運(yùn)動(dòng)確定的制作方法
【專利摘要】在此描述了可以采用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法來(lái)確定傳感器是否已經(jīng)經(jīng)歷了運(yùn)動(dòng)事件或沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件的系統(tǒng)和方法。該傳感器可以是能夠用于識(shí)別和/或表征運(yùn)動(dòng)的任意傳感器。一旦從該傳感器接收到一個(gè)信號(hào)，可以計(jì)算該信號(hào)的力矩。然后，可以對(duì)這些力矩進(jìn)行比較用于確定該信號(hào)是否是高斯信號(hào)。如果該信號(hào)是一個(gè)高斯信號(hào)，該算法確定該信號(hào)是由于一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生。如果該信號(hào)是一個(gè)非高斯信號(hào)，該算法確定該信號(hào)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生。
【專利說(shuō)明】運(yùn)動(dòng)確定
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本主題申請(qǐng)要求美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)為13/164，136、提交日為2011年6月20日、標(biāo)題為“運(yùn)動(dòng)確定(MOTION DETERMINATION)”的優(yōu)先權(quán)，本申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本披露總體上涉及確定來(lái)自傳感器的測(cè)量值是否是由于傳感器被移動(dòng)。
[0004]背景
[0005]傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)從傳感器觀察信號(hào)并且驗(yàn)證這些信號(hào)對(duì)于該時(shí)間段而言在一個(gè)小范圍內(nèi)。如果這些信號(hào)對(duì)于該時(shí)間段而言在一個(gè)小范圍內(nèi)，該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以確定一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件已經(jīng)發(fā)生。然而，對(duì)一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件已經(jīng)發(fā)生的確定會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間(例如，8秒)，使得該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)效率低下。
[0006]上文中所描述的傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的缺陷僅僅是為了提供當(dāng)前技術(shù)的一些問(wèn)題的一個(gè)綜述，并不旨在詳盡?，F(xiàn)有技術(shù)水平存在的其他問(wèn)題，以及一些在此描述的各種非限制性實(shí)施例的相應(yīng)優(yōu)點(diǎn)基于閱讀下列詳細(xì)描述會(huì)變得進(jìn)一步明顯。
[0007]概述
[0008]為了對(duì)在此描述的一些方面提供一個(gè)基本的理解，下面對(duì)所要求保護(hù)的主題提出了一個(gè)簡(jiǎn)要概述。該概述不是一個(gè)廣泛的綜述，并且不旨在識(shí)別關(guān)鍵的/決定性的元素或者描繪所要求保護(hù)的主題的范圍。其唯一目的是以一種簡(jiǎn)化的形式提出一些概念作為隨后提出的更詳細(xì)描述的一個(gè)序言。
[0009]在此描述的是能夠促進(jìn)一個(gè)快速和可靠的指示傳感器是否已經(jīng)被移動(dòng)或者是靜止的系統(tǒng)和方法。該確定可以基于對(duì)來(lái)自傳感器的信號(hào)的分析。更確切地說(shuō)，從傳感器接收到信號(hào)時(shí)，可以分析該信號(hào)的力矩從而確定該信號(hào)是否為高斯信號(hào)。該傳感器可以包括任何產(chǎn)生高斯噪聲同時(shí)不移動(dòng)或者產(chǎn)生接近于該高斯噪聲的響應(yīng)的傳感器。能夠結(jié)合該算法使用的傳感器的示例可以包括:陀螺儀、加速度計(jì)、羅盤(pán)、壓力傳感器、距離傳感器、
[0010]范圍傳感器或者諸如此類的。該傳感器可以是能夠用于識(shí)別和/或表征運(yùn)動(dòng)的任意傳感器。輸入也可以是從傳感器數(shù)據(jù)(如四元數(shù))導(dǎo)出的參數(shù)。
[0011]如果該信號(hào)被確定為非高斯信號(hào)，那么該信號(hào)是由于該傳感器被移動(dòng)而產(chǎn)生的。然而，如果該信號(hào)被確定為高斯信號(hào)，這些系統(tǒng)和方法可以確定該傳感器還沒(méi)有被移動(dòng)。如果該傳感器是一個(gè)陀螺儀，并且當(dāng)這些系統(tǒng)和方法確定該信號(hào)是一個(gè)高斯信號(hào)，可以確定陀螺儀偏置。另外，如果先驗(yàn)已知傳感器還沒(méi)有被移動(dòng)，這些系統(tǒng)和方法可以使用相同的信息來(lái)確定該傳感器是否工作和/或確定噪聲的質(zhì)量。
[0012]下列描述和附圖給出了本說(shuō)明書(shū)的某些示意性方面。然而，這些方面指示可以采用本說(shuō)明書(shū)的原理的各種方式中的僅一些方式。當(dāng)結(jié)合這些附圖考慮時(shí)，本說(shuō)明書(shū)的其他優(yōu)勢(shì)和新穎特征將從本說(shuō)明書(shū)的以下詳細(xì)描述中變得明顯。
[0013]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0014]參見(jiàn)下列附圖描述了本主題披露的多個(gè)非限制性和非詳盡實(shí)施例，其中除非另外說(shuō)明，貫穿各種視圖，同樣的參考號(hào)指的是同樣的部件。
[0015]圖1是一種確定傳感器是否已經(jīng)經(jīng)歷一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件或者一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件的系統(tǒng)的原理框圖。
[0016]圖2是一種用于確定傳感器是否已經(jīng)經(jīng)歷一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件或者一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件的方法的原理過(guò)程流程圖。
[0017]圖3是一種用于確定一個(gè)信號(hào)是否為高斯信號(hào)的方法的原理過(guò)程流程圖。
[0018]圖4是一個(gè)用于估算的三階矩和具有25個(gè)樣本以及標(biāo)準(zhǔn)偏差為I的理論三階矩(V3)之間的差值的累積概率函數(shù)的繪圖。
[0019]圖5是一個(gè)用于估算的三階矩和具有25個(gè)樣本以及標(biāo)準(zhǔn)偏差為1、2和3的理論三階矩(V3)之間的差值的累積概率函數(shù)的繪圖。
[0020]圖6是一個(gè)用于估算的三階矩和具有25個(gè)、50個(gè)和100個(gè)樣本以及標(biāo)準(zhǔn)偏差為I的理論三階矩(V3)之間的差值的累積概率函數(shù)的繪圖。
[0021]圖7是一種用于確定一個(gè)信號(hào)是否為高斯信號(hào)的方法的原理過(guò)程流程圖。
[0022]圖8是一個(gè)用于估算的四階矩和理論四階矩(V4)之間的差值的累積概率函數(shù)的繪圖。
[0023]圖9是一個(gè)用于估算的四階矩和具有25個(gè)樣本以及標(biāo)準(zhǔn)偏差為1、2和3的理論四階矩(V4)之間的差值的累積概率函數(shù)的繪圖。
[0024]圖10是一種用于更新陀螺儀偏置的方法的原理過(guò)程流程圖。
[0025]圖11是一種用于確定傳感器是否正在正常地工作的方法的原理過(guò)程流程圖。
[0026]圖12展示了一個(gè)示例性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中，可以實(shí)施在此描述的各種實(shí)施例。
[0027]圖13展示了一個(gè)示例性計(jì)算環(huán)境，在該環(huán)境中，可以實(shí)施在此描述的各種實(shí)施例。
[0028]圖14展示了一個(gè)示例性手持式設(shè)備，在該設(shè)備中，可以實(shí)施在此描述的各種實(shí)施例。
[0029]圖15展示了一個(gè)示例性手持式設(shè)備，在該設(shè)備中，可以實(shí)施在此描述的各種實(shí)施例。
[0030]詳細(xì)說(shuō)明
[0031]在此描述了一種遠(yuǎn)程控制設(shè)備和與該遠(yuǎn)程控制設(shè)備一起使用的多種方法的各種非限制性實(shí)施例。在以下描述中，給出許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的徹底理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在此描述的技術(shù)可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)、或者具有其他方法、部件、材料等情況下被實(shí)踐，并且不局限于這些具體的細(xì)節(jié)和示例。在其他實(shí)例中，沒(méi)有詳細(xì)地示出或描述公知的結(jié)構(gòu)、材料和/或操作以避免模糊某些方面。
[0032]貫穿本說(shuō)明書(shū)對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“一種實(shí)施例”的引用意為在至少一個(gè)實(shí)施例中包括了與該實(shí)施例相聯(lián)系地描述的一個(gè)具體的特性、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)。因此，貫穿本說(shuō)明書(shū)各處短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或在“在一種實(shí)施例中”并非必須都引用同一個(gè)實(shí)施方案。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，特定特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)可以任何適合的方式組合。
[0033]在此中使用的單詞“示例性”意為用作示例、實(shí)例或展示。為避免疑義，此類示例對(duì)在此披露的主題不作限制。在此描述為“示例性”的任何方面不必解釋為比其他方面優(yōu)選或有利，并且也是為了排除本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的等效示例性結(jié)構(gòu)和技術(shù)。此外，在某種程度上，在詳細(xì)描述或權(quán)利要求書(shū)中都不使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“具有”、“包含”和其他類似的單詞，此類術(shù)語(yǔ)意在囊括(與術(shù)語(yǔ)“包括”作為一個(gè)開(kāi)放的過(guò)渡性詞語(yǔ)的方式類似)沒(méi)有排除任何附加的或其他因素。
[0034]如在本申請(qǐng)中所使用的，術(shù)語(yǔ)“或者”意指包括包含性“或者”而不是排他性“或者”。因此，除非另外指明，或者從上下文中清晰可見(jiàn)，“X采用A或B”意指任何自然包含性排列。即，如果X采用A ;X采用B ;或X既采用A又采用B，那么在任何上述實(shí)例情況下滿足“X采用A或B”。此外，如在本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書(shū)中使用的冠詞“一個(gè)”和“一種”通常應(yīng)該被解釋為指的是“一個(gè)或多個(gè)”，除非另外指明或者從有待被定向到一種單一形式的上下文中清晰可見(jiàn)。
[0035]現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，展示了一種確定傳感器是否已經(jīng)經(jīng)歷一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件或者一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件的系統(tǒng)100的原理框圖。該系統(tǒng)100可以是一個(gè)電子設(shè)備(未示出)的一部分。通過(guò)舉例，并非限制，該電子設(shè)備可以是一部移動(dòng)電話。
[0036]該系統(tǒng)100可以包括一個(gè)傳感器芯片102。例如,該傳感器芯片102可以是一個(gè)集成電路(IC)芯片。該傳感器芯片102可以具有一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如，在該IC芯片上)(未示出)。這些傳感器可以是能夠產(chǎn)生一個(gè)高斯信號(hào)(例如，該信號(hào)可以包括滿足一個(gè)高斯關(guān)系的數(shù)據(jù))的任意類型的傳感器。能夠結(jié)合該算法使用的傳感器的示例可以包括:陀螺儀、加速度計(jì)、羅盤(pán)、壓力傳感器、距離傳感器、范圍傳感器或者諸如此類的。該傳感器可以是能夠用于識(shí)別和/或表征運(yùn)動(dòng)的任意傳感器。該系統(tǒng)也可以使用從傳感器數(shù)據(jù)(如四元數(shù))導(dǎo)出的參數(shù)。
[0037]例如，這些傳感器可以是基于MEMS的運(yùn)動(dòng)傳感器。一個(gè)基于MEMS的運(yùn)動(dòng)傳感器的示例是一個(gè)加速度計(jì)，該加速度計(jì)可以用于測(cè)量線性加速度。以基于MEMS加速度計(jì)為基礎(chǔ)的物理機(jī)制包括電容的、壓敏電阻的、電磁的、壓電的、鐵電的、光學(xué)的和隧穿?；贛EMS的加速度計(jì)可以是由一個(gè)具有預(yù)定試驗(yàn)質(zhì)量(也被稱為檢測(cè)質(zhì)量地震質(zhì)量)的懸臂梁組成的簡(jiǎn)單設(shè)備。在外部加速度的影響下，該質(zhì)量從其中性位置偏轉(zhuǎn)。以一種模擬或數(shù)字方式測(cè)量這一偏轉(zhuǎn)。通常，測(cè)量在一組固定光束和附加到該檢測(cè)質(zhì)量上的一組光束之間的電容。
[0038]其他類型的基于MEMS的加速度計(jì)可以在一個(gè)非常小的穹頂?shù)撞堪粋€(gè)小的加熱器，該加熱器加熱該穹頂內(nèi)的空氣從而導(dǎo)致其上升。在該穹頂上的熱電偶確定加熱的空氣從哪兒到達(dá)穹頂以及離開(kāi)該中心的偏轉(zhuǎn)是應(yīng)用于該傳感器的加速度的測(cè)量?；贛EMS的加速度計(jì)通常共面操作，即其被設(shè)計(jì)成用于僅對(duì)模具的平面的一個(gè)方向敏感。通過(guò)將兩個(gè)設(shè)備垂直地集成在一個(gè)單一的模具上，可以形成一個(gè)雙軸加速度計(jì)。通過(guò)增加一個(gè)附加的平面外設(shè)備，可以測(cè)量三個(gè)軸。具有集成電子設(shè)備的加速度計(jì)提供讀出電子設(shè)備和自測(cè)試性能。
[0039]基于MEMS的運(yùn)動(dòng)傳感器的另一個(gè)示例是一個(gè)羅盤(pán)，其是一種用于確定相對(duì)于地球磁極的方向的儀器。一個(gè)羅盤(pán)可以包括一個(gè)已磁化的指針，自由地將其自身與地球磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)。小型的羅盤(pán)通常是由兩個(gè)或三個(gè)磁場(chǎng)傳感器構(gòu)建的，例如霍爾傳感器，為一個(gè)微處理器提供數(shù)據(jù)?？梢允褂萌菍W(xué)計(jì)算相對(duì)于該羅盤(pán)的正確航向。一個(gè)小型的羅盤(pán)往往是一個(gè)分立元件，該元件輸出一個(gè)與其定向成比例的或數(shù)字或模擬信號(hào)?？梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)控制器或一個(gè)微處理器來(lái)解釋這個(gè)信號(hào)。該羅盤(pán)可以使用高度校準(zhǔn)的內(nèi)部電子設(shè)備來(lái)測(cè)量該羅盤(pán)對(duì)地球磁場(chǎng)的響應(yīng)。在市場(chǎng)上可獲得的小型羅盤(pán)的示例包括霍尼韋爾國(guó)際公司(HoneywellInternational Inc.)銷售的HMC1051Z單軸和HMC1052雙軸磁阻式傳感器、旭化成微型器件株式會(huì)社(Asahi Kasei Microdevices Corporation)銷售的AK8973三軸電子羅盤(pán)以及日本愛(ài)知微型智能株式會(huì)社(Aichi Micro Intelligent Corporation)銷售的AMI201 (雙軸)和AMI302 (三軸)電子羅盤(pán)模塊。
[0040]基于MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器的另一個(gè)示例是一個(gè)陀螺儀，其是一種基于角動(dòng)量守恒的原理用于測(cè)量或維持定向的設(shè)備。基于MEMS的陀螺儀使用振動(dòng)檢測(cè)質(zhì)量。這些質(zhì)量通常在一個(gè)高頻率處振動(dòng)。隨著該傳感器外殼在慣性空間中旋轉(zhuǎn)，在該檢測(cè)質(zhì)量上感生一個(gè)科里奧利力。該科里奧利力在一個(gè)正交平面中引起一個(gè)振動(dòng)并且可以測(cè)量該正交運(yùn)動(dòng)的幅值。這種類型的設(shè)備也被稱為科里奧利振動(dòng)陀螺，這是因?yàn)殡S著振蕩平面被旋轉(zhuǎn)，由換能器檢測(cè)到的響應(yīng)是由在其運(yùn)動(dòng)公式中的科里奧利項(xiàng)(“科里奧利力”)造成的?？梢詫⒁粋€(gè)振動(dòng)結(jié)構(gòu)陀螺儀作為一個(gè)音叉諧振器、一個(gè)振動(dòng)輪子或一個(gè)使用MEMS技術(shù)的酒杯諧振器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0041]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)該主題創(chuàng)新并不限于基于MEMS的設(shè)備，在此披露的基于MEMS的實(shí)施例是示例性的，并且可以用任何能夠結(jié)合在一個(gè)手持式設(shè)備中的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)該主題創(chuàng)新。能夠結(jié)合該算法使用的傳感器的示例可以包括:陀螺儀、加速度計(jì)、羅盤(pán)、壓力傳感器、距離傳感器、范圍傳感器或者諸如此類的。該傳感器可以是能夠用于識(shí)別和/或表征運(yùn)動(dòng)的任意傳感器。例如，在此也可以使用石英傳感器。也可以在該主題創(chuàng)新中使用在微米或毫米尺度上包括機(jī)械部件以及可以與電子電路學(xué)結(jié)合的其他類型的傳感器。
[0042]該傳感器芯片102也可以具有處理能力和/或性能。例如，該傳感器芯片102可以具有一個(gè)處理器(例如，在該IC芯片上)。該處理器可以被通信性地耦合到該傳感器，使得該處理器能夠從該傳感器接收一個(gè)信號(hào)。例如，在該傳感器芯片102上，該處理器可以被定位于靠近該傳感器。這可以使得該處理器從該傳感器接收一個(gè)信號(hào)和/或數(shù)據(jù)并且處理該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)(例如，根據(jù)一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法)從而確定該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是由于一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的。然而，可以限制與該傳感器芯片102相關(guān)聯(lián)的處理能力和/或性能(例如，由于尺寸約束)。
[0043]為了補(bǔ)償受限的處理能力和/或性能，可以將該傳感器芯片102與一個(gè)主機(jī)設(shè)備104 (例如，一個(gè)移動(dòng)設(shè)備的CPU單元)相關(guān)聯(lián)。該主機(jī)設(shè)備104也可以具有處理能力和/或性能。該主機(jī)設(shè)備104的處理能力和/或性能可以大于該傳感器芯片102的處理能力和/或性能。
[0044]該主機(jī)設(shè)備104可以包括一個(gè)比與該傳感器芯片102相關(guān)聯(lián)的處理器的處理能力更大的處理器(未示出)。例如，可以通過(guò)一個(gè)耦合106將該傳感器芯片102和該主機(jī)設(shè)備104通信性地耦合。例如，該耦合可以包括一條I2C總線和/或一個(gè)串行端口。該傳感器芯片102可以穿過(guò)該連接106將一個(gè)信號(hào)和/或數(shù)據(jù)從這些傳感器發(fā)送到該主機(jī)設(shè)備104。該主機(jī)設(shè)備104的處理器可以獨(dú)立地處理該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)(例如，根據(jù)該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法)從而確定該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是由于一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的。
[0045]該傳感器芯片102和該主機(jī)設(shè)備104都可以獨(dú)立地處理來(lái)自傳感器的信號(hào)和/或數(shù)據(jù)。使得具有處理能力的傳感器芯片102運(yùn)行例如一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法從而檢測(cè)該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是由于一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的可以降低穿過(guò)該連接106的傳感器芯片102和主機(jī)設(shè)備104之間的通信量。例如，該主機(jī)設(shè)備104從該傳感器接收一個(gè)信號(hào)和/或數(shù)據(jù)的頻率可以低于在傳感器芯片102上的處理器接收數(shù)據(jù)的頻率。
[0046]描述下列非限制性示例從而為系統(tǒng)100提供上下文。該傳感器芯片102可以包括一個(gè)陀螺儀(未展示)。該陀螺儀可以向與該傳感器芯片102相關(guān)聯(lián)的處理器發(fā)送數(shù)據(jù)并且穿過(guò)該連接106向與該主機(jī)設(shè)備104相關(guān)聯(lián)的處理器發(fā)送數(shù)據(jù)(例如，用于并行處理)。該陀螺儀向主機(jī)設(shè)備104發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率可以低于其向與傳感器芯片102相關(guān)聯(lián)的處理器發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率(例如，降低該傳感器芯片102和該主機(jī)設(shè)備104之間的通信量)。與該傳感器芯片102相關(guān)聯(lián)的處理器以及與該主機(jī)設(shè)備104相關(guān)聯(lián)的處理器可以獨(dú)立地運(yùn)行一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法從而確定該數(shù)據(jù)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件(例如，一個(gè)人移動(dòng)移動(dòng)電話)還是一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件(例如，噪聲)而產(chǎn)生的。
[0047]當(dāng)該主機(jī)設(shè)備104確定該數(shù)據(jù)是由于一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的時(shí)，該主機(jī)可以記錄一個(gè)陀螺儀偏置。例如，該陀螺儀偏置可以被應(yīng)用于陀螺儀信號(hào)從而降低真實(shí)的旋轉(zhuǎn)率和測(cè)量的旋轉(zhuǎn)率之間的誤差。例如，該陀螺儀偏置也可以用于溫度補(bǔ)償。該傳感器設(shè)備102的處理器也可以確定該數(shù)據(jù)是由于一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的并且記錄一個(gè)例如可以用于溫度補(bǔ)償?shù)耐勇輧x偏置。該傳感器設(shè)備102的處理器可以利用正常地穿過(guò)連接106(例如，傳輸層)被發(fā)送用于饋送其運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法的數(shù)據(jù)。如果與該傳感器設(shè)備102相關(guān)聯(lián)的處理器確定一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件已經(jīng)發(fā)生，并且一個(gè)時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去和/或一個(gè)溫度變化已經(jīng)發(fā)生，與該傳感器設(shè)備102相關(guān)聯(lián)的處理器可以利用其計(jì)算的和/或從該陀螺儀讀取的陀螺儀偏置來(lái)更新這些陀螺儀偏置。與該主機(jī)設(shè)備104相關(guān)聯(lián)的處理器可以具有類似的功能性。這是對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)的一個(gè)改進(jìn)，例如在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，詢問(wèn)該陀螺儀位于特定時(shí)間段的移動(dòng)狀態(tài)是什么，并且如果偏置和溫度沒(méi)有被發(fā)送到主機(jī)設(shè)備104，讀取該陀螺儀的偏置以及溫度。
[0048]因此，根據(jù)另一個(gè)非限制性示例，陀螺儀偏置可以與溫度具有一個(gè)相關(guān)性。當(dāng)確定陀螺儀偏置時(shí)，該偏置和溫度可以被保存并且發(fā)送到一種溫度補(bǔ)償算法。例如，隨著時(shí)間的推移，該溫度補(bǔ)償算法可以得知該陀螺儀偏置和溫度之間的關(guān)系。然后，隨著圖中溫度的變化，可以應(yīng)用該補(bǔ)償來(lái)降低總體陀螺儀誤差。
[0049]例如，可以在該傳感器設(shè)備102上(例如，在該傳感器設(shè)備102的硬件上)運(yùn)行一個(gè)陀螺儀偏置算法。另外地或可替代地，例如，可以在主機(jī)設(shè)備104上運(yùn)行一種溫度補(bǔ)償算法。該陀螺儀偏置可以被通信回有待與該溫度補(bǔ)償算法配合使用的主機(jī)設(shè)備104，從而有助于該溫度補(bǔ)償算法得知該溫度和陀螺儀偏置關(guān)系。
[0050]可替代地，該陀螺儀偏置算法可以在該傳感器設(shè)備102上運(yùn)行。該陀螺儀偏置算法也可以在該主機(jī)設(shè)備104上運(yùn)行。同樣可以在該主機(jī)設(shè)備104上運(yùn)行的是該溫度補(bǔ)償算法。隨著該陀螺儀偏置算法和該溫度補(bǔ)償算法都在該主機(jī)設(shè)備104上運(yùn)行，例如，穿過(guò)該耦合106(例如，通過(guò)I2C或串行端口)的該傳感器設(shè)備102和該主機(jī)設(shè)備104之間的通信會(huì)有一個(gè)減少，這是由于當(dāng)該陀螺儀是有效的時(shí)，典型地陀螺儀數(shù)據(jù)被發(fā)送到該主機(jī)設(shè)備104，因此附加的數(shù)據(jù)(包括一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)消息和/或該陀螺儀偏置)就沒(méi)有必要被發(fā)送。即使在該傳感器設(shè)備102和該主機(jī)設(shè)備104上運(yùn)行的陀螺儀偏置算法是不同的和/或使用不同的數(shù)據(jù)速率，這些算法能夠給出將會(huì)有用的類似的足夠的結(jié)果。[0051]圖2、圖3、圖7、圖10和圖11展示了用于確定來(lái)自一個(gè)傳感器的信號(hào)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是由于一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的方法和/或運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法。為了解釋的簡(jiǎn)明性，這些方法論被描繪和描述為一系列的行為。應(yīng)當(dāng)理解及認(rèn)識(shí)到的是，所展示的行為和/或行為的順序并未限制各種實(shí)施例。例如，行為可以按照各種順序和/或同時(shí)地發(fā)生，并且其他行為未在此提出或描述。此外，不是所有展示的行為可以被要求用于根據(jù)所披露的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)這些方法論。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解和認(rèn)識(shí)到這些方法可以經(jīng)由一個(gè)狀態(tài)圖或事件可替代地被表示為一系列相關(guān)的狀態(tài)。因此，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到的是在此之后描述的這些方法能夠被存儲(chǔ)在一件制品中(例如，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))從而有助于將此類方法論輸送和轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)。如在此使用的術(shù)語(yǔ)“制品”意在包括從任何計(jì)算機(jī)可讀設(shè)備、載體或介質(zhì)中可訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)程序。例如，可以通過(guò)與該傳感器芯片102相關(guān)聯(lián)的處理器和/或與該主機(jī)設(shè)備104相關(guān)聯(lián)的處理器來(lái)執(zhí)行這些方法和/或算法。
[0052]現(xiàn)在參見(jiàn)圖2，展示了一種用于確定傳感器是否已經(jīng)經(jīng)歷一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件或者一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件的方法200的原理過(guò)程流程圖。在元素202處，一個(gè)處理器可以從一個(gè)傳感器接收一個(gè)信號(hào)和/或數(shù)據(jù)。能夠結(jié)合該算法使用的傳感器的示例可以包括:陀螺儀、加速度計(jì)、羅盤(pán)、壓力傳感器、距離傳感器、范圍傳感器或者諸如此類的。該傳感器可以是能夠用于識(shí)別和/或表征運(yùn)動(dòng)的任意傳感器。例如，該數(shù)據(jù)可以是四元數(shù)數(shù)據(jù)。該處理器可以與一個(gè)傳感器芯片(例如，圖1中的傳感器芯片102)相關(guān)聯(lián)。與該傳感器芯片相關(guān)聯(lián)的處理器可以被定位于靠近該傳感器(例如，在一個(gè)IC芯片上)。該處理器也可以與一個(gè)主機(jī)設(shè)備(例如，圖1中的主機(jī)設(shè)備104)相關(guān)聯(lián)。與該主機(jī)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器可以穿過(guò)一個(gè)傳輸層(例如，圖1中的連接106)從該傳感器接收信號(hào)和/或數(shù)據(jù)。
[0053]在元素202處，該處理器(例如，與該傳感器芯片相關(guān)聯(lián)的處理器和/或與該主機(jī)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器)可以確定該信號(hào)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的。與該傳感器芯片相關(guān)聯(lián)的處理器和/或與該主機(jī)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器可以獨(dú)立地應(yīng)用一種算法從而確定該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的。該處理器可以采用例如在圖3和/或圖7中所描述的算法來(lái)確定該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的。這些方法可以基于通過(guò)分析信號(hào)和/或數(shù)據(jù)的類型而確定的該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是由于一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件還是一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件而產(chǎn)生的。例如，通過(guò)分析信號(hào)和/數(shù)據(jù)的類型，可以確定該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是一個(gè)高斯過(guò)程或一個(gè)非高斯過(guò)程。如果該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)被確定為是高斯的，可以假定一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件已經(jīng)發(fā)生。相比之下，如果該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)被確定為是非高斯的，可以假定一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件已經(jīng)發(fā)生。實(shí)際上，一個(gè)假的運(yùn)動(dòng)事件比一個(gè)假的沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件更不受人關(guān)注，因此在此描述的算法利用這一事實(shí)。應(yīng)當(dāng)理解的是可以將在此描述的這些算法與其他運(yùn)動(dòng)確定算法結(jié)合從而進(jìn)一步加強(qiáng)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件的標(biāo)準(zhǔn)。
[0054]現(xiàn)在參見(jiàn)圖3，展示了一個(gè)用于確定從傳感器接收的信號(hào)和/或數(shù)據(jù)是否是高斯的方法300的原理過(guò)程流程圖。如以上所描述的，如果該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)被確定為是高斯的，可以確定一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件已經(jīng)發(fā)生。相比之下，如果該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)被確定為是非高斯的，可以確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)事件已經(jīng)發(fā)生。
[0055]在兀素302處,可以從一個(gè)傳感器接收一個(gè)信號(hào)(例如,如上文所描述的)。該信號(hào)可以包括大小為N的數(shù)據(jù)。例如，該數(shù)據(jù)可以是。另外地或可替代地，可以使用來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)的所有軸(例如，三個(gè)軸)。該處理器可以確定該數(shù)據(jù)是否是使用估算的力矩的高斯數(shù)據(jù)。
[0056]在元素304處，可以計(jì)算用于該數(shù)據(jù)的估算的一階矩。例如，可以根據(jù)下面的方程式計(jì)算該估算的一階矩(T1):
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 從一個(gè)傳感器接收一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中該數(shù)據(jù)信號(hào)包括多個(gè)數(shù)據(jù)值作為用戶運(yùn)動(dòng)和噪聲的函數(shù)； 確定這些數(shù)據(jù)值的一個(gè)平均值； 確定這些數(shù)據(jù)值的平方的一個(gè)平均值； 確定這些數(shù)據(jù)值的立方的一個(gè)平均值； 確定這些立方的平均值和一個(gè)預(yù)期的三階矩之間的差值，其中該預(yù)期的三階矩是從這些平方的平均值和這些數(shù)據(jù)值的平均值計(jì)算得到的；以及基于該差值確定一個(gè)用戶運(yùn)動(dòng)事件是否已經(jīng)發(fā)生。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該確定進(jìn)一步包括當(dāng)該差值在一個(gè)閾值范圍內(nèi)時(shí)，確定還沒(méi)有用戶運(yùn)動(dòng)發(fā)生。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中接收該數(shù)據(jù)信號(hào)包括從一個(gè)加速度計(jì)接收該數(shù)據(jù)信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中接收該數(shù)據(jù)信號(hào)包括從一個(gè)羅盤(pán)接收該數(shù)據(jù)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中接收該數(shù)據(jù)包括從一個(gè)陀螺儀接收該數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)還沒(méi)有用戶運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)，設(shè)置一個(gè)陀螺儀偏置。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該設(shè)置進(jìn)一步包括將該陀螺儀偏置設(shè)置為這些數(shù)據(jù)值的平均值。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該確定進(jìn)一步包括當(dāng)還沒(méi)有用戶運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)，設(shè)置一個(gè)陀螺儀溫度補(bǔ)償學(xué)習(xí)期。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該噪聲是高斯噪聲。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 確定這些數(shù)據(jù)值的四次方的一個(gè)平均值； 確定這些四次方的平均值和一個(gè)預(yù)期的四階矩之間的一個(gè)第二差值，其中該預(yù)期的四階矩是從這些平方的平均值和這些數(shù)據(jù)值的平均值計(jì)算得到的；以及基于該第二差值確定一個(gè)用戶運(yùn)動(dòng)事件是否已經(jīng)發(fā)生。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 確定這些數(shù)據(jù)值的四次方的一個(gè)平均值； 確定這些數(shù)據(jù)值的五次方的一個(gè)平均值； 確定這些五次方的平均值和一個(gè)預(yù)期的五階矩之間的一個(gè)第三差值，其中該預(yù)期的五階矩是從這些平方的平均值和這些數(shù)據(jù)值的平均值計(jì)算得到的；以及基于該第三差值確定一個(gè)用戶運(yùn)動(dòng)事件是否已經(jīng)發(fā)生。
12.—種方法,包括: 從一個(gè)傳感器接收一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中當(dāng)已知該傳感器未在移動(dòng)時(shí)，該數(shù)據(jù)信號(hào)包括多個(gè)數(shù)據(jù)值作為運(yùn)動(dòng)和噪聲的函數(shù)； 確定這些數(shù)據(jù)值的一個(gè)平均值； 確定這些數(shù)據(jù)值的平方的一個(gè)平均值； 確定這些數(shù)據(jù)值的立方的一個(gè)平均值；確定這些立方的平均值和一個(gè)預(yù)期的三階矩之間的差值，其中該預(yù)期的三階矩是由這些平方的平均值和這些數(shù)據(jù)值的平均值計(jì)算得到的；以及基于該差值確定該傳感器是否正在正常地工作。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中確定該傳感器是否正在正常地工作進(jìn)一步包括如果該差值在一個(gè)閾值范圍內(nèi)，確認(rèn)該傳感器已經(jīng)記錄一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中接收該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)一步包括從一個(gè)加速度計(jì)接收該數(shù)據(jù)信號(hào)。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中接收該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)一步包括從一個(gè)羅盤(pán)接收該數(shù)據(jù)信號(hào)。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中接收該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)一步包括從一個(gè)陀螺儀接收該數(shù)據(jù)信號(hào)。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括: 確定這些數(shù)據(jù)值的四次方的一個(gè)平均值； 確定這些四次方的平均值和一個(gè)預(yù)期的四階矩之間的一個(gè)第二差值，其中該預(yù)期的四階矩是從這些平方的平均值和這些數(shù)據(jù)值的平均值計(jì)算得到的；以及基于該第二差值確定該傳感器是否正在正常地工作。
18.—種系統(tǒng),包括: 一個(gè)傳感器芯片，包括一個(gè)陀螺儀和一個(gè)被配置成用于在來(lái)自該陀螺儀的數(shù)據(jù)上運(yùn)行一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法的第一處理器； 一個(gè)通信性地耦合到該傳感器芯片的主機(jī)設(shè)備，包括一個(gè)第二處理器，該第二處理器被配置成用于在來(lái)自該傳感器的數(shù)據(jù)上獨(dú)立地運(yùn)行該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法以及進(jìn)一步被配置成用于運(yùn)行一種溫度補(bǔ)償算法， 其中，當(dāng)在該第一處理器上運(yùn)行的該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法檢測(cè)到一個(gè)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)事件時(shí)，該第二處理器為在該溫度補(bǔ)償算法中使用的該陀螺儀記錄一個(gè)偏置。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中該主機(jī)設(shè)備經(jīng)由一根I2C總線或一個(gè)串行端口通信性地耦合到該傳感器芯片。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中該主機(jī)設(shè)備利用來(lái)自該陀螺儀的數(shù)據(jù)來(lái)饋送該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法。
21.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中該第一處理器被配置成用于確定在一個(gè)時(shí)間段或一個(gè)溫度變化結(jié)束時(shí)運(yùn)動(dòng)還沒(méi)有發(fā)生，并且被配置成用于對(duì)該陀螺儀利用該偏置。
22.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中該第二處理器被配置成用于與該第一處理器同時(shí)運(yùn)行該運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法。
【文檔編號(hào)】G01B3/30GK103717994SQ201280037709
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月20日
【發(fā)明者】威廉·凱麗·基爾 申請(qǐng)人:因文森斯公司