動態(tài)磁力計校準的制作方法
【專利說明】動態(tài)磁力計校準
[000。 背景
[0002] 各種設備（諸如游戲控制器）可W包括用于確定設備取向并且因此影響該設備和 /或其他設備上的控制的磁力計。雖然該些傳感器通常在生產(chǎn)期間被校準一次或多次，但該 些傳感器在使用期間可能易于受到各種環(huán)境因素的影響。
[0003] 概述
[0004] 公開了涉及在玩游戲期間校準包括磁力計的游戲控制器的各實施例。例如，一個 公開的實施例提供了一種方法，該方法包括對接收自磁力計的磁性信息采樣，該磁性信息 的每一樣本包括環(huán)境磁場沿第一軸、第二軸和第H軸中的每一者的向量分量，第一軸、第二 軸和第H軸彼此正交。該方法進一步包括向計算設備輸出從磁性信息的多個樣本的第一樣 本中W及從方向偏移數(shù)據(jù)中導出的初始游戲控制器取向信號，該方向偏移數(shù)據(jù)包括沿第一 軸的第一方向偏移、沿第二軸的第二方向偏移W及沿第H軸的第H方向偏移。該方法進一 步包括基于磁性信息的多個樣本W(wǎng)及方向偏移數(shù)據(jù)來計算更新的方向偏移數(shù)據(jù)，W及向計 算設備輸出從磁性信息的多個樣本中的第二樣本W(wǎng)及經(jīng)更新的方向偏移數(shù)據(jù)中導出的經(jīng) 校準的游戲控制器取向信號。
[0005] 提供本概述是為了 W簡化的形式介紹將在W下【具體實施方式】中進一步描述的概 念選擇。本概述并不旨在標識所要求保護主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制 所要求保護主題的范圍。此外，所要求保護的主題不限于解決在本公開的任一部分中所提 及的任何或所有缺點的實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0006] 圖1示出用于使用包括磁力計的游戲控制器的示例使用環(huán)境。
[0007] 圖2A-2C示出對游戲控制器的示例操縱。
[0008] 圖3A-3C不出與圖2A-2C的不例操縱相對應的內(nèi)部參考系。
[0009] 圖4示出了用于在玩游戲期間校準包括磁力計的游戲控制器的方法的一個實施 例的過程流。
[0010] 圖5示出包括被維持的最小值和被維持的最大值的示例軸。
[0011] 圖6示出了用于在玩游戲期間校準包括磁力計的游戲控制器的方法的另一實施 例的過程流。
[0012] 圖7A示出包括沿第一平面的第一樣本集W及沿第二平面的第二樣本集的內(nèi)部參 考系。
[0013] 圖7B示出包括第二樣本集的圖7A的第二平面。
[0014] 圖8示出了根據(jù)本公開的一實施例的無線控制器。
[0015] 圖9示出根據(jù)本公開的一實施例的非限制性計算設備。
[0016] 詳細描述
[0017] 如上所提及的，各種設備（諸如游戲控制器）可W包括用于確定設備取向的一個 或多個磁力計。典型的磁力計被配置成提供磁性信息，該磁性信息包括沿一個或多個軸的 環(huán)境磁場的表示（例如向量分量）。如此處所使用的，"環(huán)境磁場"指的是地球磁場加上任 何其他可檢測到的場，諸如由一個或多個附近設備生成的磁場、和/或由一個或多個附近 材料引起的地球磁場的崎變。
[0018] 由于局部環(huán)境磁場在使用所述設備期間基本上是時間無關的，因此該場可W提供 用于檢測設備取向的參考點。換言之，在確定環(huán)境磁場的取向時，對包括磁力計的游戲控制 器的操縱可W基于游戲控制器相對于環(huán)境磁場的位移來確定。該種配置往往是非限制性 的，并且由磁力計提供的磁性信息可用于經(jīng)由任何合適的機制或各種機制的組合來確定游 戲控制器的取向和/或位置。
[0019] 然而，將領會的是，對環(huán)境磁場的測量可能受到可存在于設備中或設備周圍的各 種材料的影響。例如，焊料、連接器、螺絲和包括含鐵材料的其他組件可能使地球磁場崎變。 由于該些材料通常不是關于磁力計對稱分布的，因此將領會所述崎變可能是取向依賴的。 為了補償該一崎變，每一磁力計可W在制造級在最終產(chǎn)品內(nèi)被校準。所述校準可包括對于 每一軸，磁力計被配置成測量例如增益（敏感度）的調(diào)整和/或軸偏移的調(diào)整。
[0020] 盡管該些調(diào)整可W提供立即可用的準確測量，但將進一步領會，在初始校準之后 各種因素可能影響磁力計的準確性。例如，變化的化學性的電池（例如堿性電池相對于媒 氨電池）可W使磁場不同地崎變，并且可能因而要求獨特的校準。作為另一示例，如果設備 外殼包括一個或多個含鐵材料（例如經(jīng)由鍛鉛等），所述外殼中的改變（例如位置偏移、物 理損傷引起的微骨折等）可能影響磁力計的性能。作為又一示例，在環(huán)境內(nèi)生成的外部場 也可能導致校準的偏移。
[0021] 給定該些因素的動態(tài)本質，將領會，在使用期間動態(tài)地校準磁力計可能是合乎需 要的。因此，在此公開了涉及在玩游戲期間校準包括磁力計的游戲控制器的各個實施例。 換言之，游戲控制器可被設計成提供校準同時并發(fā)地影響計算設備上的控制。由此，在玩游 戲之前或期間不需要主動的用戶校準（例如，在預定義的位置中保持、執(zhí)行預定義的運動 等）。W此方式，用戶能夠拿起控制器、采取任何位置、并且開始使用控制器而無需執(zhí)行任何 顯式校準。
[0022] 圖1示出了用于使用包括磁力計（未示出）的游戲控制器102的示例使用環(huán)境 100的實施例。如所解說的，游戲控制器102缺少外部支撐（例如轉向柱），并且可能因此 能夠自由操縱至任何取向。環(huán)境100包括操作禪合至顯示設備106的計算設備104。計算 設備104可被配置成執(zhí)行應用程序（例如賽車游戲），該應用程序包括供經(jīng)由顯示設備106 輸出的被撞染對象108 (例如車輛）?？刂破?02可被配置成（例如經(jīng)由一個或多個無線 和/或有線連接）向計算設備104傳達從接收自磁力計的磁性信息中導出的游戲控制器取 向信號，W使得對控制器102的操縱影響對被撞染對象108的相關聯(lián)操縱。例如，對控制器 102繞軸110順時針旋轉可影響對象108的向右轉。
[0023] 將理解，賽車游戲場景是出于示例的目的而被呈現(xiàn)的，且不旨在W任何方式進行 限制。例如，在其他實施例中，被撞染對象108可包括被飛行模擬游戲撞染的飛機，并且因 而對控制器102繞軸112的旋轉可影響對象108的對應向上或向下俯仰。在又一些其他實 施例中，控制器102繞軸114的旋轉可影響被撞染對象108的對應向左或向右偏航。將領 會，控制器102的運動可W沿任何一個或多個自由度"D0F"來檢測，并且所述運動可W影響 計算設備104上的任何合適的控制而不背離本公開的范圍。
[0024] 如所解說的，控制器102進一步包括被配置成由游戲玩家一只手或兩只手握住的 U形手柄部分116(例如輛輪）。該并不意味著W任何方式進行限制。在其他實施例中，手 柄部分116可包括基本上環(huán)形（例如0形）的配置，例如如圖8所解說的。在還有一些其 他實施例中，游戲控制器可W采用基本上任何形狀和/或可W被集成到另一設備中，諸如 手持式移動設備。控制器102可任選地包括方向輸入機構118(例如方向墊、游戲桿等）、輸 入機構120(例如按鈕、觸發(fā)器等）和/或其他用戶控件。將理解，該一配置是出于示例的 目的而呈現(xiàn)的，并且游戲控制器可W具有任何合適的配置而不背離本公開的范圍。
[00巧]無論具體配置如何，將領會，控制器102可W操縱至任何合適的取向。換言之，控 制器102可W在玩游戲期間具有任何取向。相應地，如上所提及的，環(huán)境磁場可用于確定控 制器102的取向。盡管本公開涉及使用磁力計來確定取向，但將領會的，可W結合磁力計來 使用附加的傳感器（例如加速計、巧螺儀等）。例如，在一些實施例中，磁力計可被配置成檢 測沿兩條軸（例如軸110和軸112)的環(huán)境磁場。相應地，在該些場景中，當環(huán)境磁場沿第 H軸（例如軸114)取向時，控制器102沿所述軸的旋轉可能無法經(jīng)由磁力計被檢測到，并 且因而可W使用一個或多個附加的傳感器。作為另一示例，磁力計可與旋轉傳感器（例如 巧螺儀）結合使用W便衰減旋轉傳感器的非理想效應（例如巧螺儀漂移）。將領會，該些場 景是出于示例的目的被呈現(xiàn)的。
[0026] 現(xiàn)在轉向圖2A-2C，示出了在外部參考系202內(nèi)對包括磁力計的無線控制器 200(例如圖1的無線控制器102)的示例操縱。如此處所使用的"外部參考系"指的是周圍 環(huán)境的參考系（例如與地球表面垂直的Z軸）。圖2A進一步包括內(nèi)部參考系204,包括第 一軸206、第二軸208和第H軸210。如此處所使用的"內(nèi)部參考系"指的是磁力計的參考 系。將領會，所解說的內(nèi)部參考系204相對于外部參考系202的取向出于示例的目的被呈 現(xiàn)，并且內(nèi)部參考系204 W及由此磁力計可W包括控制器200內(nèi)的任何合適的取向而不背 離本公開的范圍。圖2A進一步解說表示環(huán)境磁場的環(huán)境場向量212。
[0027] 圖3A示出了圖2A的內(nèi)部參考系204的另一表示。圖3A進一步包括表示圖3A的 環(huán)境場向量212相對于內(nèi)部參考系204的向量214。如上所提及的，控制器200的運動可W 通過標識控制器200相對于參考向量的位移來確定。相應地，出于示例的目的，向量214將 用作圖2和3的其余討論的示例參考向量。
[0028] 圖2B示出