專利名稱：用于汽車中的更佳導航準確度的pnd重定位檢測器的制作方法
用于汽車中的更佳導航準確度的PND重定位檢測器相關(guān)串請不適用領(lǐng)域本公開一般性涉及用于提供車內(nèi)導航向?qū)У难b置和方法。具體而言，本公開涉及用于對未校準車內(nèi)參考系進行經(jīng)改善檢測從而可提供更準確且實時的導航信息以將運動車輛從其當前位置引導至目的地的個人導航設備(PND)和方法。背景用于車內(nèi)導航向?qū)б暂o助駕駛者乘車從該車輛的當前位置行進到期望目的地的設備在現(xiàn)代車輛中已經(jīng)變成必要特征。此類設備消除了預先計劃或手動地圖繪制從開始位置到期望目的地的駕駛路線的負擔。例如，美國公開號2010/0030471 (Watanabe等的且于 2010 年 2 月 4 日公開的題為 “Position detecting apparatus and method used innavigation systenK在導航系統(tǒng)中使用的定位檢測裝置和方法”)，其通過援引納入于此)描述了在用于檢測車輛位置的導航系統(tǒng)中使用的、包括加速度傳感器、角速度傳感器和航位推算演算單兀的定位檢測裝置。還可見美國公開號2009/0115656 (Raman和Garin的且于2009年5月 7 日公開的題為“System and Methods for Global Differential Positioning(用于全球差分定位的系統(tǒng)和方法)”，其通過援引納入于此)，其示出具有諸如加速計和陀螺儀之類的微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器的設備。該裝置可用作車內(nèi)導航系統(tǒng)的一部分以將車輛的駕駛從開始位置引導至期望目的地。如果未被固定到車輛，那么基于加速度和角速度傳感器測量的航位推算在每當該裝置相對于該車輛移動時就可能變得不可靠。一旦被移動，航位推算演算就基于來自未知參考系統(tǒng)的傳感器測量。本公開提供準確實時導航向?qū)б杂糜趯④囕v從當前位置駛向期望目的地并且用于檢測傳感器測量何時因該裝置相對于該車輛的移動而變成未校準的經(jīng)改善裝置和方法的各方面。公開概述公開了用于對未校準車內(nèi)參考系進行檢測以使得在引導運動車輛時不使用實時不準確導航信息的裝置和方法。根據(jù)一些方面，公開了車內(nèi)個人導航裝置，其中該裝置包括個人導航設備(PND)以向駕駛者提供導航向?qū)畔?，以用于使車輛從其當前位置駛向期望目的地。該PND可包括接口以將該PND可移動地耦合到搭載結(jié)構(gòu)，其中該搭載結(jié)構(gòu)包括產(chǎn)生磁場的磁體。該PND還可包括提供導航數(shù)據(jù)的處理器和耦合到該處理器的慣性傳感器，其中該慣性傳感器向該處理器生成慣性傳感器測量。該PND還可包括耦合到處理器且定位在該PND中的磁性傳感器以感測由該搭載結(jié)構(gòu)中的該磁體產(chǎn)生的磁場，其中該磁性傳感器向該處理器提供磁性傳感器測量。根據(jù)一些方面，公開了一種用于對個人導航設備(PND)和搭載結(jié)構(gòu)之間的相對重取向作出反應的方法。該方法可包括將該PND耦合到該搭載結(jié)構(gòu)，接收對來自該搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量，并且基于初始磁性傳感器測量來生成參考值。該方法還可包括接收慣性傳感器測量，基于這些慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)。該方法還可包括將該PND相對于該搭載結(jié)構(gòu)來重取向，接收附加磁性傳感器測量，檢測基于這些附加磁性傳感器測量的值和該參考值之間的差，并且基于該差來觸發(fā)該PND中的動作。根據(jù)一些方面，公開了車內(nèi)個人導航裝置，其中該裝置包括個人導航設備(PND)以向駕駛者提供導航向?qū)畔?，以用于使車輛從其當前位置駛向期望目的地。該PND可包括用于將該PND耦合到該搭載結(jié)構(gòu)的裝置，用于接收對來自該搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量的裝置，以及用于基于初始磁性傳感器測量來生成參考值的裝置。該PND還可包括用于接收慣性傳感器測量的裝置，用于基于這些慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)的裝置。該方法還可包括用于接收附加磁性傳感器測量的裝置，用于檢測基于這些附加磁性傳感器測量的值和該參考值之間的差的裝置，以及用于基于該差來觸發(fā)該PND中的動作的裝置。根據(jù)一些方面，公開了包括其上存儲有用于包括個人導航設備(PND)的車內(nèi)個人導航的程序代碼的計算機可讀介質(zhì)，該程序代碼包括用于接收對來自搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量的程序代碼、以及用于基于初始磁性傳感器測量來生成參考值的程序代碼。該程序代碼還可包括用于接收慣性傳感器測量的程序代碼，用于基于這些慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)的程序代碼。該程序代碼還可包括用于將該PND相對于該搭載結(jié)構(gòu)來重取向的程序代碼，用于接收附加磁性傳感器測量的程序代碼，用于檢測基于這些附加磁性傳感器測量的值和該參考值之間的差的程序代碼，以及用于基于該差來觸發(fā)該PND中的動作的程序代碼。根據(jù)一些方面，公開了用于車內(nèi)個人導航的包括處理器和存儲器的個人導航設備(PND)，其中該存儲器包括用于接收對來自搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量的程序代碼、以及用于基于初始磁性傳感器測量來生成參考值的程序代碼。該程序代碼還可包括用于接收慣性傳感器測量的程序代碼，用于基于這些慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)的程序代碼。該程序代碼還可包括用于將該PND相對于該搭載結(jié)構(gòu)來重取向的程序代碼，用于接收附加磁性傳感器測量的程序代碼，用于檢測基于這些附加磁性傳感器測量的值和該參考值之間的差的程序代碼，以及用于基于該差來觸發(fā)該PND中的動作的程序代碼。根據(jù)一些方面，公開了用以向駕駛者提供導航向?qū)畔?、以用于使車輛從其當前位置駛向期望目的地的個人導航設備(PND)。該PND可包括三維磁性傳感器以生成磁性傳感器測量。該PND還可包括磁性校準模塊，其耦合到該三維磁性傳感器并且包括表示地磁偶極子且基于磁性傳感器測量的遠磁場值、以及表示該PND的即時環(huán)境且基于磁性傳感器測量的環(huán)境磁場值。PND還可包括生成慣性傳感器測量的慣性傳感器和耦合到該慣性傳感器并且耦合成從該磁性校準模塊接收該環(huán)境磁場值的慣性校準模塊。該慣性校準模塊包括基于該環(huán)境磁場值的改變的重校準輸出信號、以及耦合到該慣性傳感器且包括基于慣性傳感器測量的導航輸出數(shù)據(jù)的導航模塊。根據(jù)一些方面，公開了一種用于計算個人導航設備(PND)中的導航數(shù)據(jù)的方法，該方法包括生成三維磁性傳感器測量，基于磁性傳感器測量來確定表示地磁偶極子的遠磁場值以及基于磁性傳感器測量來確定表示該PND的即時環(huán)境的環(huán)境磁場校準值。該方法還可包括生成慣性傳感器測量，以及基于這些慣性傳感器測量來計算導航輸出數(shù)據(jù)。該方法還可包括將該PND相對于其即時環(huán)境來重取向，確定經(jīng)更新環(huán)境磁場值和環(huán)境磁場校準值之間的差，并且基于該差而不用慣性傳感器測量地來計算導航輸出數(shù)據(jù)。根據(jù)一些方面，公開了一種個人導航設備(PND)中的方法，該方法包括生成三維磁性傳感器測量；確定平移矩陣以將橢球體磁性傳感器測量轉(zhuǎn)換成球體經(jīng)校準磁性傳感器測量；從經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級確定參考值；生成慣性傳感器測量；基于這些慣性傳感器測量來計算導航輸出數(shù)據(jù)；將經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級與該參考值相比較以設定比較結(jié)果；以及基于該比較結(jié)果而不用這些慣性傳感器測量地來計算導航輸出數(shù)據(jù)。根據(jù)一些方面，公開了一種個人導航設備(PND)中的方法，該方法包括生成三維磁性傳感器測量；從經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級來確定參考橢球體；生成慣性傳感器測量；將這些磁性傳感器測量的量級與該參考橢球體相比較以設定比較結(jié)果；以及基于該比較結(jié)果而不用這些慣性傳感器測量地來計算導航輸出數(shù)據(jù)。應理解，根據(jù)以下詳細描述，其他方面對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得明顯，在以下詳細描述中以解說方式示出和描述了各種方面。附圖和詳細描述應被認為在本質(zhì)上是解說性而非限制性的。附圖簡要說明

圖1A、1B和IC解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的車輛的參考系和車內(nèi)個人導航設備的參考系。圖2解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的車內(nèi)個人導航裝置。圖3解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的磁性檢測器和車內(nèi)個人導航裝置的磁體的相對取向。圖4解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的磁響應相對于旋轉(zhuǎn)角度的圖形標繪。圖5解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的個人導航設備的各種組件的框圖。圖6解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于觸發(fā)重對準個人導航設備的參考系的動作的過程的流程圖。圖7解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的對磁響應的圖形標繪。圖8解說所根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的車內(nèi)個人導航裝置。圖9解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的個人導航設備的各種組件的框圖。圖10解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于在對個人導航設備進行重取向之前和之后計算導航向?qū)畔⒌倪^程的流程圖。圖11A、11B和IlC解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的相對于車輛的磁場向量。圖12解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于校準所感測到的磁場值的校準模塊。圖13解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的對定義橢球體的磁場向量的圖形標繪。圖14解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的對定義橢球體的磁場向量和定義球體的經(jīng)校準磁場向量的圖形標繪。圖15解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的磁場向量V和經(jīng)校準磁場向量V’的細節(jié)。具體描述以下結(jié)合附圖闡述的詳細描述旨在作為本公開的各種方面的描述，而無意代表可實踐本公開的僅有方面。本公開中描述的每個方面是僅作為本公開的示例或解說而提供的，并且不應被必然地解釋成優(yōu)于或勝過其他方面。本詳細描述包括具體細節(jié)，其目的在于提供對本公開的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，本公開無需這些具體細節(jié)也可實踐。在一些實例中，眾所周知的結(jié)構(gòu)和設備以框圖形式示出以避免湮沒本公開的概念。首字母縮寫和其它描述性術(shù)語可能僅為方便和清楚而使用，且無意限定本公開的范圍。車內(nèi)個人導航設備(PND)可被固定地附連或納入到車輛的儀表板、擋風玻璃或前面板。此類固定的PND向該車輛的駕駛者提供導航信息以用于使該車輛從當前位置駛向期望目的地。作為對車輛的乘坐者的外加的便利性，車內(nèi)PND能被可移動地搭載到該車輛或甚至可從該車輛拆卸。該車輛的駕駛者或乘客可調(diào)整該PND的位置以獲得對該PND上的顯示器的更佳視野或更清楚地觀看導航信息。遺憾的是，一旦被旋轉(zhuǎn)，PND可能就不再生成相對于已知取向的加速計和陀螺儀傳感器測量。即，這些傳感器測量將是與該PND的先前所確定的參考系不相關(guān)的。圖1A、1B和IC解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的車輛10的參考系16和車內(nèi)個人導航設備(PND12)的參考系14。在圖1A中，車輛10包括PND12，其在搭載結(jié)構(gòu)20上被可移動地搭載到車輛10。PND12和搭載結(jié)構(gòu)20 —起即形成在許多車輛中所見的個人導航裝置。在初始條件中，PND12的參考系14可以是與車輛10的參考系16對準的，從而導航信息或方向被準確地顯示在PND12的顯示器上。例如，當該車輛經(jīng)歷向前加速時，PND12也經(jīng)歷向前加速。在圖1B中，PND12的位置可能被車輛10的駕駛者所調(diào)整以得到對PND12的顯示器的更佳視野。隨著PND12相對于車輛10被旋轉(zhuǎn)，參考系14也隨同PND12的位移而移動。結(jié)果是，參考系14將不與車輛10的參考系16對準。由PND12基于失準參考系14所提供的任何基于航位推算的導航方向?qū)⑹遣豢墒褂玫牟⑶铱墒共徽_信息被顯示，這可能使駕駛者偏離預期的駕駛路線。在圖1C中，該問題由PND12認識到參考系14已失準而得到解決。典型地，PND12通過將慣性測量與GPS測量相比較或通過從駕駛者接收重校準或復位命令來認識到該失準。一旦PND12認識到其參考系14是失準的，PND12就執(zhí)行重校準操作以將其參考系14重對準到車輛10的參考系16。在經(jīng)重校準之后，基于航位推算(基于加速計和/或陀螺儀傳感器測量)來確定的位置改變將再次成為可使用的。圖2解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的車內(nèi)個人導航裝置40。車內(nèi)個人導航裝置40包括PND12和搭載結(jié)構(gòu)20。PND12包括接口以將PND12可移動地耦合到搭載結(jié)構(gòu)20。該接口作為用于將PND12耦合到搭載結(jié)構(gòu)20的裝置。搭載結(jié)構(gòu)20包括產(chǎn)生磁場30的磁體26和用于將搭載結(jié)構(gòu)20耦合到車輛10的表面200的表面接口元件22。表面接口元件22可以是吸盤或膠劑或允許表面接口元件22粘附到表面200的類似物。表面200可以是車輛的儀表板或擋風玻璃的一部分。搭載結(jié)構(gòu)20還包括互補接口元件以與PND12的該接口元件可旋轉(zhuǎn)地耦合。PND12的接口元件和搭載結(jié)構(gòu)20的該互補接口元件(例如，球和套接座組合)可被耦合以形成具有一個、兩個或三個旋轉(zhuǎn)自由度的可旋轉(zhuǎn)連接24。搭載結(jié)構(gòu)20還可允許PND12的平移移動。在一個示例中，可旋轉(zhuǎn)連接24還可包括允許PND12沿一個或更多個軸平移的特征(例如，平移導軌)。在另一示例中，搭載結(jié)構(gòu)20可以由彈性和可形變材料構(gòu)成，從而搭載結(jié)構(gòu)20可被操控成允許PND12在各個方向上平移。PND12還包括用于檢測磁場或磁通強度的磁性傳感器28。在該示例中，搭載結(jié)構(gòu)20包括磁體26并且PND12包括磁性傳感器28。在替換實施例中，搭載結(jié)構(gòu)20可包括磁性檢測器20，而PND12可包括磁體26。圖3解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的磁性檢測器28和車內(nèi)個人導航裝置40的磁體26的相對取向。磁性傳感器28和磁體26可被搭載在PND12和搭載結(jié)構(gòu)20中，以使得磁性傳感器28的磁靈敏性軸34和磁體26的磁矩32彼此偏斜。即，磁靈敏性軸34和磁矩32對于PND12和搭載結(jié)構(gòu)20之間的旋轉(zhuǎn)自由范圍而言是不垂直、不平行、且不相交的。例如，磁性檢測器28的磁靈敏性軸34可被取向在距磁體26的磁矩32有一相對偏移36處。相對偏移36被定義為以下兩條線之間最短的線(或等效地為最靠近的點)延伸自磁靈敏性軸34的假想線和延伸自磁矩32的假想線。相對偏移36可包括空間或距離偏移和角偏移。例如，磁靈敏性軸34可與磁矩32分隔開以形成3毫米(mm)到9_的相對偏移36。在一個實施例中，磁靈敏性軸34可與磁矩32分隔開達近似6mm。磁靈敏性軸34可位于距可旋轉(zhuǎn)連接24約有9mm處并且磁矩32可位于距可旋轉(zhuǎn)連接24有約3mm處。另夕卜，磁靈敏性軸34和磁矩32之間的角偏移可被定義為在橫軸上有1-14度且在縱軸上具有1-20度的角。在一個實施例中，角偏移在橫軸上是7度并且在縱軸上是10度。在一些實施例中，可旋轉(zhuǎn)連接24保持磁性傳感器28的磁靈敏性軸34和磁體26的磁矩32之間的偏斜(不垂直、不水平、且不相交)取向。隨著PND12的位置被調(diào)節(jié)(例如，旋轉(zhuǎn)和/或平移)，磁性傳感器28的磁靈敏性軸34掃掠過由磁體26產(chǎn)生的磁場30的磁通線。PND12的移動可使磁性傳感器28被定位成抑或更靠近抑或更遠離磁體26。類似地，PND12的移動可使磁矩軸和磁靈敏性軸之間的角度發(fā)生變化，由此修改磁性傳感器28的響應。由此，磁性傳感器28檢測磁體26的磁場30隨著PND12被移動而抑或在增強抑或在減弱的磁通量幅度。在一些實施例中，由于磁性傳感器28和磁體26的相對偏移取向，磁性傳感器28檢測磁場30的磁通量幅度隨著PND12繞單軸旋轉(zhuǎn)而抑或在增強抑或在減弱的單調(diào)變化。圖4解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的磁響應相對于旋轉(zhuǎn)角度的圖形標繪。在單個運動軸上，隨著PND12繞X軸相對于搭載結(jié)構(gòu)20而旋轉(zhuǎn)，通量測量如由磁性傳感器28檢測到地單調(diào)變化。橫軸表示PND12繞搭載結(jié)構(gòu)的X軸的角旋轉(zhuǎn)，并且縱軸表示由磁性傳感器28檢測出的在磁場30中的磁通量的幅度。在該假言示例中，如果PND12在一個方向上繞X軸旋轉(zhuǎn)，那么磁通量幅度增大。隨著PND12在相反方向上繞X軸旋轉(zhuǎn)，磁通量幅度減小。單調(diào)響應有利地將PND12繞軸的顯著移動與磁測量上的顯著變化關(guān)聯(lián)起來。如果該響應是非單調(diào)的，那么兩個遠角可產(chǎn)生相似的磁測量。一旦慣性傳感器被校準，PND12就記錄當前磁測量(諸如磁通量量級值)并且將其保存為參考值(Ref)。在操作期間，PND12將磁性傳感器測量與該參考值相比較。如果PND12不改變位置或僅僅是振動或向搭載結(jié)構(gòu)20移動了只是不顯著量的相對位置，那么來自磁性傳感器28的磁測量的改變就不大于可觀量(例如，小于閾值Th)。如果磁測量的改變偏離參考值達超過閾值(Th) ORef 土Th)，那么PND12的位置已經(jīng)相對于搭載結(jié)構(gòu)20移動到足以使得慣性傳感器測量變成未校準的，并且需要對參考系14進行重校準。在參考系14未校準的時候，加速計和陀螺儀測量對于航位推算而言將不是足夠可靠的。一旦經(jīng)重校準，就為將來的比較保存新的磁性傳感器測量作為參考值(Ref)。只要檢測出的磁性幅度改變偏離經(jīng)更新參考值(Ref)不超過閾值(Th)，PND12的位置就尚未顯著改變到足以需要對參考系14進行重校準，并且對于航位推算目的而言，加速計和陀螺儀測量仍是可靠的。圖5解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的PND12的各種組件的框圖。PND12包括處理器502、慣性傳感器504、衛(wèi)星導航系統(tǒng)(SPS)接收機506、磁性傳感器28、和用戶顯示器510。經(jīng)由一個或更多個總線和端口來將處理器502耦合到慣性傳感器504、SPS接收機506、磁性傳感器28、和用戶顯示器510。處理器502可以是通用微型計算機或微控制器，或者可以是應用專用微控制器。處理器502可包含內(nèi)部存儲器并且/或者可被耦合到外部存儲器。用戶顯示器510從處理器502接收要顯示的導航數(shù)據(jù)并且可包括IXD屏幕或類似物。慣性傳感器504向處理器502提供慣性測量，處理器502可在航位推算導航期間使用這些慣性測量。例如，慣性測量包括來自加速計的線性加速度測量和/或來自陀螺儀的角加速度測量。加速計和陀螺儀可各自檢測沿單軸(一維或1-D)、雙軸(2-D)或替換地三軸(3-D)的加速度。SPS接收機506可接收包括美國全球定位系統(tǒng)(GPS )、俄羅斯GL0NASS和歐洲Galileo系統(tǒng)的數(shù)個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)中的任何GNSS。當沒有衛(wèi)星(或偽衛(wèi)星)可用時，導航系統(tǒng)可使用以慣性傳感器測量作為輸入的航位推算技術(shù)來產(chǎn)生位置更新。當沒有勝任的個數(shù)的衛(wèi)星可用時，導航系統(tǒng)可組合來自SPS測量和航位推算的位置估計，或者單獨使用航位推算。磁性傳感器28測量磁場或磁通強度。在一些實施例中，磁性傳感器28是單維設備。例如，磁性傳感器28可以是單軸(1-D)霍爾效應檢測器。在其他實施例中，磁性傳感器28是2-D或3-D設備。磁性傳感器28可以是測量磁場強度的磁力計，或測量磁場強度和方向的電子羅盤。圖6解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于觸發(fā)重對準PND12的參考系14的動作的過程的流程圖。一旦檢測出失準，就可將PND12的參考系14重校準到車輛10的參考系16。在602處，PND12被耦合到附連于車輛10的搭載結(jié)構(gòu)20。在一些實施例中，一旦被耦合，磁性傳感器28的磁靈敏性軸34和磁體26的磁矩32就彼此偏斜。對于一些實施例，將PND12在搭載結(jié)構(gòu)20中跨全范圍的相對位置地來重定位保持該偏斜特性。在604處，磁性傳感器28測量磁場30的磁性值(諸如絕對磁通量幅度)。由磁性傳感器28生成的該初始磁性傳感器測量由處理器502接收。在606處，處理器502基于該初始磁性傳感器測量來生成參考值(Ref)。處理器502可將該參考值(Ref)保存在內(nèi)部和/或外部存儲器中。例如，處理器502將該初始磁性傳感器測量保存為該參考值(Ref)。替換地，處理器502可計算這些初始磁性傳感器測量的平均值并且將其存儲為該參考值(Ref)。替換地，處理器502可計算這些初始磁性傳感器測量之和的平方根并且將其存儲為該參考值(Ref )。替換地，處理器502可計算這些初始磁性傳感器測量之和并且將其存儲為該參考值(Ref)。在608處，處理器502從慣性傳感器504接收慣性傳感器測量并且將PND12的參考系14對準到車輛參考系16上。在610處，基于來自慣性傳感器504的慣性傳感器測量和/或接收自SPS接收機506的全球定位信息，該處理器計算導航向?qū)畔⒉⑶以谟脩麸@示器510上顯示該信息。如果單是全球定位信息不能勝任準確定位，那么處理器502可至少部分地基于航位推算來計算位置估計。在612處，由用戶在搭載結(jié)構(gòu)20上(相對于車輛10)物理地調(diào)整PND12或?qū)ζ溥M行重取向。此時，如果被移動到足夠的程度，那么慣性傳感器測量相對于PND12的參考系14而言就變?yōu)槲葱实模纱瞬荒軇偃魏轿煌扑銓Ш?。?14處，磁性傳感器28測量新的磁性值，其由處理器502接收作為附加磁性傳
感器測量。在616處，處理器502將該附加磁性傳感器測量(Meas)與參考值(Ref)相比較。如果該新的磁性傳感器測量(Meas)偏離先前保存的參考值(Ref)在閾值(Th)以內(nèi)，那么不采取動作。如果該新的磁性傳感器測量(Meas)偏離參考值(Ref)高于或低于閾值(Th) (BP,如果{|Meas|>(|Ref |+Th)}或{| Meas |〈( | Ref |-Th)})，那么 PND12 就被聲明為未校準。在618處，如果PND12基于檢測出的附加磁性傳感器測量(MEAS)和參考值(Ref)之間的差大于閾值(Th)而成為未校準的，那么處理器502就觸發(fā)一個或更多個動作。該動作可包括使由慣性傳感器504提供的測量無效。該動作還可包括重校準慣性傳感器504、航位推算算法、和/或參考系轉(zhuǎn)換矩陣。圖7解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的對磁響應的圖形標繪。PND12被耦合到搭載結(jié)構(gòu)20以允許一個或更多個自由度。在該示例中，該耦合允許三個(例如，關(guān)于X的橫向、關(guān)于Y的縱向和關(guān)于Z的旋轉(zhuǎn))移動度。對于縱向、橫向、和旋轉(zhuǎn)移動的磁性變化分別由該圖示上的三條曲線解說。對于每個移動度，當將其與其他移動度隔離開時，磁性傳感器28和磁體26被相對于彼此定位成使得磁響應隨著PND12沿軸旋轉(zhuǎn)或移動而呈單調(diào)。如圖所示，增大關(guān)于橫軸(X)的角度引起單調(diào)減小的磁體測量。增大關(guān)于縱軸(Y)的角度也引起單調(diào)減小的磁體測量。增大關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸(Z)的角度引起單調(diào)增大的磁體測量。當關(guān)于一個以上的軸移動PND12時，測量出的磁性值是所示各線的線性組合。在以上所描述的實施例中，搭載結(jié)構(gòu)20包括磁體26。在這些實施例中，磁性傳感器28測量由磁體26產(chǎn)生的磁場30。在以下所描述的實施例中，檢測的是車輛10的本地磁場的改變而非由磁體28產(chǎn)生的磁場30。實質(zhì)上，車輛本身產(chǎn)生(而非由單獨磁體28產(chǎn)生)磁場30。磁性傳感器28檢測出包括以下各項的組合的磁場(I)地磁場；(2)由地磁場在車輛10的金屬結(jié)構(gòu)上感生的磁場；以及(3)由車輛10的主體和電子器件產(chǎn)生的磁場。本地或環(huán)境磁場是后兩種源的結(jié)果。遠磁場被假設為地磁場。假言地，如果車輛10在三維中旋轉(zhuǎn)，那么測量出的磁場因車輛10的結(jié)構(gòu)而畸變并且表現(xiàn)為橢球體。3-D磁性傳感器28將該磁場測量作為幅度，其表示該橢球體的各條半徑。在二維中，因為車輛10可進行360度的水平轉(zhuǎn)彎，所以當相對于車輛10的回轉(zhuǎn)角來標繪測量的幅度時，磁性傳感器測量結(jié)果得到橢圓。圖8解說所根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的車內(nèi)個人導航裝置40。在該實施例中，車輛10本身被用作次級磁體，而不是使用單獨磁體26。該次級磁場是在車輛10上感生出的地磁與車輛10中固有的磁特性相結(jié)合的結(jié)果。車內(nèi)個人導航裝置40包括PND12和搭載結(jié)構(gòu)20。PND12包括三維(3-D)磁性傳感器28和允許PND12耦合到搭載結(jié)構(gòu)20的連接器。搭載結(jié)構(gòu)20包括互補連接器24和表面接口元件22以用于將搭載結(jié)構(gòu)20耦合到車輛10的表面200。藉由可旋轉(zhuǎn)連接24，PND12就能被可移動地耦合到搭載結(jié)構(gòu)20，而后者被耦合到車輛的表面200。
圖9解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的PND12的各種組件的框圖。PND12包括三維(3-D)磁性傳感器28、慣性傳感器504、衛(wèi)星導航系統(tǒng)(SPS)接收機506、用戶顯示器510、和處理器502。處理器502包括軟件模塊，軟件模塊包括導航模塊902、量級確定模塊905、和磁校準模塊909。這些模塊可作為單獨軟件例程而存在和/或一起作為內(nèi)聯(lián)代碼而存在。不像圖5的可包括1-D、2-D或3-D磁性傳感器28的PND12，這里的磁性傳感器28是3-D磁性傳感器。導航模塊902從SPS接收機506接收衛(wèi)星信號。導航模塊902還從慣性傳感器504接收慣性測量以用于航位推算導航。當有衛(wèi)星(或偽衛(wèi)星)可用時，導航模塊902可使用以慣性傳感器測量作為輸入的航位推算來產(chǎn)生位置更新。導航模塊902詳細制定由顯示器510向用戶顯不的導航信息。 磁校準模塊909從3-D磁性傳感器28接收磁性傳感器測量。如上所述,檢測出的磁場包括以下三個分量的組合(I)地磁場；(2)由地磁場在車輛10的金屬結(jié)構(gòu)上感生的磁場；以及(3)由車輛10的主體和電子器件產(chǎn)生的磁場。本地或環(huán)境磁場是后兩種源的結(jié)果。遠磁場被假設為地磁場。磁校準模塊909包括平移矩陣或類似物以將定義橢球體的磁性傳感器測量轉(zhuǎn)換成定義球體的經(jīng)校準磁性傳感器測量。該平移矩陣從測量出的磁場移除環(huán)境磁場(分量(2)和(3))以得到地磁場(分量(3))。磁性傳感器測量乘以這些磁場測量和該平移矩陣以得到經(jīng)校準磁性傳感器測量。如果被正確地校準，那么經(jīng)校準磁性傳感器測量便具有恒定量級和與未受擾動的地磁場對準的取向。量值模塊905監(jiān)視經(jīng)校準磁性傳感器測量。量級模塊905可被耦合到磁校準模塊909以接收經(jīng)校準磁性傳感器測量。量級模塊905可具有用以確定經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級的量級單元，以及用以通過將所確定的量級與存儲器中的參考量級相比較來產(chǎn)生比較結(jié)果的比較器。隨著經(jīng)校準磁性傳感器測量被接收，量級模塊905計算量級(例如A2+r+Z2，
或等效地為忽略平方根的x2+y2+z2)。將該計算出的量級與相似地計算出的(先前在校準之后保存為參考值(Ref)的)量級相比較以產(chǎn)生比較結(jié)果。如果該量級偏離參考值(Ref)在閾值(Th)以內(nèi)，那么經(jīng)校準磁性傳感器測量仍形成球體并且這些比較結(jié)果指示慣性傳感器測量仍然有效。在另一方面，如果該量級偏離參考值(Ref)大于閾值(Th)，那么經(jīng)校準磁性傳感器測量不再定義球體，因此，PND12未被正確地校準(例如，因為PND12已相對于車輛10旋轉(zhuǎn))并且比較結(jié)果指示慣性傳感器測量已經(jīng)變得無效。當比較結(jié)果指示慣性傳感器測量有效時，導航模塊902可為航位推算使用慣性傳感器測量。當比較結(jié)果指示慣性傳感器測量無效時，導航模塊902可禁止這些無效的慣性傳感器測量以防不利地影響位置估計。處理器502作為用于接收對來自搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量、用于基于初始磁性傳感器測量來生成參考值、用于接收慣性傳感器測量、用于基于這些慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)、用于接收附加磁性傳感器測量、用于檢測基于這些附加磁性傳感器測量的值和該參考值之間的差、以及用于基于該差來觸發(fā)PND中的動作的裝置。例如,磁校準模塊909作為用于接收對來自該搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量、用于接收慣性傳感器測量、以及用于接收附加磁性傳感器測量的裝置。量級確定模塊905作為用于基于初始磁性傳感器測量來生成參考值、用于檢測基于附加磁性傳感器測量的值和該參考值之間的差的裝置、以及用于基于該差來觸發(fā)PND中的動作的裝置。導航模塊902作為用于基于這些慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)的裝置。圖10解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于在對PND12進行重取向之前和之后計算導航向?qū)畔⒌倪^程的流程圖。經(jīng)校準導航數(shù)據(jù)是基于PND12的與車輛10的參考系16對準了的經(jīng)校準參考系14。在1002處，3-D磁性檢測器28感測周圍的磁場并且生成三維磁性傳感器測量。這些磁性傳感器測量表示以下各項的組合(I)地磁場；(2)感生磁場；(3)所生成的磁場。在1004處，三維磁性傳感器28向磁校準模塊909發(fā)送三維磁性傳感器測量。在初始化步驟期間，磁校準模塊909確定平移矩陣以從遠磁場值移除環(huán)境磁場。一經(jīng)初始化，磁校準模塊909就使用該平移矩陣來將橢球體3-D磁性傳感器測量平移成球體3-D磁性傳感器測量。S卩，對于收到的每個3-D磁性傳感器測量，磁校準模塊909移除環(huán)境磁場，結(jié)果得到在三維中沿磁北指向的磁場。在1006處，量級確定模塊905從經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級確定參考值(Ref)。將該參考值(Ref)保存到存儲器以用于與將來的經(jīng)校準磁性傳感器測量相比較。在1008處，慣性傳感器504生成慣性傳感器測量，慣性傳感器504將其發(fā)送給導航模塊902。此時，假設沒有充足數(shù)目的衛(wèi)星可用。由此，導航模塊902在一時段期間基于這些慣性傳感器測量(例如，經(jīng)由航位推算)來計算導航輸出數(shù)據(jù)。在1010處，用戶在該航位推算時段期間將PND12相對于車輛10物理地重取向。在1012處，量級確定模塊 905將經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級與參考值(Ref )相比較以設定比較結(jié)果。如果該量級偏離參考值(Ref)在閾值(Th)以內(nèi)，那么經(jīng)校準磁性傳感器測量仍形成球體并且慣性傳感器測量被認為有效。如果該量級偏離參考值(Ref)大于閾值(Th)，那么經(jīng)校準磁性傳感器測量不再形成球體并且慣性傳感器測量被認為無效。在1014處，導航模塊902基于該比較結(jié)果來觸發(fā)動作。例如，如果經(jīng)校準磁性傳感器測量仍形成球體，那么導航模塊902可為航向推算使用慣性傳感器測量。如果比較結(jié)果指示慣性傳感器測量無效，那么導航模塊902可停止為航位推算使用慣性傳感器測量并且可開始重校準慣性傳感器504。該比較結(jié)果可然后觸發(fā)重校準航位推算算法和重校準平移矩陣。圖11A、11B和IIC解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的相對于車輛10的磁場向量。在圖1lA中，車輛10包括PND12以提供導航向?qū)畔?，以用于使車輛10從其當前位置駛向目的地。在該示例中，PND12包括三維磁性檢測器，其檢測即時環(huán)境中的磁場強度并且生成可由具有特定量級和取向的磁向量V(Vx, VY, Vz)表示的磁場測量。該磁向量V可以是車輛10的磁向量Mcak和地磁偶極子的磁向量Nme的乘積。相應地，向量V的量級和方向可以是向量MeAK和向量Nmm之和。在該示例中，如圖1lA所解說，車輛10的磁向量MeAK被定向成朝向車輛的左后角，并且地磁偶極子的磁向量Nme被指向成朝向車輛10的左邊。向量V是向量Mcae和向量Nme之和并且被指向在作為向量Mcak和向量Nmm之和的方向或取向上。在圖1lB中，車輛10的取向可被改變，并且車輛10的磁向量Mcak相對于地磁偶極子的磁向量NM(；的取向也將相應改變。磁向量Mcm相對于車輛的取向和量級一般保持恒定。如圖1lB中由V的量級和取向的改變所解說的，由于車輛10的取向的改變，磁向量V也改變?？蓪⒋艌鱿蛄縑歸一化，并且可如上所描述地生成經(jīng)校準向量V’。注意，諸圖中的經(jīng)校正向量V’理想情況下是相等的。在圖1lC中，車輛10的取向從圖1lB中所解說的取向進一步改變。車輛10的磁向量Mcm相對于地磁偶極子的磁向量Nme的取向相應改變,盡管磁向量Mcm相對于車輛的取向和量級一般保持恒定。作為向量Mcm和向量 ^；的乘積,磁場向量V如由磁場向量V的量級和取向上的改變所解說地改變。磁場向量V由磁校準模塊Vm909歸一化并且經(jīng)校準向量V’被生成。圖12解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于校準所感測到的磁場值的校準模塊。磁校準模塊(VqJ 909可通過將(預期將落在橢球體上的)傳入磁測量乘以平移矩陣以形成(預期將落在球體上的)經(jīng)校正或經(jīng)校準測量來執(zhí)行歸一化過程。圖13解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的對定義橢球體的磁場向量的圖形標繪。該標繪示出針對車輛10的各個取向的磁場向量V，其中這些磁場向量是在對應時間tk+N(其中N=O, 1,2,..., 11)取得的。每個向量解說在特定時間t的角取向和量級NMEAS(tK+N)。如所解說，所標繪的磁場向量可定義2-D橢圓形或3-D橢球體。圖14解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的對定義橢球體的磁場向量和定義球體的經(jīng)校準磁場向量的圖形標繪。磁性傳感器測量由磁場向量V表示并且落在該橢球體上。對應的經(jīng)校準磁性傳感器測量由落在球體上的經(jīng)校準磁場向量V’表示。通過使測量經(jīng)過磁校準模塊909，就產(chǎn)生V’，其中磁校準模塊909將該測量乘以平移矩陣。在實效上，V’ =V-Vcal,其中是用于校正具體3-D角度處的測量的校準向量。即，可將作為定義該橢球體的向量之一的向量^與Vm相組合以產(chǎn)生V’，并且V’是定義該球體的向量之一。向量V·可以是恒定的或可以是V的取向的函數(shù)。(具有半徑Ref-Th的)內(nèi)閾值球體和(具有半徑Ref+Th的)外閾值球體可被定義以確 定校準因子V·何時不再足以將磁場向量V歸一化。此類條件將在PND12已經(jīng)被重取向并且PND12的參考系14必須被重校準以與車輛10的參考系16相對準時發(fā)生。圖15解說根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的磁場向量V和經(jīng)校準磁場向量V’的細節(jié)。當PND12在其第一位置中或第一取向上時，檢測出的磁場向量V1可由校準因子Vq^ !歸一化。經(jīng)校準向量V’!落在內(nèi)閾值球體與外閾值球體間以內(nèi)，這指示PND12處于校準范圍以內(nèi)并且PND12的參考系14與車輛10的參考系16對準。PND12被重取向到第二位置。在該第二位置中，將相同的校準因子應用于V1——不過是按PND12的第二位置的視角。在該示例中，經(jīng)校準磁場向量V’ 2不具有與先前經(jīng)校準磁場向量V’ !相同的量級。量級V’ I和V’2上的差足以使得經(jīng)校準磁場向量V’2不落在內(nèi)閾值球體與外閾值球體間以內(nèi)。該示例解說了將PND12重取向到第二位置已經(jīng)使PND12失準。V’ i和V’ 2之間的差將觸發(fā)PND12中的動作以在使用慣性數(shù)據(jù)來生成導航輸出數(shù)據(jù)之前先重校準。所觸發(fā)的動作包括不用慣性傳感器測量地來計算導航輸出數(shù)據(jù)，因為從經(jīng)重取向的PND12的視角來看，慣性傳感器測量極可能是失準的。相應地，該動作可包括使由慣性傳感器提供的否則將用以生成顯示在用戶顯示器510上的導航向?qū)畔⒌臏y量無效。該動作還可包括重校準慣性傳感器504、航位推算算法、和用于重校準PND12的參考系14以與車輛10的參考系16對準的參考系轉(zhuǎn)換矩陣。以上所描述的實施例中的一些實施例將通常落在橢球體上的三維磁性傳感器測量平移成落在球體上的經(jīng)校準磁性傳感器測量。即，將測量從橢球體域平移到球體域。當隨著環(huán)境校準了平移矩陣時，經(jīng)校準磁性傳感器測量具有近似恒定的量級。當未得到校準時，所校準的磁性傳感器測量結(jié)果得到可變量級。該實施例有利地將經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級與表示經(jīng)校準球體的量級的恒定參考值相比較。該辦法使用平移矩陣來使測量從橢球體域平移到球體域以在得到校準時落在球體上。為了確定所校準測量是否落在球體上，將表示半徑的量級與表示該參考球體的半徑的參考值相比較。在替換實施例中，不平移這些三維磁性傳感器測量，但是在橢球體域中對其進行分析。在該替換性實施例中，將三維磁性傳感器測量直接與參考橢球體相比較以確定這些測量是否落在該橢球體上(或落在離該橢球體在閾值以內(nèi))。該替換辦法擯棄了平移矩陣的復雜性，但損失了簡單化的量級比較。作為替代，將測量與三維橢球體模型相比較。該辦法確定原始受擾動磁場的取向并且應用反向轉(zhuǎn)換(從具有恒定半徑的球體向橢球體上的可變半徑的轉(zhuǎn)換)并且將測量出的磁向量量級與橢球體域中的預測磁向量量級進行比較。在該替換實施例中，PND12可為初始化生成三維磁性傳感器測量(例如，向量V)，從經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級確定參考橢球體(因此PND12可在橢球體域中測試將來的測量)，在該校準之后生成慣性傳感器測量，將磁性傳感器測量的量級與該參考橢球體相比較以設定比較結(jié)果，以及基于該比較結(jié)果而不用慣性傳感器測量地來計算導航輸出數(shù)據(jù)。SP，在PND12基于來自3D傳感器的初始磁性傳感器測量來表征參考橢球體之后，PND12可將未來磁性傳感器測量與該參考橢球體相比較。一旦未來磁性傳感器測量落在偏離該參考橢球體超過閾值距離處，PND12就應當暫停在其導航計算中使用慣性傳感器測量。提供以上對所公開方面的描述是為了使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開。對這些方面的各種改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的，并且本文中所定義的普適原理可應用于其他方面而不會脫離本公開的精神實質(zhì)或范圍。
權(quán)利要求
1.一種車內(nèi)個人導航裝置，所述裝置包括個人導航設備(PND)，其中所述PND包括接口，其用于將所述PND可移動地耦合到搭載結(jié)構(gòu)，所述搭載結(jié)構(gòu)包括用于產(chǎn)生磁場的磁體；處理器，其用于提供導航數(shù)據(jù)；耦合到所述處理器的慣性傳感器，其中所述慣性傳感器向所述處理器生成慣性傳感器測量；以及耦合到所述處理器并且定位在所述PND中的磁性傳感器，其用于感測來自所述搭載結(jié)構(gòu)的所述磁場，其中所述磁性傳感器向所述處理器提供磁性傳感器測量。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述PND還包括耦合到所述處理器的衛(wèi)星導航系統(tǒng)(SPS)接收機。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述SPS接收機包括全球定位衛(wèi)星(GPS)接收機。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括如下的所述搭載結(jié)構(gòu)其包括用于產(chǎn)生所述磁場的所述磁體和用于連接到所述PND的互補接口。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述PND的所述接口與所述互補接口包括所述PND在其中能從所述搭載結(jié)構(gòu)拆卸的連接。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述PND的所述接口以及所述互補接口包括用于提供所述PND與所述搭載結(jié)構(gòu)之間的平移位移的連接。
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述PND的所述接口以及所述互補接口包括用于提供所述PND與所述搭載結(jié)構(gòu)之間的旋轉(zhuǎn)位移的連接。
8.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述PND的所述接口以及所述互補接口對于沿著任何主方向的重取向?qū)⒋磐◤姸茸兓拗瞥蓡握{(diào)的磁通變化。
9.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述PND的所述接口以及所述互補接口將所述磁性傳感器的靈敏性軸與所述磁體的磁矩向量之間的相對移動限制成不相交、不平行且不垂直的。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁性傳感器包括單維磁性傳感器。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁性傳感器包括三維磁性傳感器。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁性傳感器包括磁通傳感器。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁性傳感器包括霍爾效應傳感器。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述PND還包括耦合到所述磁性傳感器的控制模塊，其中所述控制模塊基于所述磁性傳感器測量的改變來觸發(fā)所述PND中的動作。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述動作包括對航位推算算法的重校準。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述動作包括使所述慣性傳感器測量在所述導航數(shù)據(jù)中的貢獻無效。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述動作包括觸發(fā)對所述慣性傳感器的重校準。
18.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述動作包括重校準參考系轉(zhuǎn)換矩陣。
19.一種用于對個人導航設備(PND)與搭載結(jié)構(gòu)之間的相對重取向作出反應的方法，所述方法包括將所述PND耦合到所述搭載結(jié)構(gòu)；接收對來自所述搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量；基于初始磁性傳感器測量來生成參考值；接收慣性傳感器測量；基于所述慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)；將所述PND相對于所述搭載結(jié)構(gòu)來重取向；接收附加磁性傳感器測量；檢測基于所述附加磁性傳感器測量的值與所述參考值之間的差；以及基于所述差來觸發(fā)所述PND中的動作。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將所述PND相對于所述搭載結(jié)構(gòu)來重取向的所述動作包括提供所述PND與所述搭載結(jié)構(gòu)之間的平移位移。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將所述PND相對于所述搭載結(jié)構(gòu)來重取向的所述動作包括提供所述PND與所述搭載結(jié)構(gòu)之間的旋轉(zhuǎn)位移。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將所述PND相對于所述搭載結(jié)構(gòu)來重取向的所述動作包括沿著任何主方向?qū)⑺鯬ND相對于所述搭載結(jié)構(gòu)來重取向并且將磁通強度變化限制成單調(diào)的磁通變化。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將所述PND耦合到所述搭載結(jié)構(gòu)的所述動作包括將所述磁性傳感器的靈敏性軸與所述磁體的磁矩向量之間的相對移動限制成不相交、不平行且不垂直的。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，接收所述附加磁性傳感器測量的所述動作包括從單維磁性傳感器接收所述附加磁性傳感器測量。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，接收所述附加磁性傳感器測量的所述動作包括從三維磁性傳感器接收所述附加磁性傳感器測量。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，檢測所述差的所述動作包括確定基于所述附加磁性傳感器測量的絕對值與所述參考值之間的差。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述動作包括對航位推算算法的重校準。
28.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述動作包括使所述慣性傳感器測量在所述導航數(shù)據(jù)中的貢獻無效。
29.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述動作包括觸發(fā)對所述慣性傳感器的重校準。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述動作包括重校準參考系轉(zhuǎn)換矩陣。
31.一種車內(nèi)個人導航裝置，所述裝置包括個人導航設備(PND)，其中所述PND包括用于將所述PND耦合到搭載結(jié)構(gòu)的裝置；用于接收對來自所述搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量的裝置；用于基于初始磁性傳感器測量來生成參考值的裝置；用于接收慣性傳感器測量的裝置；用于基于所述慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)的裝置；用于接收附加磁性傳感器測量的裝置；用于檢測基于所述附加磁性傳感器測量的值與所述參考值之間的差的裝置；以及用于基于所述差來觸發(fā)所述PND中的動作的裝置。
32.—種包括存儲于其上的用于包括個人導航設備(PND)的車內(nèi)個人導航的程序代碼的計算機可讀介質(zhì)，所述程序代碼包括用于執(zhí)行以下動作的程序代碼接收對來自搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量；基于初始磁性傳感器測量來生成參考值；接收慣性傳感器測量；基于所述慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)；將所述PND相對于所述搭載結(jié)構(gòu)來重取向；接收附加磁性傳感器測量；檢測基于所述附加磁性傳感器測量的值與所述參考值之間的差；以及基于所述差來觸發(fā)所述PND中的動作。
33.一種包括處理器和存儲器的用于車內(nèi)個人導航的個人導航設備(PND)，其中所述存儲器包括程序代碼以接收對來自搭載結(jié)構(gòu)的磁場的初始磁性傳感器測量；基于初始磁性傳感器測量來生成參考值；接收慣性傳感器測量；基于所述慣性傳感器測量來計算導航數(shù)據(jù)；將所述PND相對于所述搭載結(jié)構(gòu)來重取向；接收附加磁性傳感器測量；檢測基于所述附加磁性傳感器測量的值與所述參考值之間的差；以及基于所述差來觸發(fā)所述PND中的動作。
34.一種個人導航設備(PND)，所述設備包括三維磁性傳感器，其用于生成三維磁性傳感器測量；慣性傳感器，其用于生成慣性傳感器測量；包括參考量級的存儲器；以及處理器，其包括耦合到所述三維磁性傳感器以接收所述磁性傳感器測量的磁校準模塊，其中所述磁校準模塊包括平移矩陣以通過從所述磁性傳感器測量移除表示所述PND的即時環(huán)境的環(huán)境磁場來產(chǎn)生經(jīng)校準磁性傳感器測量；量級模塊，其耦合到所述磁校準模塊以接收所述經(jīng)校準磁性傳感器測量，所述量級模塊包括量級單元，其用于確定所述經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級；以及比較器，其用于通過將所確定的量級與所述存儲器中的所述參考量級相比較來產(chǎn)生比較結(jié)果；以及耦合到所述慣性傳感器并且耦合到所述比較結(jié)果以用于使所述慣性傳感器測量無效的導航模塊，其中所述導航模塊包括基于所述慣性傳感器測量的導航輸出數(shù)據(jù)。
35.一種個人導航設備(PND)中的方法，所述方法包括生成三維磁性傳感器測量；確定平移矩陣以將橢球體磁性傳感器測量轉(zhuǎn)換到球體經(jīng)校準磁性傳感器測量；從所述經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級確定參考值；生成慣性傳感器測量；基于所述慣性傳感器測量來計算導航輸出數(shù)據(jù)；將所述經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級與所述參考值相比較以設定比較結(jié)果；以及基于所述比較結(jié)果而不用所述慣性傳感器測量地來計算導航輸出數(shù)據(jù)。
36.一種個人導航設備(PND)中的方法，所述方法包括生成三維磁性傳感器測量；從所述經(jīng)校準磁性傳感器測量的量級確定參考橢球體；生成慣性傳感器測量；將所述磁性傳感器測量的量級與所述參考橢球體相比較以設定比較結(jié)果；以及基于所述比較結(jié)果而不用是所述慣性傳感器測量地來計算導航輸出數(shù)據(jù)。
全文摘要
用于個人導航裝置的裝置和方法，該個人導航裝置包括用于提供導航向?qū)畔⒌膫€人導航設備(PND)。該PND可包括用于感測由磁體產(chǎn)生的磁場的磁通量幅度的單維磁性檢測器。替換地，該PND可包括三維磁性檢測器和磁性校準模塊以用于確定表示該PND的即時環(huán)境的環(huán)境磁場校準值。
文檔編號B60R11/02GK103052864SQ201180037577
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者L·J·蓋林 申請人:高通股份有限公司