TW201502553A - 磁性感測器的動態校準技術 - Google Patents

磁性感測器的動態校準技術 Download PDF

Info

Publication number
TW201502553A
TW201502553A TW103106272A TW103106272A TW201502553A TW 201502553 A TW201502553 A TW 201502553A TW 103106272 A TW103106272 A TW 103106272A TW 103106272 A TW103106272 A TW 103106272A TW 201502553 A TW201502553 A TW 201502553A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
computing device
magnetic sensor
sensor
system state
output
Prior art date
Application number
TW103106272A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI555994B (zh
Inventor
Gary Brist
Kevin J Daniel
Melissa A Cowan
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of TW201502553A publication Critical patent/TW201502553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI555994B publication Critical patent/TWI555994B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/025Compensating stray fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/02Magnetic compasses
    • G01C17/28Electromagnetic compasses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38Testing, calibrating, or compensating of compasses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G01R33/0035Calibration of single magnetic sensors, e.g. integrated calibration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206Three-component magnetometers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

在本文中描述用以動態地校準磁性感測器之計算裝置、系統、設備及至少一個機器可讀取媒體。該計算裝置包含感測器中樞及與該感測器中樞可通信地耦接之磁性感測器。該磁性感測器被組構成收集對應於該計算裝置的感測器資料。該計算裝置亦包含被組構成執行所儲存之指令的處理器及儲存指令之儲存裝置。該儲存裝置包含處理器可執行碼,當被該處理器所執行時,該處理器可執行碼被組構成判定該計算裝置之系統狀態且將該計算裝置之該經判定的系統狀態送至該感測器中樞。該感測器中樞被組構成基於經由該磁性感測器所收集之該感測器資料及該計算裝置之該經判定的系統狀態而動態地校準該磁性感測器。

Description

磁性感測器的動態校準技術
本發明整體而言係有關磁性感測器之動態校準。更具體言之,本發明係有關用以基於其中存在有磁性感測器之計算裝置之系統狀態而動態地校準該磁性感測器之計算裝置、方法、設備及至少一個機器可讀取媒體。
磁性感測器經常被整合在計算裝置之平台中,且被使用作為羅盤來測量或偵測航向資訊,例如有關該計算裝置所指向之方向的資訊。此航向資訊可被使用於導航應用、感知計算應用、競賽應用等等。然而,由計算裝置之平台所引起的干擾可能會妨礙磁性感測器之適當的作用,而導致不精準的航向測量。詳言之,由計算裝置之平台所引起的磁場在磁性感測器之輸入處可能基於計算裝置之各種組件之系統狀態及該等組件接近磁性感測器而偏移。
根據目前的技術,在磁場中之此種平台所引起的偏移可藉由在旋轉的平面中計算、監視及追蹤磁性感測器輸出之形心來予以解決。然而,這樣的技術並不適合解決由計 算裝置之組件之系統狀態中的變化所造成的磁場中之偏移。例如,此種技術並無法解決在感測器所見之由於計算裝置之電力狀態中的變化所造成之磁場中的偏移,該電力狀態的變化可能在計算裝置之電池正在充電或計算裝置之整體電力消耗時會發生。
目前,在由組件之系統狀態中的變化所產生的磁場中的偏移係以如由外部環境中的變化所產生的磁場中的偏移之相同方式來加以處理。根據此種技術,多個感測器讀數被用來偵測在外部環境中的變化,而且演算法接著被用來計算在外部環境中的變化所造成的磁場中的偏移。因此,在磁場中實體偏移的發生及在磁場中偵測及計算偏移之間的時間期間,讀取磁性感測器之計算裝置的定向輸出將會不正確。
100‧‧‧分佈圖
102‧‧‧輸出
104‧‧‧形心
106‧‧‧x軸線
108‧‧‧y軸線
110‧‧‧輸入/輸出
200‧‧‧分佈圖
202‧‧‧x軸線
204‧‧‧y軸線
206‧‧‧輸出
208‧‧‧輸出
300‧‧‧計算裝置
302‧‧‧處理器
304‧‧‧記憶體裝置
306‧‧‧磁性感測器
308‧‧‧系統匯流排
310‧‧‧I/O裝置介面
312‧‧‧I/O裝置
314‧‧‧顯示裝置介面
316‧‧‧顯示裝置
318‧‧‧網路介面控制器
320‧‧‧網路
322‧‧‧儲存裝置
324‧‧‧操作系統
326‧‧‧應用程式
328‧‧‧感測器中樞
330‧‧‧儲存偏差緩衝器
332‧‧‧磁性感測器及系統狀態緩衝器
400‧‧‧磁性感測器輸出
402‧‧‧系統狀態
404‧‧‧校準偏移值
406‧‧‧校準偏移表
408‧‧‧系統狀態判定模組
410‧‧‧經組合的校準偏移值
412‧‧‧經校正的磁性感測器輸出判定模組
414‧‧‧經校正的磁性感測器輸出
416‧‧‧周圍磁場
418‧‧‧表
420‧‧‧動態磁性感測器校準模組
500‧‧‧方法
502‧‧‧方塊
504‧‧‧方塊
506‧‧‧方塊
600‧‧‧有形、非暫態性機器可讀取媒體
602‧‧‧處理器
604‧‧‧電腦匯流排
606‧‧‧系統狀態判定模組
608‧‧‧經校正的磁性感測器輸出判定模組
610‧‧‧動態磁性感測器校準模組
圖1係分佈圖,其展示在恆定磁場中橫跨所有磁性感測器定向之磁性感測器的輸出;圖2係分佈圖,其展示在磁性感測器的輸出中的偏移;圖3係計算裝置之方塊圖,其中,可實施在本文中所述之用以動態地校準磁性感測器之技術;圖4係圖3之計算裝置之感測器中樞之方塊圖;圖5係用以動態地校準計算裝置之磁性感測器之方法之程序流程圖;及 圖6係方塊圖,其展示有形、非暫態性機器可讀取媒體,其儲存用以動態地校準計算裝置之磁性感測器的程式碼。
在整篇說明內容及圖式中所使用的相同數字被用來指示相同的組件及特徵。在100系列中的數字指示最初在圖1中所找到的特徵;在200系列中的數字指示最初在圖2中所找到的特徵;且依此類推。
【發明內容及實施方式】
如上所述,由計算裝置之平台所引起的干擾可能會因在磁性感測器之輸入處的平台所引起的磁場偏移而妨礙在計算裝置中磁性感測器之適當的作用。再者,目前的技術並無法自動地解決由計算裝置之組件之系統狀態中的變化所造成的磁場中的偏移。
在計算裝置之平台(針對旋轉具有可忽略的誤差)中藉由磁性感測器所測量到的磁場(例如,Bsensor)可以表示為三個磁場及其各自座標系統的向量加法,如同以下方程式(1)所示。三個磁場包含由平台所引起的磁場(例如,Bplatform)、地球的磁場(例如,Bearth)及從平台外部之磁性源之任何作用,例如,Bambient)。
在方程式(1)中,等於平台/感測器座標,且 等於世界座標。此外,R(Φ,θ,φ)為平台/感測器座標及世界座標的旋轉平移矩陣。每個向量的絕對值為在世界及平台/感測器兩個座標系統中磁性源之強度及邊界接近度兩者之函數。
平台的真實航向可以依照方程式(2)來加以判定。
目前用以判定航向資訊的實施方案係藉由平台在磁性感測器中所引起的磁場來調整磁性感測器輸出,以正確地計算方程式(2)中所示之反正切函數之角度。然而,此值可能會因為在計算裝置之組件之系統狀態中的變化所引起的磁場而偏移。
圖1為分佈圖100,其展示在恆定磁場中橫跨所有磁性感測器定向之磁性感測器的輸出102。如圖1中所示,當在恆定磁場中繞磁性感測器之z軸線旋轉時,該磁性感測器在原點處產生形心104(亦即,在x-y座標(0,0)處)。分佈圖100之x軸線106代表在x方向上之計數數量,且分佈圖100之y軸線108代表在y方向上之計數數量。
圖2為分佈圖200,其展示在磁性感測器的輸出中的偏移。分佈圖200之x軸線202代表在x方向上之計數數量,且分佈圖200之y軸線204代表在y方向上之計數數量。該分佈圖200展示在理想情況下磁性感測器的輸出206。該分佈圖200亦展示在計算裝置含有磁場源的情況下磁性感測器的輸出208,該磁場源在磁性感測器之相同 參考框中係固定的,因此橫跨所有定向會產生固定的偏移。當計算裝置已遭遇在一或多個組件之系統狀態中的變化時,感測器輸出可能被偏移。
根據目前的技術,計算裝置係依賴複雜的追蹤演算法來估計由於平台所引起的磁場造成之偏移或依賴在工廠校準時所判定之靜態偏移。然而,在計算裝置之一或多個組件之系統狀態中的變化(若夠接近)可能會引起一或多個新的局部磁場,該等磁場係藉由磁性感測器來予以偵測。依照目前的技術,無法自動地解決由於此磁場所造成的磁性感測器的輸出中的瞬間偏移。
因此,在本文中所述之實施例提供磁性感測器之狀態驅動校準。詳言之,在本文中所述之實施例提供用以基於從計算裝置之系統狀態所導出的校準偏移值來動態校正計算裝置之磁性感測器的輸出的計算裝置、方法及至少一個機器可讀取媒體。
在本文中所述之實施例可直接地按照在感測器回應中之偏移來消除錯誤的定向航向計算源,並且減少在磁性感測器回應中偵測偏移所花費的時間量。再者,由於計算裝置之系統狀態,在本文中所述之實施例可減少有關計算及追蹤感測器偏移之計算工作量。因此,僅管平台在磁場中引起偏移,但磁性感測器亦能夠追蹤真實航向。
在以下的說明及申請專利範圍中,可使用術語「耦接」及「連接」與其衍生詞。應瞭解,這些術語彼此並不意指為同義詞。此外,在特定實施例中,「連接」可被用 來指示兩個或更多個元件彼此直接實體或電性接觸。「耦接」可意謂兩個或更多個元件直接實體或電性接觸。然而,「耦接」亦可意謂兩個或更多個元件不是彼此直接接觸,但仍然彼此協作或互相作用。
某些實施例可以硬體、韌體及軟體之其中一者或組合來予以實施。某些實施例亦可被實施為儲存在機器可讀取媒體上之指令,該機器可讀取媒體可藉由計算平台來讀取及執行以執行在本文中所述之操作。機器可讀取媒體可包含任何可由機器(例如,電腦)以可讀取的形式來儲存或傳輸資訊之機構。例如,機器可讀取媒體可包含唯讀記憶體(ROM);隨機存取記憶體(RAM);磁碟儲存媒體;光學儲存媒體;快閃記憶體裝置;或電學、光學、聲學或其他傳播信號(例如,載波、紅外線信號、數位信號或其他發送及/或接收信號的介面等等。
實施例為實施方案或實例。說明書中所稱「實施例」、「一個實施例」、「一些實施例」、「各種實施例」或「其他實施例」意謂著結合實施例所述之特定特徵、結構或特性係包含在至少一些實施例中,但並不一定為在本文中所述之所有實施例。「實施例」、「一個實施例」或「一些實施例」的各種不同表示並不一定都指相同實施例。
不是所有在本文中所述及所示之組件、特徵、結構或特性在每個情況下都被包含在一特定實施例或實施例中。若說明書陳述一組件、特徵、結構或特性「可」、「可 能」或「可以」被包含,則例如特定組件、特徵、結構或特性可能不會被包含在每個情況中。若說明書或申請專利範圍所指稱「一」元件,則其並不意味僅有一個元件。若說明書或申請專利範圍所指稱「一額外」元件,則並不排除有多於一個的額外元件。
應注意,雖然一些實施例已經參考特定實施方案描述,但依照一些實施例亦可具有其他實施方案。此外,在圖式中所示及/或在本文中所述之電路元件的配置及/或順序或其他特徵可能不會以所示及在本文中所述之特定方式配置。依照一些實施例可具有許多其他配置。
在圖式中所示之每個系統中,在一些例子中的元件可各自具有相同參考編號或不同參考編號,以建議所表示的元件可能係不同的及/或類似的。然而,元件可能具有足夠的靈活性而具有不同實施方案且與在本文中所示及所述之一些或所有系統共同作業。在圖式中所示之各種元件可以係相同的或不同的。何者被稱為第一元件及何者被稱為第二元件可以係任意的。
圖3為計算裝置300之方塊圖,其中,可實施在本文中所述之用以動態地校準磁性感測器之技術。該計算裝置300可以為例如膝上型電腦、桌上型電腦、平板電腦、行動裝置、伺服器或行動電話等等。該計算裝置300可包含處理器302,其用以執行所儲存的指令;以及記憶體裝置304,其儲存由處理器302所執行的指令。該處理器302可以為單核心處理器、多核心處理器、計算叢集或任何數 量的其他組態。該處理器302可被實施作為複雜指令集電腦(CISC)或精簡指令集電腦(RISC)處理器、x86指令集相容處理器、多核心、或任何其他的微處理器或中央處理單元(CPU)。在某些實施例中,處理器302包含雙核心處理器、雙核心行動處理器等等。
記憶體裝置304可以包含隨機存取記憶體(例如,SRAM、DRAM、零電容器RAM、SONOS、eDRAM、EDO RAM、DDR RAM、RRAM、PRAM等等)、唯讀記憶體(例如,遮罩ROM、PROM、EPROM、EEPROM等等)、快閃記憶體或任何其他適當的記憶體系統。記憶體裝置304可儲存由處理器302所執行的指令,且用以提供支援在基於計算裝置300之系統狀態之計算裝置300中實施之動態地校準磁性感測器306。
處理器302可透過系統匯流排308(例如,PCI、ISA、PCI-Express、HyperTransport®、NuBus等等)而被連接至用以將計算裝置300連接至一或多個I/O裝置312之輸入/輸出(I/O)裝置介面310。該I/O裝置312可包含例如鍵盤、指向裝置等等。該指向裝置可包含觸控面板或觸控螢幕等等。該I/O裝置312可以為計算裝置300的內建組件,或可以為外部連接至計算裝置300的裝置。
處理器302亦可透過系統匯流排308而被連接至一顯示裝置介面314,該顯示裝置介面314用以連接計算裝置300至顯示裝置316。該顯示裝置316可包含顯示螢幕,其為計算裝置300之內建組件。顯示裝置316亦可包含電 腦監視器、電視或投影機等等,其被外部連接至計算裝置300。
處理器302亦可透過匯流排308而被連接至網路介面控制器(NIC)318。該NIC318可被組構成透過匯流排308而連接處理器302至網路320。網路320可以為廣域網路(WAN)、區域網路(LAN)或網際網路等等。
計算裝置300亦可包含儲存裝置322。該儲存裝置322可包含實體記憶體(諸如,硬碟機、光碟機、隨身碟、驅動器陣列等等)。儲存裝置322亦可包含遠端磁碟機。儲存裝置322可將指令儲存於其上以提供支援基於計算裝置300之系統狀態之動態地校準磁性感測器306。在各種實施例中,計算裝置300之系統狀態包含計算裝置300之各種個別組件之系統狀態的總合。
儲存裝置322可包含操作系統324。該操作系統324可具有安裝於其上之一或多個驅動器。該驅動器可以使一件硬體或一或多個應用程式326安裝在操作系統324上且存在於儲存裝置322中,以便與操作系統324或包含磁性感測器306之計算裝置300之其他硬體相通信。該驅動亦可被用來使感測器中樞(或控制器)328將感測器資料從磁性感測器306通信至安裝在操作系統324上之任何一或多個應用程式326。
在各種實施例中,磁性感測器306經由匯流排308而被連接至處理器302。該磁性感測器306亦可經由私用匯流排或感測器介面(未圖示)而被直接連接至處理器 302。此外,在各種實施例中,磁性感測器306經由感測器介面而被可通信地耦接至感測器中樞328。感測器中樞328可被組構成收集來自磁性感測器306的感測器資料。在某些實施例中,在計算裝置300中的一或多個微控制器可將經由磁性感測器306所收集的感測器資料提供至感測器中樞328。該感測器資料可包含例如與磁航向、磁北極、全球定位、高度或接近另一個計算裝置有關的資料。
感測器中樞328亦可被組構成基於經由磁性感測器306所收集的感測器資料及目前計算裝置300之系統狀態而動態地校準磁性感測器306。在各種實施例中,感測器中樞328使用儲存在儲存偏差緩衝器330中之校準偏移值來執行此動態校準程序,如同將針對圖4所進一步討論者。此外,基於磁性感測器及系統狀態緩衝器332,感測器中樞328持續地或定期地更新在儲存偏差緩衝器330中的校準偏移值,此亦將針對圖4而做進一步討論。
在某些實施例中,感測器中樞328以核心層級操作且經由計算裝置300之操作系統324來予以實施。在其他實施例中,感測器中樞328以處理器層級操作且經由處理器302及存在於計算裝置300中之其他硬體的數量來予以實施。再者,在各種實施例中,感測器中樞328經由操作系統324及處理器302而被同時地實施。在一些例子中,這是可行的,因為處理器302可知道與特定系統狀態改變事件有關的資料,該系統狀態改變事件並沒有暴露於操作系統324。此外,在一些例子中,對於最近安裝的硬體(諸 如,網路攝影機或無線電),操作系統324可知道與特定系統狀態改變事件有關的資料,例如,其並未暴露於處理器302。
此外,在一些實施例中,感測器中樞328包含韌體。例如,感測器中樞328可包含電阻器電晶體邏輯(RTL)或任何其他適當的邏輯類型,其存在於核心層級及/或處理器層級。
應瞭解,圖3之方塊圖並非意欲指示計算裝置300要包含所有圖3中所示之組件。再者,根據特定實施方案之細節,計算裝置300可包含未展示在圖3中之任何數量的額外組件。
圖4為圖3之計算裝置300之感測器中樞328之方塊圖。相同的編號項目係如同針對圖3所述。如圖3中所示,感測器中樞328可接收來自以磁性感測器輸出400的形式之磁性感測器的感測器資料。基於若干偵測到的系統狀態改變事件,感測器中樞328可接著判定計算裝置300之系統狀態402。此系統狀態改變事件可包含,例如,打開計算裝置300之無線電、充電計算裝置300之電池或使計算裝置300之處理器302處於加速模式。在各種實施例中,系統狀態改變事件係經由處理器302、一或多個微控制器或其他存在於計算裝置300中的硬體來予以偵測,且該偵測到的系統狀態改變事件接著被送至感測器中樞328。
在各種實施例中,感測器中樞328可從存在於儲存偏 差緩衝器330中之校準偏移表406而針對所偵測之系統狀態改變事件的每一者來判定校準偏移值404。該校準偏移表406可基於計算裝置300之各種不同系統狀態而產生。該校準偏移表406可被用來即時維持磁性感測器306之性能。詳言之,校準偏移表406可包含與各種系統狀態改變事件有關的校準偏移值,如同以下表1所示者。在某些實施例中,在計算裝置300之開機順序期間,可測量該校準偏移值並且儲存在儲存偏差緩衝器330之校準偏移表406中。
在感測器中樞328中的系統狀態判定模組408可接著判定對應於藉由加總系統狀態改變事件之校準偏移值404來判定計算裝置300之系統狀態402之經組合的校準偏移值410。該經組合的校準偏移值410可被送至經校正的磁性感測器輸出判定模組412,如圖4中所示。該經校正的磁性感測器輸出判定模組412可減去從磁性感測器輸出400經由磁性感測器所所收集之經組合的校準偏移值410來獲取經校正的磁性感測器輸出414。更具體言之,基於 藉由磁性感測器306的磁場測量(例如,BMeasured)及藉由在計算裝置300之系統狀態中的變化所引起的磁場中產生偏移之經組合的校準偏移值(例如,BSystem State),該經校正的磁性感測器判定模組412可判定經校正的磁性感測器的磁場(例如,BCorrected),如以下方程式(3)中所示。
B Corrected =B Measured B System State (3)
在各種實施例中,經校正的磁性感測器輸出414可被提供至在計算裝置300執行之任何數量的應用程式作為計算裝置300之周圍磁場416。此外,在各種實施例中,經校正的磁性感測器輸出414以及經組合的校準偏移值410可被提供至磁性感測器及系統狀態緩衝器332。該磁性感測器及系統狀態緩衝器332可被用來更新在儲存偏差緩衝器330之校準偏移表406中的校準偏移值。詳言之,磁性感測器及系統狀態緩衝器332可包含表418,其列出過去的經校正的磁性感測器輸出及相對應的組合校準偏移值。在各種實施例中,表418可持續地更新目前經校正的磁性感測器輸出414及目前經組合的校準偏移值410。
在各種實施例中,目前經校正的磁性感測器輸出414及目前經組合的校準偏移值410,以及與更新表418有關的資訊可被送至動態磁性感測器校準模組420。該動態磁性感測器校準模組420可接著經由即時更新在儲存偏差緩衝器330之校準偏移表406中的校準偏移值而動態地校準計算裝置300之磁性感測器306。詳言之,若資料指出對 於任何相對應的系統狀態改變事件的條件已經改變時,則可將目前經校正的磁性感測器輸出414及目前經組合的校準偏移值410比較既有的校準偏移值,且該既有的校準偏移值可在儲存偏差緩衝器330之校準偏移表406中被改變或取代。
應瞭解,圖4之方塊圖並非意欲指示感測器中樞328要包含所有圖4中所示之組件。再者,根據特定實施方案之細節,感測器中樞328可包含未展示在圖4中之任何數量的額外組件。
圖5為用以動態地校準計算裝置之磁性感測器之方法之程序流程圖。方法500可藉由於其中存在磁性感測器的計算裝置來予以實施。該計算裝置可以為針對圖3及4所述之計算裝置300,或可以為任何適當的計算裝置,該計算裝置包含磁性感測器,其可依照在本文中所述之技術而被動態地校準。
方法500開始於方塊502,其中,計算裝置之感測器資料係經由磁性感測器來予以收集。該感測器資料可以為磁性感測器的輸出。該感測器資料可包含例如與磁航向、磁北極、全球定位、高度或接近另一個計算裝置有關的資料。
在方塊504中,計算裝置之系統狀態被判定。計算裝置之系統狀態可基於計算裝置之各種個別組件之系統狀態而被判定。再者,計算裝置之系統狀態可基於任何數量的系統狀態改變事件(諸如,打開計算裝置之無線電或充電 計算裝置之電池)而被判定。
在方塊506中,計算裝置之磁性感測器係基於感測器資料及計算裝置之系統狀態而被動態地校準。在各種實施例中,動態地校準磁性感測器包含判定針對系統狀態改變事件對應於計算裝置之判定系統狀態之校準偏移值;及使用該校準偏移值來校正磁性感測器輸出。詳言之,磁性感測器輸出可經校正以解決因計算裝置之各種組件之系統狀態中的變化所造成的磁場中之偏移。磁性感測器之經校正的輸出可接著提供給執行於計算裝置上的應用程式。
再者,在一些實施例中,動態地校準磁性感測器包含對應於計算裝置之經判定的系統狀態而針對若干系統狀態改變事件之每一者來判定校準偏移值。經組合的校準偏移值可藉由加總系統狀態改變事件的校準偏移值來判定,且磁性感測器輸出可藉由自磁性感測器輸出值減去經組合的校準偏移值來校正。經校正的磁性感測器輸出可接著提供給執行於計算裝置上的應用程式。
在各種實施例中,系統狀態改變事件的校準偏移值可在計算裝置之開機順序期間被判定。再者,校準偏移值可藉由比較目前經校正的磁性感測器輸出及目前經組合的校準偏移值而即時更新至既有的校準偏移值,且若資料指出對於任何相對應的系統狀態改變事件的條件已經改變時,可改變或取代該既有的校準偏移值。
應瞭解,圖5之程序流程圖並非意欲指示方法500之方塊係以特定順序來予以執行,或方法500之所有方塊被 包含在每個例子中。再者,根據特定實施方案之細節,任何數量的額外方塊可被包含在方法500中。
方法500可被使用於各種應用程式。例如,在各種實施例中,依照方法500之計算裝置之磁性感測器之校準允許執行於計算裝置上之任何數量的位置應用程式(或使用任何類型的位置資訊之應用程式)以正確地作用。
圖6為方塊圖,其展示有形、非暫態性機器可讀取媒體600,其儲存用以動態地校準計算裝置之磁性感測器的程式碼。該有形、非暫態性機器可讀取媒體600可藉由一處理器602透過一電腦匯流排604來存取。再者,該有形、非暫態性機器可讀取媒體600可包含被組構成引導處理器602執行在本文中所述之方法的程式碼。
在本文中所述之各種軟體組件可被儲存在有形、非暫態性機器可讀取媒體600上,如圖6中所示。例如,系統狀態判定模組606可被組構成判定計算裝置之系統狀態。此外,經校正的磁性感測器輸出判定模組608可被組構成基於計算裝置之系統狀態來校正磁性感測器的輸出。再者,動態磁性感測器校準模組610可被組構成基於計算之系統狀態及經校正的磁性感測器輸出而動態地校準計算裝置之磁性感測器。
應瞭解,圖6之方塊圖並非意欲指示有形、非暫態性機器可讀取媒體600要包含所有圖6中所示之組件。再者,根據特定實施方案之細節,未展示在圖6中之任何數量的額外組件可被包含在有形、非暫態性機器可讀取媒體 600中。
實例1
在本文中提供一種計算裝置。該計算裝置包含感測器中樞及可通信地耦接至感測器中樞的磁性感測器。該磁性感測器被組構成收集對應於計算裝置之感測器資料。該計算裝置亦包含處理器及儲存裝置。儲存裝置包含處理器可執行碼,當被處理器所執行時,該處理器可執行碼被組構成判定計算裝置之系統狀態並且將該計算裝置之經判定的系統狀態送至感測器中樞。該感測器中樞被組構成基於經由磁性感測器所收集的感測器資料及計算裝置之經判定的系統狀態而動態地校準磁性感測器。
感測器中樞可被組構成藉由判定對應於計算裝置之判定系統狀態之系統狀態改變事件的校準偏移值且使用該校準偏移值來校正包含感測器資料之磁性感測器的輸出而動態地校準磁性感測器。詳言之,感測器中樞可被組構成藉由從磁性感測器的輸出值減去校準偏移值來校正磁性感測器的輸出。磁性感測器之經校正的輸出可包含對應於計算裝置之周圍磁場,且感測器中樞可被組構成提供該周圍磁場給執行於計算裝置上之應用程式。
再者,感測器中樞可被組構成藉由判定對應於計算裝置之經判定的系統狀態之若干系統狀態改變事件的每一者的校準偏移值,且使用該校準偏移值來校正包含感測器資料之磁性感測器的輸出而動態地校準磁性感測器。詳言 之,感測器中樞可被組構成藉由加總針對系統狀態改變事件的校準偏移值判定對應於計算裝置之經判定之系統狀態之經組合的校準偏移值,且藉由自磁性感測器的輸出值減去該經組合的校準偏移值來校正磁性感測器的輸出。磁性感測器之經校正的輸出可包含對應於計算裝置之周圍磁場,且感測器中樞可被組構成提供該周圍磁場給執行於計算裝置上之應用程式。
感測器中樞可經由計算裝置之操作系統實施,或可經由計算裝置之處理器實施。此外,感測器中樞可經由計算裝置之操作系統或處理器實施。此外,磁性感測器可經由感測器介面而被可通信地耦接至感測器中樞及處理器。
實例2
在本文中提供一種用以動態地校準計算裝置之磁性感測器的方法。該方法包含經由磁性感測器來收集計算裝置的感測器資料、判定計算裝置之系統狀態,及基於感測器資料及計算裝置之系統狀態而動態地校準計算裝置之磁性感測器。
動態地校準磁性感測器可包含判定對應於計算裝置之經判定的系統狀態的系統狀態改變事件之校準偏移值。該校準偏移值可被用來校正包含感測器資料之磁性感測器的輸出。磁性感測器之經校正的輸出可提供給執行於計算裝置上的應用程式。
再者,動態地校準磁性感測器可包含判定對應於計算 裝置之經判定的系統狀態之若干系統狀態改變事件之每一者的校準偏移值,及藉由加總系統狀態改變事件的校準偏移值來判定經組合的校準偏移值。磁性感測器的輸出可接著藉由自磁性感測器的輸出值減去該經組合的校準偏移值而校正。磁性感測器之經校正的輸出可提供給執行於計算裝置上的應用程式。
實例3
在本文中提供至少一個機器可讀取媒體。該機器可讀取媒體包含儲存於其中的指令,其回應於在處理器上被執行時,可造成處理器判定存在於計算裝置中之磁性感測器的輸出。該輸出包含感測器資料。該指令造成處理器判定計算裝置之系統狀態,且判定對應於計算裝置之判定系統狀態之若干系統狀態改變事件之每一者的校準偏移值。該指令亦造成處理器計算藉由加總系統狀態改變事件的校準偏移值之經組合的校準偏移值,且藉由自磁性感測器的輸出值減去該經組合的校準偏移值來計算磁性感測器之經校正的輸出。該指令進一步造成處理器藉由基於經組合的校準偏移值及磁性感測器之經校正的輸出而更新針對系統狀態改變事件的任一者的校準偏移值而動態地校準磁性感測器。
該指令亦可造成處理器將磁性感測器之經校正的輸出提供給執行於計算裝置上的一或多個應用程式。該磁性感測器之經校正的輸出可包含對應於計算裝置之周圍磁場。
實例4
在本文中提供一種用以動態地校準磁性感測器之設備。該設備包含磁性感測器、處理器及儲存裝置,該儲存裝置包含處理器可執行碼,當被處理器所執行時,處理器可執行碼被組構成經由磁性感測器來收集設備的感測器資料且判定設備之系統狀態。該設備亦包含控制器,其被組構成基於設備之感測器資料及系統狀態而動態地校準磁性感測器。
該控制器可包含感測器中樞。該控制器可被組構成藉由判定對應於設備之經判定的系統狀態之系統狀態改變事件之校準偏移值,且使用該校準偏移值來校正包括感測器資料之磁性感測器的輸出以動態地校準該磁性感測器。處理器可執行碼可被組構成將磁性感測器之經校正的輸出提供給執行於設備上的應用程式。
應瞭解,在上述實例中之特定細節可被使用於一或多個實施例中的任何地方。例如,上述之計算裝置之所有可選擇的特徵亦可實施於在本文中所述之方法或機器可讀取媒體。再者,儘管在本文中已使用流程圖及/或狀態圖來描述實施例,但本發明並不侷限於那些圖或在本文中相對應之描述。例如,流程圖不需要移動經過每個所示之方塊或狀態或依照在本文中所示及所述之完全相同的順序。
本發明並不限於在本文中所列出之特定細節。更確切而言,從本揭示內容獲益之熟習此項技術者將瞭解,從前 面的描述及圖式之許多其他變化形式可在本發明之範疇內來予以實施。因此,以下申請專利範圍包含定義本發明之範圍之任何修正。
300‧‧‧計算裝置
302‧‧‧處理器
304‧‧‧記憶體裝置
306‧‧‧磁性感測器
308‧‧‧系統匯流排
310‧‧‧I/O裝置介面
312‧‧‧I/O裝置
314‧‧‧顯示裝置介面
316‧‧‧顯示裝置
318‧‧‧網路介面控制器
320‧‧‧網路
322‧‧‧儲存裝置
324‧‧‧操作系統
326‧‧‧應用程式
328‧‧‧感測器中樞
330‧‧‧儲存偏差緩衝器
332‧‧‧磁性感測器及系統狀態緩衝器

Claims (24)

  1. 一種計算裝置,包括:感測器中樞;磁性感測器,係可通信地耦接至該感測器中樞,其中,該磁性感測器係被組構成收集對應於該計算裝置之感測器資料;處理器;及儲存裝置,其包括處理器可執行碼,當被該處理器所執行時,該處理器可執行碼被組構成:判定該計算裝置之系統狀態;以及將該計算裝置之經判定的系統狀態送至該感測器中樞;並且其中,該感測器中樞被組構成基於經由該磁性感測器所收集之該感測器資料及該計算裝置之該經判定的系統狀態而動態地校準該磁性感測器。
  2. 如申請專利範圍第1項之計算裝置,其中,該感測器中樞被組構成藉由判定針對對應於該計算裝置之該經判定的系統狀態之系統狀態改變事件之校準偏移值,且使用該校準偏移值來校正包括該感測器資料之該磁性感測器的輸出,以動態地校準該磁性感測器。
  3. 如申請專利範圍第2項之計算裝置,其中,該感測器中樞被組構成藉由從該磁性感測器之該輸出的值中減去該校準偏移值來校正該磁性感測器之該輸出。
  4. 如申請專利範圍第2項之計算裝置,其中,該磁性 感測器之該經校正的輸出包括對應於該計算裝置之周圍磁場,且其中,該感測器中樞被組構成提供該周圍磁場給執行於該計算裝置上之應用程式。
  5. 如申請專利範圍第1項之計算裝置,其中,該感測器中樞被組構成藉由判定針對對應於該計算裝置之該經判定的系統狀態之複數個系統狀態改變事件之每一者的校準偏移值,且使用該等校準偏移值來校正包括該感測器資料之該磁性感測器的輸出,以動態地校準該磁性感測器。
  6. 如申請專利範圍第5項之計算裝置,其中,該感測器中樞被組構成:藉由加總該複數個系統狀態改變事件之該等校準偏移值來判定對應於該計算裝置之該經判定的系統狀態之該經組合的校準偏移值;以及藉由從該磁性感測器之該輸出的值中減去該經組合的校準偏移值來校正該磁性感測器之該輸出。
  7. 如申請專利範圍第5項之計算裝置,其中,該磁性感測器之該經校正的輸出包括對應於該計算裝置之周圍磁場,且其中,該感測器中樞被組構成提供該周圍磁場給執行於該計算裝置上之應用程式。
  8. 如申請專利範圍第1項之計算裝置,其中,該感測器中樞係經由該計算裝置之操作系統來予以實施。
  9. 如申請專利範圍第1項之計算裝置,其中,該感測器中樞係經由該計算裝置之該處理器來予以實施。
  10. 如申請專利範圍第1項之計算裝置,其中,該感 測器中樞係經由該計算裝置之操作系統及該計算裝置之該處理器兩者來予以實施。
  11. 如申請專利範圍第1項之計算裝置,其中,該磁性感測器係經由感測器介面而被可通信地耦接至該感測器中樞及該處理器。
  12. 一種用以動態地校準計算裝置之磁性感測器的方法,包括:經由磁性感測器來收集用於計算裝置之感測器資料;判定該計算裝置之系統狀態;以及基於該計算裝置之該感測器資料及該系統狀態而動態地校準該計算裝置之該磁性感測器。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法,其中,動態地校準該磁性感測器包括針對對應於該計算裝置之該經判定的系統狀態之系統狀態改變事件來判定校準偏移值。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法,包括使用該校準偏移值來校正包括該感測器資料之該磁性感測器的輸出。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,包括提供該磁性感測器之該經校正的輸出給執行於該計算裝置上之應用程式。
  16. 如申請專利範圍第12項之方法,其中,動態地校準該磁性感測器包括:針對對應於該計算裝置之該經判定的系統狀態之複數個系統狀態改變事件的每一者來判定校準偏移值;藉由加總針對該複數個系統狀態改變事件之該等校準 偏移值來判定經組合的校準偏移值;及藉由從該磁性感測器之該輸出的值中減去該經組合的校準偏移值來校正該磁性感測器的輸出。
  17. 如申請專利範圍第16項之計算裝置,包括提供該磁性感測器之該經校正的輸出給執行於該計算裝置上之應用程式。
  18. 一種具有指令儲存於其中之至少一機器可讀取媒體,回應於該等指令被執行於處理器上,該等指令可致使該處理器:判定存在於計算裝置中之磁性感測器的輸出,其中,該輸出包括感測器資料;判定該計算裝置之系統狀態;針對對應於該經判定之系統狀態的每一個系統狀態改變事件來判定校準偏移值;藉由加總針對該等系統狀態改變事件之該等校準偏移值來計算經組合的校準偏移值;藉由從該磁性感測器之該輸出的值中減去該經組合的校準偏移值來計算該磁性感測器之經校正的輸出;以及藉由基於該經組合的校準偏移值及該磁性感測器之該經校正的輸出而針對該等系統狀態改變事件之任一者來更新該等校準偏移值而動態地校準該磁性感測器。
  19. 如申請專利範圍第18項之至少一個機器可讀取媒體,其中,該等指令致使該處理器將該磁性感測器之該經校正的輸出提供給執行於該計算裝置上之一或多個應用程 式。
  20. 如申請專利範圍第18項之至少一個機器可讀取媒體,其中,該磁性感測器之該經校正的輸出包括對應於該計算裝置之周圍磁場。
  21. 一種用以動態地校準磁性感測器之設備,包括:磁性感測器;處理器;儲存裝置,其包括處理器可執行碼,當被該處理器所執行時,該處理器可執行碼被組構成:經由該磁性感測器來收集用於該設備之感測器資料;及判定該設備之系統狀態;以及控制器,其被組構成基於該設備之該感測器資料及該系統狀態而動態地校準該磁性感測器。
  22. 如申請專利範圍第21項之設備,其中,該控制器包括感測器中樞。
  23. 如申請專利範圍第21項之設備,其中,該控制器被組構成藉由針對對應於該設備之該經判定的系統狀態之系統狀態改變事件來判定校準偏移值,並使用該校準偏移值來校正包括該感測器資料之該磁性感測器的輸出而動態地校準該磁性感測器。
  24. 如申請專利範圍第23項之設備,其中,該處理器可執行碼被組構成將該磁性感測器之該經校正的輸出提供給執行於該設備上之應用程式。
TW103106272A 2013-03-15 2014-02-25 磁性感測器的動態校準技術 TWI555994B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/833,666 US9939497B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Dynamically calibrating magnetic sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201502553A true TW201502553A (zh) 2015-01-16
TWI555994B TWI555994B (zh) 2016-11-01

Family

ID=51531682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103106272A TWI555994B (zh) 2013-03-15 2014-02-25 磁性感測器的動態校準技術

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9939497B2 (zh)
EP (1) EP2972683B1 (zh)
KR (1) KR101786280B1 (zh)
CN (1) CN105209856B (zh)
TW (1) TWI555994B (zh)
WO (1) WO2014150241A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9939497B2 (en) 2013-03-15 2018-04-10 Intel Corporation Dynamically calibrating magnetic sensors
CN106918790A (zh) * 2017-03-24 2017-07-04 深圳市沃特沃德股份有限公司 磁场强度的校准方法、装置和终端设备
US10852364B2 (en) * 2017-05-02 2020-12-01 Qualcomm Incorporated Interference mitigation in magnetometers
US10653948B2 (en) * 2017-10-26 2020-05-19 Disney Enterprises, Inc. Calibration of a magnetometer for augmented reality experience
CN108195399A (zh) * 2017-12-22 2018-06-22 苏州捷研芯纳米科技有限公司 用于动态校准磁场传感器的方法和系统
MX2022003938A (es) * 2019-10-16 2022-04-26 Lexmark Int Inc Sistema lector de area de campo magnetico multidireccional con caracteristicas.

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0369570A1 (en) 1988-11-16 1990-05-23 Intel Gasgards Private Limited Improvements in and relating to sensors
US6850806B2 (en) 1999-04-16 2005-02-01 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for determining calibration options in a motion control system
US6408251B1 (en) 1999-07-29 2002-06-18 Hrl Laboratories, Llc Calibrating a magnetic compass with an angular rate gyroscope and a global positioning system receiver
KR100550871B1 (ko) 2003-12-03 2006-02-10 삼성전기주식회사 전자나침반의 자동 보정 방법
US7057173B2 (en) 2004-01-05 2006-06-06 Laser Technology, Inc. Magnetoresistive (MR) sensor temperature compensation and magnetic cross-term reduction techniques utilizing selective set and reset gain measurements
WO2006011238A1 (ja) 2004-07-29 2006-02-02 Yamaha Corporation 方位データ演算方法、方位センサユニットおよび携帯電子機器
EP1795864A4 (en) 2004-09-29 2011-11-02 Amosense Co Ltd MAGNETIC SENSOR CONTROL METHOD, MAGNETIC SENSOR CONTROL MODULE, AND PORTABLE TERMINAL DEVICE
EP1775550B1 (en) 2005-10-11 2013-12-11 Yamaha Corporation Magnetic sensor control device
WO2007114235A1 (ja) 2006-03-30 2007-10-11 Kyocera Corporation 携帯電子機器及び地磁気センサ較正方法
US8880373B2 (en) * 2009-11-04 2014-11-04 Qualcomm Incorporated Accurate magnetic compass in mobile electronic device
US8645093B2 (en) * 2009-11-04 2014-02-04 Qualcomm Incorporated Calibrating multi-dimensional sensor for offset, sensitivity, and non-orthogonality
US8825426B2 (en) 2010-04-09 2014-09-02 CSR Technology Holdings Inc. Method and apparatus for calibrating a magnetic sensor
DE102010029668A1 (de) 2010-06-02 2011-12-08 Robert Bosch Gmbh Kalibrierung eines dreiachsigen Magnetfeldsensors
US8717009B2 (en) * 2010-10-06 2014-05-06 Apple Inc. Magnetometer calibration
US20120101766A1 (en) * 2010-10-26 2012-04-26 Research In Motion Limited System and Method for Determining Quality of Calibration Parameters for a Magnetometer
JP5927776B2 (ja) 2011-05-20 2016-06-01 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント 携帯機器
US9329038B2 (en) * 2011-09-30 2016-05-03 Apple Inc. Electronic devices with calibrated compasses
US9939497B2 (en) 2013-03-15 2018-04-10 Intel Corporation Dynamically calibrating magnetic sensors

Also Published As

Publication number Publication date
EP2972683A1 (en) 2016-01-20
KR20150107821A (ko) 2015-09-23
EP2972683B1 (en) 2018-07-18
CN105209856B (zh) 2019-12-10
WO2014150241A1 (en) 2014-09-25
US9939497B2 (en) 2018-04-10
CN105209856A (zh) 2015-12-30
US20140278190A1 (en) 2014-09-18
EP2972683A4 (en) 2017-06-21
TWI555994B (zh) 2016-11-01
KR101786280B1 (ko) 2017-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI555994B (zh) 磁性感測器的動態校準技術
CN110133582B (zh) 补偿电磁跟踪系统中的畸变
KR101485142B1 (ko) 자체 보정 멀티-자기력계 플랫폼을 위한 시스템 및 방법
CN104737205B (zh) 自适应尺度及/或重力估计
KR20140093111A (ko) 지자기 센서 오차 보정 장치 및 지자기 센서 오차 보정 방법
TWI691731B (zh) 位置追蹤系統及方法
CN108680196B (zh) 一种时延校正方法、系统及计算机可读介质
JP2014029332A (ja) 磁力計の方位を補正する方法、及び磁力計
EP3091335B1 (en) Calibration of temperature effect on magnetometer
US9811165B2 (en) Electronic system with gesture processing mechanism and method of operation thereof
CN105157691A (zh) 一种指南针方位的确定方法及装置
JP2016057183A (ja) 電子機器及びキャリブレーションプログラム
US10564733B2 (en) Operating method of tracking system, controller, tracking system, and non-transitory computer readable storage medium
KR101786281B1 (ko) 자기 헤딩 계산을 위한 디바이스 및 방법
US11620846B2 (en) Data processing method for multi-sensor fusion, positioning apparatus and virtual reality device
WO2021027621A1 (zh) 导航方法、装置设备、电子设备及存储介质
CN111522441A (zh) 空间定位方法、装置、电子设备及存储介质
JP4648423B2 (ja) 回転角度計測装置及び回転角度計測方法
JP2016514272A (ja) 磁気センサの動的校正
CN111078489B (zh) 电子装置及其姿态校正方法
CN116753899A (zh) 一种平面结构的空间姿态检测方法、装置、设备及介质
Jackson Sun and Aureole Measurements (SAM) Tracking

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees