用于提供方位角的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于提供方位角的設(shè)備，且更明確地說涉及一種用于使用由已旋轉(zhuǎn)任意角度的陀螺傳感器感測的角速率和所述任意角度計算方位角的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]方位角指代相對于真北或磁北測得的角度。其可使用指南針或陸地磁傳感器計笪并ο
[0003]然而，因為指南針和陸地磁傳感器利用地球的磁力，所以其附近任何產(chǎn)生磁力的物體的存在都會必然減小其可靠性。
[0004]有可能使用從GPS衛(wèi)星接收的GPS (Global Posit1ning System)信號來找出觀察者的移動方向和方位角。然而，不可能在觀察者不在運動中的情況下找出觀察者的移動方向和方位角。這是因為GPS方法需要使用在觀察者正移動時的時間差的情況下接收的GPS信號。
[0005]因此，需要一種設(shè)備，其可在不受環(huán)境中的磁力影響的情況下測量靜止?fàn)顟B(tài)中的方位角。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的目標(biāo)是基于由已旋轉(zhuǎn)任意角度的陀螺傳感器感測的角速率和所述任意角度計算方位角。
[0008]本發(fā)明的目標(biāo)不限于上文，且相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員經(jīng)由下文給出的描述將容易了解本發(fā)明的其它額外目標(biāo)。
[0009]問題的解決方案
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，提供一種用于提供方位角的設(shè)備。所述設(shè)備包括:角速率傳感器，其經(jīng)配置以感測施加到主體的角速率；驅(qū)動器，其經(jīng)配置以將角速率傳感器旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度；以及方位角估計單元，其經(jīng)配置以基于所感測的角速率和所述預(yù)定角度估計角速率傳感器的方位角。
[0011 ] 在本發(fā)明的其它實施例中，提供一種用于提供方位角的設(shè)備。所述設(shè)備包括:角速率傳感器，其經(jīng)配置以感測施加到主體的角速率；角度傳感器，其經(jīng)配置以感測所述角速率傳感器旋轉(zhuǎn)的角度；以及方位角估計單元，其經(jīng)配置以基于所感測的角速率和所感測的角度估計角速率傳感器的方位角。
[0012]從下文給出的詳細(xì)描述和圖式將了解其它實施例的更多細(xì)節(jié)。
[0013]本發(fā)明的效果
[0014]如上文所描述，本發(fā)明的實施例提供以下有利的效果:借助于使用由已旋轉(zhuǎn)任意角度的陀螺傳感器感測的角速率和所述任意角度估計靜止?fàn)顟B(tài)中的方位角而在不受環(huán)境中的磁力影響的情況下測量所述方位角。
[0015]本發(fā)明的實施例的其它有利的效果為，方位角測量設(shè)備可以有成本效益的方式實施，因為所述設(shè)備能夠使用低效率的陀螺傳感器計算方位角。
【附圖說明】
[0016]圖1為說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的角速率傳感器旋轉(zhuǎn)的視圖。
[0017]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于提供方位角的設(shè)備的框圖。
[0018]圖3和圖4是顯示赤道處測得的地球旋轉(zhuǎn)的角速率與特定瑋度處測得的角速率之間的關(guān)系的視圖。
[0019]圖5為用以闡釋根據(jù)本發(fā)明的一個實施例導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)臺的姿態(tài)的過程的視圖。
[0020]圖6為顯示圖4中特定瑋度中測得的角速率與圖5中顯示的旋轉(zhuǎn)臺的姿態(tài)的組合的視圖。
[0021]圖7為說明根據(jù)圖6中顯示的結(jié)果依據(jù)旋轉(zhuǎn)臺的姿態(tài)表達(dá)的角速率的等式的視圖。
[0022]圖8為說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例使用圖7中顯示的角速率等式估計方位角的視圖。
[0023]圖9為闡釋根據(jù)本發(fā)明的其它實施例導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)臺的姿態(tài)的視圖。
[0024]圖10為顯示圖4中顯示的特定瑋度中測得的角速率與圖9中顯示的旋轉(zhuǎn)臺的姿態(tài)的組合的視圖。
【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)將詳細(xì)參考實施例，在附圖中說明所述實施例的實例。本發(fā)明的特征和優(yōu)點將通過參考結(jié)合附圖給出的其實施例而更加清楚。然而，本發(fā)明不限于下文描述的實施例，而是可以各種不同方式具體化。下文描述實施例以向本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員提供對本發(fā)明和本發(fā)明類別的完整說明。本發(fā)明應(yīng)僅由權(quán)利要求書中提供的內(nèi)容界定。參考標(biāo)號始終指代相同元件。
[0026]如本文所使用，所有術(shù)語(包含技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)可由本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員通常共享的定義來界定，除非提供不同定義。并且，定義提供于常用詞典中的一般術(shù)語和短語不應(yīng)脫離通常理解來解釋，除非明確地提供其它定義。
[0027]圖1為說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的角速率傳感器旋轉(zhuǎn)的視圖。
[0028]角速率傳感器(210)裝備在主體中且感測由主體的移動產(chǎn)生的角速率。由角速率傳感器(210)感測的角速率不僅包含由主體產(chǎn)生的角速率并且包含地球旋轉(zhuǎn)的角速率分量。
[0029]換句話說，即使當(dāng)主體靜止時，角速率傳感器(210)也正感測地球旋轉(zhuǎn)的角速度。
[0030]在此情況下，地球旋轉(zhuǎn)的所感測的角速度根據(jù)角速率傳感器(210)的瑋度和位置而變化。利用地球旋轉(zhuǎn)的所感測的角速度，可測量角速率傳感器(210)定向到的方向，SP，主體的方位角。
[0031]然而，為了感測地球旋轉(zhuǎn)的角速度，應(yīng)使用高準(zhǔn)確性的角速率傳感器，其可能產(chǎn)生估計方位角的過度成本。
[0032]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用于提供方位角的設(shè)備(200)經(jīng)配置以補(bǔ)償角速率傳感器(210)的所感測輸出中包含的誤差。在所述設(shè)備中，角速率傳感器(210)放置在旋轉(zhuǎn)臺(100)上以通過將角速率傳感器(210)感測的角速率與旋轉(zhuǎn)臺(100)的旋轉(zhuǎn)角組合而消除誤差，如圖1所示。
[0033]稍后將結(jié)合圖7和圖8闡述誤差抵消過程的更詳細(xì)描述。
[0034]圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于提供方位角的設(shè)備的框圖。所述用于提供方位角的設(shè)備(200)可包括角速率傳感器(210)、驅(qū)動器(220)、存儲器(230)、控制單元(240)、輸入單元(250)、角度傳感器(260)、方位角估計單元(270)和傾斜傳感器(280)。
[0035]角速率傳感器(210)操作以計算施加到主體的角速率。隨著主體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生角速率。角速率傳感器(210)可經(jīng)配置以感測所產(chǎn)生的角速率。
[0036]同時，如上所述，即使當(dāng)主體自身處于靜止?fàn)顟B(tài)時，也認(rèn)為主體歸因于地球的旋轉(zhuǎn)而處于旋轉(zhuǎn)狀況中。因此，應(yīng)理解，由角速率傳感器(210)感測的角速率含有地球旋轉(zhuǎn)的角速率分量。
[0037]驅(qū)動器(220)可用以將角速率傳感器(210)旋轉(zhuǎn)任意角度。為此目的，驅(qū)動器(220)可包括旋轉(zhuǎn)臺(100)，角速率傳感器安裝在其上。然而，在上面安裝角速率傳感器(210)的部件不限于旋轉(zhuǎn)臺(100)，而是可包括各種裝置。
[0038]可預(yù)先確定由驅(qū)動器(220)實現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)角。舉例來說，如果所述角度預(yù)先確定為30度，那么驅(qū)動器(220)將使角速率傳感器(210)旋轉(zhuǎn)30度。
[0039]因此，驅(qū)動器(220)可優(yōu)選地經(jīng)設(shè)計以包括用以實現(xiàn)指定角度的旋轉(zhuǎn)的裝置。
[0040]存儲器(230)可存儲對應(yīng)于所述預(yù)定的角度(以下稱做預(yù)定角度)的值。驅(qū)動器(220)可取得對應(yīng)于存儲于存儲器(230)中的預(yù)定角度的值，且將對應(yīng)于所取得值的旋轉(zhuǎn)施加到角速率傳感器(210)。此外，存儲器(230)可存儲可由輸入單元(250)提供的瑋度信息。
[0041]并且，