KR20160061814A - Inertial sensor module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 관성 센서 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to an inertial sensor module.
관성 센서는 선형운동을 측정할 수 있는 가속도 센서와 회전운동을 측정할 수 있는 각속도 센서로 나누어진다.The inertial sensor is divided into an acceleration sensor capable of measuring linear motion and an angular velocity sensor capable of measuring rotational motion.
각속도 센서는 코리올리 힘을 측정하여 전압, 전류, 주파수를 가지는 신호 등의 전기적 신호로 변환하고, 가속도 센서는 중력 가속도를 고려한 물체의 움직임을 측정하여 전기적 신호로 변환한다.The angular velocity sensor measures the Coriolis force and converts it into an electric signal such as a signal having a voltage, a current, and a frequency. The acceleration sensor measures movement of an object in consideration of gravity acceleration and converts it into an electrical signal.
일반적으로, 센서의 제조시, MEMS(micro electro mechanical systems), 패키징(packaging) 등의 제조 공정상의 공차에 의해 모든 센서들이 동일한 특성을 갖지 못하고 편차가 발생한다.In general, all sensors do not have the same characteristics due to manufacturing process tolerances such as micro electro mechanical systems (MEMS), packaging, and the like during manufacture of the sensor, and deviations occur.
한편, 관성 센서는 외부에서 가해진 물리량에 비례하여 변위를 검출하고 이러한 변위의 검출 방식에 따라 압저항형, 압전형, 정전용량형으로 구분되는데, 각 방식에 적합한 재료들을 선정하여 구조 설계를 통해 제조된다.On the other hand, the inertial sensor detects displacement in proportion to the physical quantity externally applied, and is classified into a piezoresistive type, a piezoelectric type, and a capacitive type according to the detection method of the displacement. Materials suitable for each method are selected, do.
재료들의 물성은 온도에 따라 영향을 받으므로 선정된 재료들로 구성된 관성 센서를 이루는 구조체도 온도 특성을 가지게 된다.
Since the physical properties of the materials are affected by the temperature, the structure of the inertial sensor composed of the selected materials also has temperature characteristics.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정 온도의 노이즈에 의한 열화를 저감하고 온도에 의한 보상을 분할 연산하여 하드웨어를 효율화하는 관성 센서 모듈이 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided an inertial sensor module that reduces deterioration due to noise of a measured temperature and divides the compensation by temperature to improve hardware efficiency.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 관성 변위를 검출하고, 상기 관성 변위를 나타내는 관성 데이터를 출력하는 관성 센서부; 온도를 감지하여 온도값을 출력하는 온도 센서; 상기 온도값이 기준값의 임계범위를 벗어나는 경우 상기 감지된 온도값으로 상기 기준값을 업데이트하는 온도 변환부; 및 메모리에 저장된 온도 계수들을 로딩하고, 상기 온도 계수들, 상기 기준값 및 상기 관성 데이터에 기초하여 보상 데이터를 연산하여 출력하는 보상부를 포함하는 관성 센서 모듈이 제공된다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided an inertial sensor unit that detects inertial displacement and outputs inertial data representing the inertial displacement; A temperature sensor for sensing a temperature and outputting a temperature value; A temperature converter for updating the reference value with the sensed temperature value when the temperature value is out of a threshold range of the reference value; And a compensation unit for loading temperature coefficients stored in the memory and computing and outputting compensation data based on the temperature coefficients, the reference value and the inertia data.
본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈은 측정 온도의 노이즈에 의한 열화를 저감하고 온도에 의한 보상을 분할 연산하여 하드웨어를 효율화할 수 있는 효과가 있다.
The inertial sensor module according to an embodiment of the present invention has the effect of reducing the deterioration due to noise of the measured temperature and performing hardware division by calculating the compensation by the temperature.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈을 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 보상부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 온도 처리 시뮬레이션 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 메모리에 저장된 온도 계수의 메모리맵이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 온도 계수 로딩 타이밍도이다.1 is a block diagram briefly showing an inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a compensation unit of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 and FIG. 5 are graphs showing a temperature treatment simulation of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
6 is a memory map of the temperature coefficient stored in the memory of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
7 is a temperature coefficient loading timing diagram of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈을 간략하게 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram briefly showing an inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈은 관성 센서부(100), 온도 센서(200), 온도 변환부(300), 및 보상부(400)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention may include an
또한, 메모리(500)는 관성 센서 모듈에 포함될 수 있고, 관성 센서 모듈 외부의 메모리가 될 수 있다.Also, the
상기 관성 센서부(100)는 관성 변위를 검출하고 디지털 신호인 관성 데이터로 변환하여 보상부(400)로 출력할 수 있다.The
상기 온도 센서(200)는 온도를 감지할 수 있고, 상기 온도 변환부(300)는 감지된 온도값이 기준값의 임계범위를 벗어나는 경우 상기 감지된 온도값으로 상기 기준값을 업데이트할 수 있다.The
즉, 상기 기준값은 온도 센서(200)가 감지한 온도값이 설정된 기준값에서 임계범위를 벗어나는 경우 상기 감지된 온도값으로 상기 기준값을 업데이트하여 설정될 수 있다.That is, the reference value may be set by updating the reference value to the sensed temperature value when the temperature value sensed by the
이에 따라, 기준값의 경계 인근의 온도값이 지속적으로 감지되는 경우에 발생되는, 노이즈에 의해 기준값이 의도치 않게 파동을 가지는 측정 온도의 노이즈에 의한 열화가 방지될 수 있다.Thus, deterioration due to noise at the measurement temperature, which is generated when the temperature value near the boundary of the reference value is continuously sensed, and whose reference value is unintentionally fluctuated by noise, can be prevented.
또한, 상기 보상부(400)는 상기 관성 데이터를 입력받고, 상기 기준값과 메모리(500)에 저장된 온도 계수들을 이용하여 상기 관성 데이터를 보상하고, 보상한 관성 데이터를 보상 데이터로 출력할 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈은 관성 센서부(100), 온도 센서(200), 온도 변환부(300), 보상부(400), 구동부(600), 및 출력부(700)를 포함할 수 있다.2, the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention includes an
또한, 메모리(500)는 관성 센서 모듈에 포함될 수 있고, 관성 센서 모듈 외부의 메모리가 될 수 있다.
Also, the
상기 관성 센서부(100)는 각속도 센서(110) 및 가속도 센서(120) 중 적어도 하나를 포함하고, A/D 변환기(130)을 포함할 수 있다.The
보다 상세하게는, 관성 센서부(100)는 다수의 (예컨데, 3개의) 축 방향의 각속도를 검출할 수 있는 각속도 센서(110), 또는 상기 다수의 축 방향의 가속도를 검출할 수 있는 가속도 센서(120)를 포함할 수 있다.More specifically, the
이러한 각속도 센서(110) 및 가속도 센서(120)는 이동 및 회전과 같은 움직임에 대응되는 관성 변위에 따른 신호를 생성하고, 생성된 신호는 A/D변환기(130)에 의해 관성 데이터로 변환되어 출력될 수 있다.The
즉, 상기 관성 센서부(100)는 관성 변위를 검출하고 디지털 신호인 관성 데이터로 변환하여 보상부(400)로 출력할 수 있다.That is, the
또한, 각속도 센서(110) 및 가속도 센서(120)은 구동매스를 포함할 수 있는데, 상기 구동매스는 상기 구동부(600)에서 인가하는 구동전압에 따라 공진하여 진동할 수 있다.The
상기 온도 센서(200)는 온도를 감지할 수 있고 이를 상기 온도 변환부(300)에 출력할 수 있다.The
상기 온도 변환부(300)는 상기 감지된 온도값에서 노이즈를 제거하기 위해 이동평균필터(moving average filter)를 이용할 수 있다.The
다만, 상기 이동평균필터에 의한 노이즈 제거 과정을 거친 후에도 노이즈 성분이 잔존할 수 있으므로, 상기 온도 변환부(300)는 온도값이 기준값의 임계범위를 벗어나는 경우 상기 온도값으로 상기 기준값을 업데이트할 수 있다.However, since the noise component may remain after the noise removal process using the moving average filter, the
즉, 상기 기준값은 노이즈 제거 과정을 거친 온도값이 설정된 기준값에서 임계범위를 벗어나는 경우 상기 온도값으로 상기 기준값을 업데이트하여 설정될 수 있다.That is, the reference value may be set by updating the reference value to the temperature value when the temperature value after the noise removal process is out of the threshold range from the set reference value.
이에 따라, 온도 센서(200)에 의해 감지된 온도값이 측정 온도의 노이즈 등에 의해 지속적으로 변화하는 경우에도 변화폭(변화량)이 임계범위가 벗어나지 않으면, 온도 보상에 사용하는 기준값을 변경시키지 않음으로써, 관성 센서 모듈이 상기 측정 온도의 노이즈에 의해 열화되는 것을 방지할 수 있다.
Accordingly, even when the temperature value sensed by the
또한, 상기 출력부(700)는 필터부(710) 및 통신부(720)을 포함할 수 있다.The
상기 필터부(710)은 보상 데이터에 포함된 노이즈를 제거할 수 있고, 통신부는 노이즈가 제거된 보상 데이터를 호스트(미도시)와 통신하여 전송할 수 있다. 여기서 상기 필터부(710)은 저역대역통과필터(Low Pass Filter)를 포함할 수 있다.
The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 보상부를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a compensation unit of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 3를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모듈 센서의 보상부(400)는 온도 계수 연산부(410) 및 보상 연산부(420)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 온도 계수 연산부(410)는 메모리(500)에 저장된 온도 계수들을 세그먼트 단위(segmentation)로 로딩할 수 있고, 온도 변환부(300)가 출력하는 기준값을 입력 받을 수 있다.The
여기서, 세그먼트 단위는 하나의 보상 데이터를 연산하기 위한 온도 계수들의 집합이다Here, the segment unit is a set of temperature coefficients for computing one compensation data
예를 들어, 보상 데이터 중 각속도 센서의 X축 방향의 보상 데이터를 연산하기 위한 온도 계수들을 예로 들면, X축 방향의 관성 데이터를 보상하기 위한 감도 계수(Sxx(T))를 구하기 위한 온도 계수들(sxx_a, sxx_b, sxx_c), Y축 방향의 관성 데이터를 보상하는 감도 계수(Sxy(T))를 구하기 위한 온도 계수들(sxx_a, sxx_b, sxx_c), Z축 방향의 관성 데이터를 보상하는 감도 계수(Sxz(T))를 구하기 위한 온도 계수들(sxz_a, sxz_b, sxz_c), 및 오프셋 값을 보상하는 감도 계수(Ox(T))를 구하기 위한 온도 계수들(off_a, off_b, off_c)의 집합이 될 수 있다.
For example, the temperature coefficients for calculating the compensation data in the X-axis direction of the angular velocity sensor among the compensation data include temperature coefficients for obtaining the sensitivity coefficient Sxx (T) for compensating the inertia data in the X-axis direction (sxx_a, sxx_b, sxx_c) for obtaining the sensitivity coefficient (Sxy (T)) for compensating the inertia data in the Y-axis direction, a sensitivity coefficient (Off_a, off_b, off_c) for obtaining temperature coefficients (sxz_a, sxz_b, sxz_c) for obtaining the temperature coefficient Sxz (T) and a sensitivity coefficient Ox .
이후, 온도 계수 연산부(410)는 세그먼트 단위로 로딩한 상기 온도 계수들 및 상기 기준값에 대한 다항식으로 감도 계수들을 산출하여 상기 보상 연산부(420)로 출력할 수 있다.
The
일 실시예로서, 감도 계수(Sxx(T))를 산출하기 위한 온도 계수들을 계수로 하는 기준값에 대한 다항식은 다음의 수학식 1이 사용될 수 있다.In one embodiment, a polynomial for a reference value that is a coefficient of temperature coefficients for calculating the sensitivity coefficient Sxx (T) may be expressed by the following equation (1).
여기서 sxx_a, sxx_b, sxx_c는 상기 메모리(500)로부터 세그먼트 단위로 로딩한 온도 계수들 중 감도 계수에 대응하는 온도 계수들이고, T는 온도 변환부(300)가 감지된 온도값으로 업데이트한 기준값이고, Sxx(T)는 X축 방향의 보상 데이터를 산출하기 위해 각속도 센서의 X축 방향의 관성 데이터를 온도 보상하는 감지 계수이다.Here, sxx_a, sxx_b, and sxx_c are temperature coefficients corresponding to the sensitivity coefficient among the temperature coefficients loaded in units of segments from the
상기 다항식의 다른 감지 계수들도 상기 수학식 1과 유사한 수학식에 의해 산출될 수 있다. 이 경우, 산출하고자 하는 감지 계수에 따라 상기 메모리로부터 로딩한 온도 계수들 중 적절한 온도 계수들을 선택하게 된다. 예를 들면, X축 방향의 보상 데이터를 산출하기 위해 각속도 센서의 Y축 방향의 관성 데이터를 온도 보상하는 감지 계수(Sxy(T))를 연산하는 경우, 메모리로부터 로딩한 온도 계수들 중 상기 감지 계수(Sxy(T))에 대응되는 온도 계수들(sxy_a, sxy_b, sxy_c)을 선택하고, 상기 온도 계수들(sxy_a, sxy_b, sxy_c)을 상기 수학식 1에 대입하여 상기 감지 계수(Sxy(T))를 산출할 수 있다.
Other detection coefficients of the polynomial equation can be calculated by an equation similar to the equation (1). In this case, the temperature coefficients selected from the temperature coefficients loaded from the memory are selected according to the detection coefficient to be calculated. For example, in the case of calculating the detection coefficient Sxy (T) for temperature compensation of the inertia data in the Y axis direction of the angular velocity sensor to calculate the compensation data in the X axis direction, The temperature coefficients sxy_a, sxy_b and sxy_c corresponding to the coefficient Sxy (T) are selected and the temperature coefficients sxy_a, sxy_b and sxy_c are substituted into the equation (1) )) Can be calculated.
상기 보상 연산부(420)는 관성 센서부(100)가 검출한 다수의 (예컨데, 3개의) 축 방향의 각속도 및 다수의 축 방향의 가속도 변위의 디지털 신호인 관성 데이터(Gx_raw, Gy_raw, Gz_raw, Ax_raw, Ay_raw, Az_raw)를 입력 받을 수 있다.Gx_raw, Gz_raw, and Ax_raw, which are digital signals of a plurality of (for example, three) axial angular velocities and a plurality of axial direction acceleration displacements detected by the
여기서, 관성 데이터(Gx_raw, Gy_raw, Gz_raw, Ax_raw, Ay_raw, Az_raw)는 관성 센서부(100)가 포함하는 다수(예컨데, 3개(X, Y, Z))의 축 방향의 각속도를 검출할 수 있는 각속도 센서(110) 및 상기 다수의 축 방향의 가속도를 검출할 수 있는 가속도 센서(120)가 검출한 관성 변위에 대응하는 데이터들이다.
Here, the inertia data (Gx_raw, Gy_raw, Gz_raw, Ax_raw, Ay_raw, Az_raw) can detect angular velocities in a plurality of (for example, three (X, Y, Z)) axial directions included in the
또한, 보상 연산부(420)는 상기 관성 데이터(Gx_raw, Gy_raw, Gz_raw, Ax_raw, Ay_raw, Az_raw)및 상기 감도 계수들을 원소(Entry)로 하는 온도 보상 행렬식에 의해 보상 데이터(TC_Gx, TC_Gy, TC_Gz, TC_Ax, TC_Ay, TC_Az)를 연산하여 출력할 수 있다. The
일 실시예로서, 보상 데이터(TC_Gx, TC_Gy, TC_Gz, TC_Ax, TC_Ay, TC_Az) 중 각속도에 대한 보상 데이터(TC_Gx, TC_Gy, TC_Gz)를 연산하는 상기 관성 데이터 및 상기 감도 계수들을 원소(Entry)로 하는 온도 보상 행렬식은 다음의 수학식 2가 사용될 수 있다.The inertia data for calculating the compensation data (TC_Gx, TC_Gy, TC_Gz) for the angular velocity among the compensation data (TC_Gx, TC_Gy, TC_Gz, TC_Ax, TC_Ay and TC_Az) The temperature compensation matrix can be expressed by the following equation (2).
여기서 Sxx(T) 내지 Szz(T) 및 Ox(T) 내지 Oz(T)는 온도 계수 연산부(410)가 산출한 감도 계수들이고, Gx_raw 내지 Gz_raw는 관성 센서부(100)가 출력한 관성 데이터(Gx_raw, Gy_raw, Gz_raw, Ax_raw, Ay_raw, Az_raw)중 각속도 센서의 관성 변위에 대응하는 관성 데이터(Gx_raw, Gy_raw, Gz_raw)이다.
Here, Sxx (T) to Szz (T) and Ox (T) to Oz (T) are the sensitivity coefficients calculated by the temperature coefficient
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 온도 처리 시뮬레이션 그래프이다.FIG. 4 and FIG. 5 are graphs showing a temperature treatment simulation of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈은 감지된 온도값이 기준값(baseline)의 임계범위(resolution)를 벗어나는 경우 상기 감지된 온도값으로 상기 기준값(baseline)을 업데이트하여 상기 기준값(baseline)을 감지된 온도값으로 조정하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention updates the baseline to a sensed temperature value when a sensed temperature value is out of a threshold range of a baseline It can be confirmed that the baseline is adjusted to the sensed temperature value.
즉, 상기 기준값(baseline)은 온도 센서(200, 도1)가 감지한 온도값이 설정된 기준값에서 임계범위(resolution)를 벗어나는 경우 상기 감지된 온도값으로 상기 기준값(baseline)을 업데이트하여 설정될 수 있다.That is, the baseline may be set by updating the baseline with the sensed temperature value when the temperature sensed by the temperature sensor 200 (FIG. 1) deviates from a preset reference value have.
이에 따라, 기준값의 경계 인근의 온도값이 지속적으로 감지되는 경우에 노이즈에 의해 기준값이 의도치 않게 파동을 가지는 측정 온도의 노이즈에 의한 열화가 방지될 수 있다.
Accordingly, when the temperature value near the boundary of the reference value is continuously sensed, deterioration due to noise of the measurement temperature at which the reference value unintentionally fluctuates due to noise can be prevented.
도 5를 참고하면, 감지된 온도값에서 노이즈를 제거하기 위해 이동평균필터(moving average filter)를 이용하기 전의 온도값의 시간에 대한 그래프(a)와 이용한 후의 시간에 대한 그래프(b)를 비교하면, 온도값의 시간에 대한 변화량이 약 20LSB 에서 10LSB로 개선된 것을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 5, a graph (a) with respect to time of a temperature value before using a moving average filter and a graph (b) with respect to time after use are compared with each other to remove noise from sensed temperature values , It can be seen that the variation of the temperature value with respect to time is improved from about 20 LSB to 10 LSB.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 메모리에 저장된 온도 계수의 메모리맵이다.6 is a memory map of the temperature coefficient stored in the memory of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참고하면, 온도 계수들이 관성 데이터에 대응하는 세그먼트 단위(segmentation)로 메모리(500, 도3)에 저장된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the temperature coefficients are stored in the memory 500 (FIG. 3) in a segmentation segment corresponding to the inertia data.
도 3의 설명에서 상술한 바와 같이, 온도 계수 연산부(410, 도3)는 메모리(500, 도3)에 저장된 온도 계수들을 세그먼트 단위로 로딩할 수 있고, 온도 변환부(300, 도3)가 출력하는 기준값을 입력 받을 수 있다.3) can load the temperature coefficients stored in the memory 500 (Fig. 3) on a segment basis, and the temperature conversion unit 300 (Fig. 3) The reference value to be output can be input.
또한, 온도 계수 연산부(410, 도3)는 세그먼트 단위로 로딩한 상기 온도 계수들 및 상기 기준값에 대한 다항식으로 감도 계수들을 산출하여 상기 보상 연산부(420, 도3)로 출력할 수 있다.The temperature coefficient calculator 410 (FIG. 3) may calculate the sensitivity coefficients by polynomials of the temperature coefficients and the reference values loaded in units of segments, and output the calculated sensitivity coefficients to the compensation calculator 420 (FIG. 3).
각속도 센서의 X축 방향의 관성 데이터(Gx_raw, 도3)를 예를 들어 설명하면, 온도 계수 연산부(410, 도3)는 메모리(500, 도3)에 각속도 센서의 X축 방향의 관성데이터에 대응하는 세그먼트단위로 저장된 온도 계수들(sxx_a~c, sxy_a~c, sxz_a~c, offx_a~c)을 로딩하여, 각속도 센서의 X축 방향의 보상 데이터(TC_Gx, 도3)를 연산하기 위한 감도 계수들을 산출할 수 있다.
3) of the angular velocity sensor in the X-axis direction will be described as an example. The temperature coefficient calculator 410 (Fig. 3) calculates the inertia data of the angular velocity sensor in the X- (TC_Gx, Fig. 3) in the X-axis direction of the angular velocity sensor by loading the temperature coefficients (sxx_a to c, sxy_a to c, sxz_a to c, offx_a to c) The coefficients can be calculated.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈의 온도 계수 로딩 타이밍도이다.7 is a temperature coefficient loading timing diagram of the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 센서 모듈에 포함된 보상부(400, 도3)가 메모리(500, 도3)에 저장된 온도 계수들을 세그먼트 단위로 순차 로딩하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the compensation unit 400 (FIG. 3) included in the inertial sensor module according to an embodiment of the present invention sequentially loads temperature coefficients stored in the memory 500 (FIG. 3) have.
여기서, sm1_a~c, sm2_a~c, sm3_a~c는 하나의 세그먼트 단위에 포함되는 온도 계수들과 대응된다.Here, sm1_a-c, sm2_a-c, and sm3_a-c correspond to the temperature coefficients included in one segment unit.
이에 따라, 온도에 의한 보상을 분할 연산하기 위해 요구되는 온도 계수들을 순차 로딩하여 하드웨어를 효율화할 수 있다.
Accordingly, the hardware can be efficiently operated by sequentially loading the temperature coefficients required to divide the compensation by the temperature.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.
100: 관성 센서부
200: 온도 센서
300: 온도 변환부
400: 보상부
500: 메모리100: inertia sensor unit
200: Temperature sensor
300: temperature conversion unit
400:
500: Memory
Claims (20)
온도를 감지하여 온도값을 출력하는 온도 센서;
상기 온도값이 기준값의 임계범위를 벗어나는 경우 상기 감지된 온도값으로 상기 기준값을 업데이트하는 온도 변환부; 및
메모리에 저장된 온도 계수들을 로딩하고, 상기 온도 계수들, 상기 기준값 및 상기 관성 데이터에 기초하여 보상 데이터를 연산하여 출력하는 보상부
를 포함하는 관성 센서 모듈.
An inertial sensor unit for detecting an inertial displacement and outputting inertia data representing the inertial displacement;
A temperature sensor for sensing a temperature and outputting a temperature value;
A temperature converter for updating the reference value with the sensed temperature value when the temperature value is out of a threshold range of the reference value; And
A compensation unit for loading the temperature coefficients stored in the memory and calculating and outputting compensation data based on the temperature coefficients, the reference value and the inertia data,
And an inertial sensor module.
상기 관성 센서부는 각속도 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 관성 센서 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the inertial sensor unit includes at least one of an angular velocity sensor and an acceleration sensor.
상기 보상부는 상기 관성 데이터를 온도 계수들 및 온도값에 대한 다항식으로 산출된 계수들을 포함하는 온도 보상 행렬식에 의해 연산하여 보상 데이터를 출력하는 관성 센서 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the compensation unit computes the inertia data by a temperature compensation matrix including coefficients calculated by polynomials of temperature coefficients and a temperature value to output compensation data.
상기 보상부는 상기 메모리에 저장된 온도 계수들을 세그먼트 단위로 순차 로딩하는 관성 센서 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the compensation unit sequentially loads the temperature coefficients stored in the memory in units of segments.
상기 온도 계수들을 세그먼트 단위로 로딩하여 상기 기준값에 대한 다항식으로 산출된 감도 계수들을 출력하는 온도 계수 연산부;
상기 관성 데이터 및 상기 감도 계수들을 원소(Entry)로 하는 온도 보상 행렬식에 의해 연산된 보상 데이터를 출력하는 보상 연산부
를 포함하는 관성 센서 모듈.
The apparatus according to claim 1,
A temperature coefficient operating unit for loading the temperature coefficients in units of segments and outputting the sensitivity coefficients calculated in a polynomial equation for the reference value;
And outputting the compensation data calculated by the temperature compensation matrix using the inertia data and the sensitivity coefficients as an entry,
And an inertial sensor module.
상기 온도 계수들은 상기 관성 데이터에 대응하는 세그먼트 단위로 상기 메모리에 저장된 관성 센서 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature coefficients are stored in the memory in segment units corresponding to the inertial data.
상기 관성 데이터를 온도 보상 행렬식에 의해 연산하고, 상기 온도 보상 행렬식의 원소들은 상기 온도 계수들을 계수로 하는 온도에 대한 2차 다항식에 의해 산출되는 관성 센서 모듈.
The apparatus according to claim 1,
Wherein the inertia data is calculated by a temperature compensation matrix and the elements of the temperature compensation matrix are calculated by a second order polynomial with respect to a temperature whose coefficients are the temperature coefficients.
상기 관성 센서부를 구동하기 위해 구동 전압을 인가하는 구동부를 더 포함하는 관성 센서 모듈.
The method according to claim 1,
And a driving unit for applying a driving voltage to drive the inertial sensor unit.
상기 온도 변환부는 상기 감지된 온도값에서 노이즈를 제거하기 위해 이동평균필터(moving average filter)를 이용하는 관성 센서 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature converter uses a moving average filter to remove noise from the sensed temperature value.
상기 관성 센서부는 관성 변위에 따른 신호를 디지털 신호인 관성 데이터로 변환하기 위한 A/D변환기를 포함하는 관성 센서 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the inertial sensor unit includes an A / D converter for converting a signal corresponding to the inertial displacement into inertial data that is a digital signal.
온도를 감지하여 온도값을 출력하는 온도 센서;
상기 온도값이 기준값의 임계범위를 벗어나는 경우 상기 감지된 온도값으로 상기 기준값을 업데이트하는 온도 변환부; 및
메모리에 저장된 온도 계수들을 로딩하고, 상기 온도 계수들, 상기 기준값 및 상기 관성 데이터에 기초하여 보상 데이터를 연산하여 출력하는 보상부; 및
보상 데이터를 입력 받아 필터링하여 호스트로 전달하는 출력부
를 포함하는 관성 센서 모듈.
An inertial sensor unit for detecting an inertial displacement and outputting inertia data representing the inertial displacement;
A temperature sensor for sensing a temperature and outputting a temperature value;
A temperature converter for updating the reference value with the sensed temperature value when the temperature value is out of a threshold range of the reference value; And
A compensation unit for loading temperature coefficients stored in the memory, computing and outputting compensation data based on the temperature coefficients, the reference value, and the inertia data; And
An output unit for receiving and receiving compensation data,
And an inertial sensor module.
상기 관성 센서부는 각속도 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 관성 센서 모듈.
12. The method of claim 11,
Wherein the inertial sensor unit includes at least one of an angular velocity sensor and an acceleration sensor.
상기 보상부는 상기 관성 데이터를 온도 계수들 및 상기 기준값에 대한 다항식에 의해 산출된 감도 계수들을 포함하는 온도 보상 행렬식에 의해 연산하여 보상 데이터를 출력하는 관성 센서 모듈.
12. The method of claim 11,
Wherein the compensation unit computes the inertia data by using a temperature compensation matrix including temperature coefficients and sensitivity coefficients calculated by a polynomial equation for the reference value to output compensation data.
상기 보상부는 상기 메모리에 저장된 온도 계수들을 세그먼트 단위로 순차 로딩하는 관성 센서 모듈.
12. The method of claim 11,
Wherein the compensation unit sequentially loads the temperature coefficients stored in the memory in units of segments.
상기 온도 계수들을 세그먼트 단위로 로딩하여 상기 기준값에 대한 다항식에 의해 산출된 감도 계수들을 출력하는 온도 계수 연산부;
상기 관성 데이터 및 상기 감도 계수들을 원소(Entry)로 하는 온도 보상 행렬식에 의해 연산된 보상 데이터를 출력하는 보상 연산부
를 포함하는 관성 센서 모듈.
12. The apparatus according to claim 11,
A temperature coefficient operating unit for loading the temperature coefficients in units of segments and outputting the sensitivity coefficients calculated by a polynomial for the reference value;
And outputting the compensation data calculated by the temperature compensation matrix using the inertia data and the sensitivity coefficients as an entry,
And an inertial sensor module.
상기 온도 계수들은 상기 관성 데이터에 대응하는 세그먼트 단위로 상기 메모리에 저장된 관성 센서 모듈.
12. The method of claim 11,
Wherein the temperature coefficients are stored in the memory in segment units corresponding to the inertial data.
상기 관성 데이터를 온도 보상 행렬식에 의해 연산하고, 상기 온도 보상 행렬식의 원소들은 상기 온도 계수들을 계수로 하는 온도에 대한 2차 다항식에 의해 산출되는 관성 센서 모듈.
12. The apparatus according to claim 11,
Wherein the inertia data is calculated by a temperature compensation matrix and the elements of the temperature compensation matrix are calculated by a second order polynomial with respect to a temperature whose coefficients are the temperature coefficients.
상기 관성 센서부를 구동하기 위해 구동 전압을 인가하는 구동부를 더 포함하는 관성 센서 모듈.
12. The method of claim 11,
And a driving unit for applying a driving voltage to drive the inertial sensor unit.
상기 온도 변환부는 상기 감지된 온도값에서 노이즈를 제거하기 위해 이동평균필터(moving average filter)를 이용하는 관성 센서 모듈.
12. The method of claim 11,
Wherein the temperature converter uses a moving average filter to remove noise from the sensed temperature value.
상기 관성 센서부는 검출된 관성 변위에 따른 신호를 디지털 신호인 관성 데이터로 변환하기 위한 A/D변환기를 포함하는 관성 센서 모듈.12. The method of claim 11,
Wherein the inertial sensor unit includes an A / D converter for converting a signal corresponding to the detected inertial displacement into inertial data as a digital signal.
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CN113267264A (en) * | 2021-05-23 | 2021-08-17 | 山东英信计算机技术有限公司 | Temperature detection method, system, equipment and medium of temperature sensor |
KR102292162B1 (en) * | 2021-06-08 | 2021-08-24 | 주식회사 신보 | Gyroscope filtering device and method thereof |
CN113514076A (en) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | Data processing method, device, equipment and storage medium |
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KR20140026149A (en) | 2012-08-24 | 2014-03-05 | 삼성전기주식회사 | Apparatus and method for controlling gain automatically in inertia sensor |
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2014
- 2014-11-24 KR KR1020140164714A patent/KR20160061814A/en not_active Application Discontinuation
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CN113514076A (en) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | Data processing method, device, equipment and storage medium |
CN113267264A (en) * | 2021-05-23 | 2021-08-17 | 山东英信计算机技术有限公司 | Temperature detection method, system, equipment and medium of temperature sensor |
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