상기 다차원 센서에 접속되어, 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 원시 데이터를 상기 다차원 센서로부터 수신하는 프로세서;
    상기 프로세서에 접속된 메모리; 및
    상기 메모리에 보유되고 상기 다차원 센서를 교정하기 위해 상기 프로세서에서 구동하는 소프트웨어를 포함하고,
    상기 소프트웨어는,
    상기 원시 데이터에 기초하여 상기 복수의 축들 각각에 대한 오프셋 교정 팩터를 계산하여 메모리에 저장하고;
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터 및 상기 원시 데이터에 기초하여 상기 복수의 축들 각각에 대한 감도 교정 팩터를 계산하여 메모리에 저장하며; 그리고
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터, 상기 계산된 감도 교정 팩터 및 상기 원시 데이터에 기초하여 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 비-직교성 교정 팩터를 계산하여 메모리에 저장하기 위한
    명령들을 포함하고,
    상기 소프트웨어는, 상기 저장된 계산된 오프셋 교정 팩터들, 상기 저장된 감도 교정 팩터들 및 저장된 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터를 이용하여 상기 복수의 축들 각각에 대한 원시 데이터를 보정하기 위한 명령들을 더 포함하는, 이동국.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다차원 센서는 자력계 및 가속도계 중 적어도 하나인, 이동국.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 오프셋 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 각각의 축을 따른 적어도 DC 오프셋을 보상하고,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 감도 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 각각의 축의 적어도 감도를 보상하고, 각각의 축의 상기 감도는 상이하며,
    상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 상기 비-직교성 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들 간의 오정렬을 보상하는, 이동국.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 소프트웨어는, 상기 원시 데이터를 이용하여 타원 파라미터들 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나를 결정하기 위한 명령들을 더 포함하고,
    상기 타원 파라미터들은 A, B, C, D, E, 및 L 이고,
    Figure pct00047
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx 및 By 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 타원체 파라미터들은 A, B, C, D, E, F, G, H, K, 및 L 이고,
    Figure pct00048
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx, By, 및 Bz 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 오프셋 교정 팩터들, 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터들은 상기 타원 파라미터 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나에 기초하여 계산되는, 이동국.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 소프트웨어는, 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 감도 교정 팩터를
    Figure pct00049
    로서 계산하기 위한 명령들을 포함하고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00050
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00051
    로서 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00052
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00053
    인, 이동국.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 소프트웨어는, 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 상기 비-직교성 교정 팩터를
    Figure pct00054
    로서 계산하기 위한 명령들을 포함하고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00055
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내고, 상기 θ 는 x-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내며, 상기 φ 는 y-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 이동국.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 소프트웨어는, 상기 저장된 계산된 오프셋 교정 팩터들, 상기 저장된 감도 교정 팩터들 및 상기 저장된 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터를 이용하여 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 원시 데이터를
    Figure pct00056
    와 같이 보정하기 위한 명령들을 포함하고,
    상기
    Figure pct00057
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00058
    와 같은 행렬인, 이동국.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 소프트웨어는, 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 감도 교정 팩터를
    Figure pct00059
    로서 계산하기 위한 명령들을 포함하고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00060
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00061
    로서 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00062
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00063
    인, 이동국.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 소프트웨어는, 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 상기 비-직교성 교정 팩터를
    Figure pct00064
    로서 계산하기 위한 명령들을 포함하고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00065
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 이동국.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 소프트웨어는, 상기 저장된 계산된 오프셋 교정 팩터들, 상기 저장된 감도 교정 팩터들 및 상기 저장된 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터를 이용하여 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 원시 데이터를
    Figure pct00066
    와 같이 보정하기 위한 명령들을 포함하고,
    상기
    Figure pct00067
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00068
    와 같은 행렬인, 이동국.
  22. 다차원 센서의 복수의 축들에 대한 원시 데이터를 수집하는 수단;
    상기 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 오프셋 교정 팩터를 계산하는 수단;
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터 및 상기 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 감도 교정 팩터를 계산하는 수단;
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터, 상기 계산된 감도 교정 팩터 및 상기 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 비-직교성 교정 팩터를 계산하는 수단; 및
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터들, 상기 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터들을 이용하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들에 대한 원시 데이터를 보정하는 수단을 포함하는, 이동국.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 다차원 센서는 자력계 및 가속도계 중 적어도 하나인, 이동국.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 오프셋 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 각각의 축을 따른 적어도 DC 오프셋을 보상하고,
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 상기 감도 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 각각의 축의 적어도 감도를 보상하고, 각각의 축의 상기 감도는 상이하며,
    상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 상기 비-직교성 교정 팩터는 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들 간의 오정렬을 보상하는, 이동국.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 원시 데이터를 이용하여 타원 파라미터들 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나를 결정하는 수단을 더 포함하고,
    상기 타원 파라미터들은 A, B, C, D, E, 및 L 이고,
    Figure pct00069
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx 및 By 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 타원체 파라미터들은 A, B, C, D, E, F, G, H, K, 및 L 이고,
    Figure pct00070
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx, By, 및 Bz 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 오프셋 교정 팩터들, 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터들은 상기 타원 파라미터 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나에 기초하여 계산되는, 이동국.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 감도 교정 팩터를 계산하는 수단은 상기 감도 교정 팩터를
    Figure pct00071
    로서 계산하고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00072
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00073
    와 같이 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00074
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00075
    인, 이동국.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 비-직교성 교정 팩터를 계산하는 수단은 상기 비-직교성 교정 팩터를
    Figure pct00076
    로서 계산하고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00077
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내고, 상기 θ 는 x-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내며, 상기 φ 는 y-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 이동국.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 원시 데이터를 보정하는 수단은 상기 원시 데이터를
    Figure pct00078
    로서 보정하고,
    상기
    Figure pct00079
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00080
    와 같은 행렬인, 이동국.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 감도 교정 팩터를 계산하는 수단은 상기 감도 교정 팩터를
    Figure pct00081
    로서 계산하고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00082
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00083
    로서 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00084
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00085
    인, 이동국.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 비-직교성 교정 팩터를 계산하는 수단은 상기 비-직교성 교정 팩터를
    Figure pct00086
    로서 계산하고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00087
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 이동국.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 원시 데이터를 보정하는 수단은 상기 원시 데이터를
    Figure pct00088
    로서 보정하고,
    상기
    Figure pct00089
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00090
    와 같은 행렬인, 이동국.
  32. 저장된 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    다차원 센서의 복수의 축들에 대한 수집된 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 오프셋 교정 팩터를 계산하기 위한 프로그램 코드;
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들에 대한 상기 계산된 오프셋 교정 팩터 및 상기 수집된 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들 각각에 대한 감도 교정 팩터를 계산하기 위한 프로그램 코드;
    상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들에 대한 상기 계산된 오프셋 교정 팩터, 상기 계산된 감도 교정 팩터 및 상기 수집된 원시 데이터에 기초하여 상기 다차원 센서의 축들의 하나 이상의 쌍들에 대한 비-직교성 교정 팩터를 계산하기 위한 프로그램 코드; 및
    상기 계산된 오프셋 교정 팩터들, 상기 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터들을 이용하여 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들에 대한 원시 데이터를 보정하기 위한 프로그램 코드를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 프로그램 코드는, 상기 원시 데이터를 이용하여 타원 파라미터들 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나를 결정하기 위한 프로그램 코드를 더 포함하고,
    상기 타원 파라미터들은 A, B, C, D, E, 및 L 이고,
    Figure pct00091
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx 및 By 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 타원체 파라미터들은 A, B, C, D, E, F, G, H, K, 및 L 이고,
    Figure pct00092
    에 의해 정의되며,
    상기 Bx, By, 및 Bz 는 상기 다차원 센서의 상기 복수의 축들을 따라 측정된 원시 데이터이고,
    상기 오프셋 교정 팩터들, 감도 교정 팩터들 및 하나 이상의 비-직교성 교정 팩터들은 상기 타원 파라미터 및 타원체 파라미터들 중 적어도 하나에 기초하여 계산되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 감도 교정 팩터를 계산하기 위한 프로그램 코드는 상기 감도 교정 팩터를
    Figure pct00093
    로서 계산하고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00094
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00095
    로서 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00096
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00097
    인, 컴퓨터 판독가능 매체.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 비-직교성 교정 팩터를 계산하기 위한 프로그램 코드는 상기 비-직교성 교정 팩터를
    Figure pct00098
    로서 계산하고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00099
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내고, 상기 θ 는 x-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내며, 상기 φ 는 y-z 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 원시 데이터를 보정하기 위한 프로그램 코드는 상기 원시 데이터를
    Figure pct00100
    로서 보정하고,
    상기
    Figure pct00101
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00102
    와 같은 행렬인, 컴퓨터 판독가능 매체.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 감도 교정 팩터를 계산하기 위한 프로그램 코드는 상기 감도 교정 팩터를
    Figure pct00103
    로서 계산하고,
    상기 scale 은 상기 감도 교정 팩터이고, 상기 diag 는 행렬의 대각 성분들을 나타내고, 상기 pinv 는 의사 역행렬을 나타내며,
    상기
    Figure pct00104
    이고,
    상기 c_dash 는
    Figure pct00105
    로서 정의되고,
    상기 off 는
    Figure pct00106
    로서 정의된 오프셋 교정 팩터이고, 상기
    Figure pct00107
    인, 컴퓨터 판독가능 매체.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 비-직교성 교정 팩터를 계산하기 위한 프로그램 코드는 상기 비-직교성 교정 팩터를
    Figure pct00108
    로서 계산하고,
    상기 Q 는 행렬이고, 상기 scale 은 길이 3 을 갖는 벡터이고, 상기 1./scale 은 각각의 엘리먼트의 역수를 취하는 것을 나타내고, 상기 diag() 는 일 벡터를, 상기 벡터에 대응하는, 대각선을 제외하고 제로인 행렬로 변경하는 것을 나타내며,
    Figure pct00109
    이고,
    상기 ψ 는 x-y 평면에서의 라디안 단위의 비-직교성을 나타내는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 원시 데이터를 보정하기 위한 프로그램 코드는 상기 원시 데이터를
    Figure pct00110
    로서 보정하고,
    상기
    Figure pct00111
    은 보정된 원시 데이터이고, 상기 R 은
    Figure pct00112
    와 같은 행렬인, 컴퓨터 판독가능 매체.
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