專利名稱：用于使用磁場(chǎng)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁場(chǎng)的使用，特別涉及用于使用磁場(chǎng)來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在，并使用該檢驗(yàn)結(jié)果的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在下文中，將參考附圖來描述校準(zhǔn)磁羅盤(下文中稱為羅盤)的傳統(tǒng)方法，該羅盤安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)器人中，以便識(shí)別運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的方位。
通常，必須校準(zhǔn)安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)器人中的羅盤，以便減小由從該運(yùn)動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)生的磁場(chǎng)所引起的運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的方位的失真。
圖1是示出在線性磁通量(magnetic flux)環(huán)境中，使用由磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的磁場(chǎng)值而在x-和y-軸上形成的圓的視圖。
例如，運(yùn)動(dòng)機(jī)器人中的羅盤包括兩個(gè)被布置為互相垂直的磁場(chǎng)傳感器(未示出)。當(dāng)隨著運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的大于360°的旋轉(zhuǎn)，在二維平面上投影出由磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的磁場(chǎng)值時(shí)，形成如圖1所示的圓。在這里，羅盤的方位角對(duì)應(yīng)于圓上的坐標(biāo)與圖1的x-或y-軸形成的角度。
圖2是示出在線性磁通量環(huán)境中，使用由磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的二進(jìn)制磁場(chǎng)值而在x-和y-軸上形成的圓的視圖。
由磁場(chǎng)傳感器然后是數(shù)字計(jì)算機(jī)檢測(cè)的磁場(chǎng)值基本上以二進(jìn)制數(shù)的形式存在。這樣，當(dāng)在二維平面上投影出所檢測(cè)的正磁場(chǎng)值時(shí)，圓心可能偏移，如圖2所示。在這里，圓心的偏移也可能由磁場(chǎng)的擾動(dòng)引起。
圖3是示出當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，使用由磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的二進(jìn)制磁場(chǎng)值而在x-和y-軸上形成的圓的視圖。
當(dāng)在二維平面上投影出在存在磁場(chǎng)擾動(dòng)的曲線磁通量中檢測(cè)的二進(jìn)制磁場(chǎng)值時(shí)，圓心具有偏移量并且該圓失真(distort)，如圖3所示。
在這里，羅盤的校準(zhǔn)意味著將如圖2或3所示的在其中心處具有偏移量或者失真的圓變換為圖1的圓的工作。出于此目的，傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法使用一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)或校準(zhǔn)參數(shù)。然而，由于運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的周圍環(huán)境隨著該運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的行進(jìn)而變化，因此不能連續(xù)地使用一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)或校準(zhǔn)參數(shù)。
圖4是二維地示出運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的示例行進(jìn)圖的視圖。在這里，虛線表示磁通量。
通常，在傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法中，假設(shè)線性磁通量主要存在于將被校準(zhǔn)的羅盤的當(dāng)前位置。例如，如圖4所示，使用傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法，在線性磁通量占優(yōu)勢(shì)的預(yù)定位置2校準(zhǔn)安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)器人4中的羅盤。接下來，羅盤沿箭頭指示的方向移動(dòng)。在這里，線性磁通量出現(xiàn)在地球的磁場(chǎng)中。然而，將使用傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)的羅盤可能位于人類居住的室內(nèi)環(huán)境中、或者位于周圍有很多種諸如鋼筋混凝土等的金屬存在的室外環(huán)境中。在此情況中，金屬或磁性物質(zhì)使磁場(chǎng)扭曲。從而不能給出傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法的上述假設(shè)。
圖5是二維地示出運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的示例行進(jìn)圖的視圖。在這里，由于室內(nèi)環(huán)境或周圍有很多種金屬存在的室外環(huán)境中磁場(chǎng)的擾動(dòng)，線性磁通量可能轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢磐俊?br> 如圖5所示，當(dāng)使用傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法在彎曲磁通量中的任意位置6處校準(zhǔn)安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)器人8中的羅盤時(shí)，該羅盤可能未被準(zhǔn)確地校準(zhǔn)。結(jié)果，校準(zhǔn)后的羅盤可能沒有準(zhǔn)確地反映運(yùn)動(dòng)機(jī)器人8的行進(jìn)方向。
美國(guó)專利第6014610號(hào)公開了一種防止用于校準(zhǔn)的羅盤數(shù)據(jù)失真的方法。在所公開的方法中，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)不確定時(shí)，羅盤暫時(shí)停止工作。接下來，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體的磁場(chǎng)特征改變時(shí)，重新校準(zhǔn)羅盤。該所公開的方法未提出對(duì)被磁擾動(dòng)影響的環(huán)境中發(fā)生的不準(zhǔn)確校準(zhǔn)的對(duì)策。
美國(guó)專利第6301794號(hào)公開了一種實(shí)時(shí)地校準(zhǔn)在具有羅盤的運(yùn)動(dòng)物體行進(jìn)時(shí)變化的磁場(chǎng)的方法。在所公開的方法中，可以將圖3的圓轉(zhuǎn)變?yōu)閳D1的圓。然而，不能校準(zhǔn)羅盤的方位。換句話說，圖3的失真的圓上的點(diǎn)可以在一一對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)上對(duì)應(yīng)圖1的圓上的點(diǎn)。然而，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)是否能形成正確的方位不確定。這樣，所公開的方法不能獲得比在線性磁通量流動(dòng)的磁場(chǎng)中進(jìn)行的校準(zhǔn)方法更準(zhǔn)確的方位。
此外，需要昂貴的磁場(chǎng)測(cè)量器來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。而且，在將昂貴的磁場(chǎng)測(cè)量器安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的情況中，該昂貴的磁場(chǎng)測(cè)量器阻礙了運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的實(shí)際使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使用磁場(chǎng)的方法，用來簡(jiǎn)單地檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果將羅盤移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，以?zhǔn)確地校準(zhǔn)該羅盤。
本發(fā)明提供一種用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備，用來簡(jiǎn)單地檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果將羅盤移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，以?zhǔn)確地校準(zhǔn)該羅盤。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種使用磁場(chǎng)的方法，包括通過在空間中旋轉(zhuǎn)傳感器，在每個(gè)時(shí)刻、在不同方向測(cè)量和存儲(chǔ)指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；并使用諸如由所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的至少一條磁場(chǎng)軌跡的幅度和偏移量的曲線擬合參數(shù)，來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備，包括磁場(chǎng)測(cè)量器，當(dāng)在空間中旋轉(zhuǎn)傳感器時(shí)，其在每個(gè)時(shí)刻測(cè)量指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)所測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；以及磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器，其使用諸如由所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的至少一條磁場(chǎng)軌跡的幅度和偏移量的曲線擬合參數(shù)，來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。


參考附圖，通過詳細(xì)描述本發(fā)明的示例實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中圖1是示出在線性磁通量環(huán)境中，使用由磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的磁場(chǎng)值而在x-和y-軸上形成的圓的視圖；圖2是示出在線性磁通量環(huán)境中，使用由磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的二進(jìn)制磁場(chǎng)值而在x-和y-軸上形成的圓的視圖；圖3是示出當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，使用由磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的二進(jìn)制磁場(chǎng)值而在x-和y-軸上形成的圓的視圖；圖4是二維地示出運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的示例行進(jìn)圖的視圖；圖5是二維地示出運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的示例行進(jìn)圖的視圖；圖6是解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用磁場(chǎng)的方法的流程圖；圖7是示出在圖6的步驟10中測(cè)量和存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的示例波形的圖；圖8是解釋圖6的步驟12的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例12A的流程圖；圖9是示出基準(zhǔn)曲線和磁場(chǎng)軌跡之間的軌跡誤差的示例圖；圖10是解釋圖6的步驟12的本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例12B的流程圖；圖11是解釋在根據(jù)本發(fā)明使用磁場(chǎng)的方法中，獲得基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量的過程的實(shí)施例的流程圖；圖12是解釋圖6的步驟12的本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施例12C的流程圖；圖13是解釋在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用磁場(chǎng)的方法中，校準(zhǔn)羅盤的過程的流程圖；圖14是示出具有羅盤位置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物體的行進(jìn)圖的視圖，該羅盤位置在存在磁場(chǎng)擾動(dòng)的彎曲磁通量的區(qū)域內(nèi)；圖15是示出當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體如圖14所示旋轉(zhuǎn)時(shí)，在步驟132中測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的磁場(chǎng)軌跡與基準(zhǔn)曲線之間的關(guān)系的圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備的方框圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例204A的圖16的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器的方框圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例204B的圖16的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器的方框圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施例204C的圖16的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器的方框圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備的方框圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于確定候選位置的方向的候選位置確定器的方框圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于確定向候選位置的移動(dòng)量的圖20的候選位置確定器的方框圖；和圖23是二維地示出運(yùn)動(dòng)物體的示例行進(jìn)圖的視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明使用磁場(chǎng)的方法。
圖6是解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用磁場(chǎng)的方法的流程圖。該方法包括測(cè)量和存儲(chǔ)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的步驟10，和檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的步驟12。
在步驟10中，利用傳感器在空間中不同方向的旋轉(zhuǎn)，在每個(gè)時(shí)間周期測(cè)量和存儲(chǔ)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。在這里，磁場(chǎng)數(shù)據(jù)表示不同方向的磁場(chǎng)的大小，并且可以通過磁場(chǎng)傳感器(下文中稱為傳感器)來檢測(cè)。傳感器面向空間中的不同方向，并且例如，與磁通門(fluxgate)傳感器相對(duì)應(yīng)。例如，可以將兩個(gè)傳感器布置為彼此垂直。
根據(jù)本發(fā)明，為了測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，上述傳感器可以旋轉(zhuǎn)大于或等于預(yù)定的角度，優(yōu)選的是360°或更多。在安裝在諸如運(yùn)動(dòng)機(jī)器人或運(yùn)動(dòng)車輛的運(yùn)動(dòng)物體(未示出)中的羅盤(未示出)包括這種傳感器的情況中，所述運(yùn)動(dòng)物體而不是傳感器旋轉(zhuǎn)。
圖7是示出在圖6的步驟10中測(cè)量和存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的示例波形的圖。在這里，橫軸表示測(cè)量磁場(chǎng)大小的每個(gè)時(shí)間周期，而縱軸表示磁場(chǎng)大小。在這里，磁場(chǎng)的大小可以是大于“0”的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并且，當(dāng)傳感器以勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，橫軸可以表示傳感器的旋轉(zhuǎn)角度。
例如，在安裝兩個(gè)傳感器以測(cè)量磁場(chǎng)大小的情況中，如圖7所示，可以在每個(gè)時(shí)間周期測(cè)量和存儲(chǔ)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx和Ry。在這里，磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx和Ry形成近似正弦的磁場(chǎng)軌跡。
在步驟10之后，在步驟12中，使用諸如由所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的至少一條磁場(chǎng)軌跡的幅度和偏移量的曲線擬合參數(shù)，來對(duì)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在進(jìn)行確定。
然而，盡管已經(jīng)用如圖7所示來表示磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx和Ry的假設(shè)示例性地描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，可以使用由磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx形成的磁場(chǎng)軌跡的幅度Ax和偏移量Ox來對(duì)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在進(jìn)行確定。近似地，幅度Ax可以確定為磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx的最大和最小值之間的差的一半，而偏移量Ox可以確定為磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx的最大和最小值的中值。另一方面，可以通過諸如卡方(chi-squared)擬合的曲線擬合方法來統(tǒng)計(jì)地確定幅度Ax。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可以使用由磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Ry形成的磁場(chǎng)軌跡的幅度Ay和偏移量Oy來對(duì)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在進(jìn)行確定。近似地，幅度Ay可以確定為磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Ry的最大和最小值之間的差的一半，而偏移量Oy可以確定為磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Ry的最大和最小值的中值。另一方面，可以通過諸如卡方擬合的曲線擬合方法來統(tǒng)計(jì)地確定幅度Ay。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，可以使用由磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx和Ry形成的磁場(chǎng)軌跡的幅度Ax和Ay以及偏移量Ox和Oy來對(duì)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在進(jìn)行確定。
下面將參考附圖來解釋圖6的步驟12的本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例。
圖8是解釋圖6的步驟12的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例12A的流程圖，包括獲得軌跡誤差的平均值和方差值的至少一個(gè)的步驟30、32和34，以及根據(jù)該平均值或方差值是否超過閾值平均或方差值來確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的步驟36、38和40。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，在步驟30中，使用在步驟10中存儲(chǔ)的至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量來計(jì)算至少一條正弦基準(zhǔn)曲線。在圖7的情況中，可以使用磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx的幅度Ax和偏移量Ox來計(jì)算正弦基準(zhǔn)曲線 如式1所示R^x=Axcosθ+Ox···(1)]]>其中，θ表示圖7的圖的縱軸上的坐標(biāo)。
也可以使用磁場(chǎng)數(shù)據(jù) 的幅度Ay和偏移量Oy來計(jì)算正弦基準(zhǔn)曲線 如式2所示R^y=Aycosθ+Oy···(2)]]>因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以使用在步驟10中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量來計(jì)算基準(zhǔn)曲線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在步驟10之前，可以通過在每個(gè)時(shí)間周期、在磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在的環(huán)境中、隨著傳感器的旋轉(zhuǎn)而變化的不同位置處測(cè)量磁場(chǎng)大小來獲得基準(zhǔn)曲線。在此情況中，進(jìn)行圖8的步驟12A而沒有步驟10。
因此，基準(zhǔn)曲線可以在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的使用磁場(chǎng)的方法之前獲得，或者可以在根據(jù)本發(fā)明的使用磁場(chǎng)的方法的步驟10中獲得。無論如何，本發(fā)明中使用的基準(zhǔn)曲線都可以被視為由在出現(xiàn)在地球磁場(chǎng)中的線性磁通量中測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的磁場(chǎng)軌跡。
例如，當(dāng)圖6的根據(jù)本發(fā)明的使用磁場(chǎng)的方法被施加到如先前所述的包括具有傳感器的羅盤的運(yùn)動(dòng)物體上時(shí)，基準(zhǔn)曲線可以由運(yùn)動(dòng)物體的制造公司預(yù)先測(cè)量并獲得，或者可以如式1或2從在使用運(yùn)動(dòng)物體的環(huán)境中測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量來獲得。
在步驟30之后，在步驟32中，獲得由在步驟10中測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的磁場(chǎng)軌跡與正弦基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差。
圖9是示出基準(zhǔn)曲線42與磁場(chǎng)軌跡44之間的軌跡誤差50、52、54、56、58和59的示例圖。在這里，橫軸表示時(shí)間，而縱軸表示磁場(chǎng)大小。
例如，當(dāng)如圖7所示來表示磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并且如式1來獲得基準(zhǔn)曲線的時(shí)候，由磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx形成的磁場(chǎng)軌跡與如式1所表示的基準(zhǔn)曲線 之間的軌跡誤差ex，50、52、54、56、58和59可以如式3進(jìn)行計(jì)算
ex=Rx-R^x=Rx-Axcosθ-Ox···(3)]]>可替換地，由磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Ry形成的磁場(chǎng)軌跡與如式2所表示的基準(zhǔn)曲線 之間的軌跡誤差ey，50、52、54、56、58和59可以如式4進(jìn)行計(jì)算ey=Ry-R^y=Ry-Aysinθ-Oy···(4)]]>在步驟32之后，在步驟34中，計(jì)算軌跡誤差的平均值和方差值的至少一個(gè)。例如，計(jì)算圖9的軌跡誤差50、52、54、56、58和59的平均值和/或方差值。
在步驟34之后，在步驟36中，確定平均值或方差值是否超過預(yù)定的閾值平均或方差值。例如，確定平均值和/或方差值是否超過閾值平均值和/或閾值方差值。
如果在步驟36中確定平均值或方差值超過了閾值平均值或閾值方差值，則在步驟38中，確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在。如果在步驟36中確定平均值和方差值未超過閾值平均值和閾值方差值，則在步驟40中，確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在。在這里，平均值或方差值分別超過了閾值平均值和/或閾值方差值的事實(shí)意味著磁場(chǎng)軌跡與基準(zhǔn)曲線非常不同。因此，將測(cè)量磁數(shù)據(jù)的位置確定為磁場(chǎng)擾動(dòng)存在的位置。
圖10是解釋圖6的步驟12的本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例12B的流程圖，包括使用幅度差和偏移量差的至少一個(gè)來確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的步驟62、64、66和68。
參考圖10，在步驟62中，計(jì)算幅度差和偏移量差的至少一個(gè)。在這里，幅度差表示步驟10中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度與基準(zhǔn)幅度之間的差。此外，偏移量差意味著步驟10中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的偏移量與基準(zhǔn)偏移量之間的差。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量分別對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)曲線上的幅度和偏移量，其中，在步驟10之前，通過在每個(gè)時(shí)間周期、在磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在的環(huán)境中的不同位置處測(cè)量磁場(chǎng)大小而獲得所述基準(zhǔn)曲線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可以如下來獲得基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量。
圖11是解釋在根據(jù)本發(fā)明的使用磁場(chǎng)的方法中，獲得基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量的過程的實(shí)施例的流程圖，包括測(cè)量和存儲(chǔ)測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的步驟78、從所存儲(chǔ)的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的步驟80、以及將具有相對(duì)小的誤差平均和誤差方差值的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量確定為基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量的步驟82和84。
參考圖11，在步驟78中，在空間中幾個(gè)位置處測(cè)量和存儲(chǔ)預(yù)定數(shù)目的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。在這里，空間是指被施加了根據(jù)本發(fā)明使用磁場(chǎng)的方法的空間。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明使用磁場(chǎng)的方法被施加到如先前所述的運(yùn)動(dòng)物體上時(shí)，在使用該運(yùn)動(dòng)物體的空間中測(cè)量和存儲(chǔ)預(yù)定數(shù)目的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
在步驟78之后，在步驟80中，在存儲(chǔ)在所有位置處的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中選擇具有相似幅度和偏移量的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。在這里，假設(shè)將測(cè)量具有相似幅度和偏移量的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的位置分類為幾個(gè)位置組，在從分類后的位置組之一選擇的位置組中獲得測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，使得所選擇的位置組具有最多的位置組的位置。這么做是因?yàn)樵诮o定的點(diǎn)處，地球的磁場(chǎng)有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磁場(chǎng)擾動(dòng)。
在步驟80之后，在步驟82中，計(jì)算每個(gè)所選擇的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差的平均值和方差值。該平均值和方差值分別被稱為誤差平均值和誤差方差值。這樣，所獲得的誤差平均值和誤差方差值的數(shù)目等于所選擇的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的數(shù)目。在這里，可以在進(jìn)行圖11的方法之前，根據(jù)在線性磁通量環(huán)境中獲得的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來形成用于進(jìn)行步驟82的基準(zhǔn)曲線。
在步驟84中，將在步驟82中獲得的具有相對(duì)小的誤差平均和誤差方差值的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量確定為基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量。例如，將具有與其它測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)相比比較小的誤差平均和誤差方差值的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量確定為基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量。
同時(shí)，在步驟62之后，在步驟64中，對(duì)幅度差或偏移量差是否超過閾值幅度值或閾值偏移量值進(jìn)行確定。如果在步驟64中確定幅度差或偏移量差分別超過了閾值幅度值或閾值偏移量值，則在步驟66中，確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在。如果在步驟64中確定幅度差和偏移量差未超過閾值幅度值和閾值偏移量值，則在步驟68中，確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在。換句話說，確定幅度差或偏移量差超過了閾值幅度值或閾值偏移量值意味著磁場(chǎng)軌跡與基準(zhǔn)曲線非常不同。在此情況中，在步驟66中，將測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的位置確定為磁場(chǎng)擾動(dòng)存在的位置。
圖12是用于解釋圖6的步驟12的本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施例12C的流程圖，包括將軌跡誤差的平均值或方差值與閾值平均值或閾值方差值相比較的步驟100、102、104和106，將幅度差或偏移量差與閾值幅度值或閾值偏移量值相比較的步驟110和112，以及確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的步驟108和114。
圖12的步驟100、102、104和106分別與圖8的步驟30、32、34和36相同。此外，圖12的步驟108、112和114分別與圖10的步驟66、64和68相同。因而，在此將不解釋步驟100、102、104、106、108、112和114。
圖10的步驟62在步驟10之后進(jìn)行，而圖12的步驟110在誤差平均和誤差方差值不超過閾值平均和方差值的時(shí)候執(zhí)行。除了這一點(diǎn)以外，圖12的步驟110與圖10的步驟62相同，因而在此將不對(duì)其進(jìn)行解釋。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，與圖12中圖示的方法不同，步驟110在步驟10之后進(jìn)行，然后，在步驟112中，對(duì)幅度差或偏移量差是否超過閾值幅度值或閾值偏移量值進(jìn)行確定。如果在步驟112中確定幅度差或偏移量差超過了閾值幅度值或閾值偏移量值，則該過程轉(zhuǎn)到步驟108。如果在步驟112中確定幅度差和偏移量差未超過閾值幅度值和閾值偏移量值，則該過程可以不繼續(xù)移動(dòng)到步驟114而是返回步驟100。在這里，在步驟100之后，可以進(jìn)行步驟102和104，然后可以進(jìn)行步驟106。如果在步驟116中確定誤差平均和誤差方差值超過了閾值平均和方差值，則該過程繼續(xù)移動(dòng)到步驟108。如果在步驟106中確定誤差平均或誤差方差值未超過閾值平均或方差值，則該過程繼續(xù)移動(dòng)到步驟14。
可以施加根據(jù)本發(fā)明及其實(shí)施例的使用磁場(chǎng)的方法來校準(zhǔn)如上所述的具有傳感器的羅盤。該羅盤可以安裝在如上所述的運(yùn)動(dòng)物體中，并在空間中旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。在這里，在羅盤未安裝在運(yùn)動(dòng)物體中的情況中，羅盤自身旋轉(zhuǎn)。當(dāng)羅盤安裝在運(yùn)動(dòng)物體中時(shí)，該運(yùn)動(dòng)物體可以旋轉(zhuǎn)。
下面將參考圖13來描述根據(jù)本發(fā)明使用磁場(chǎng)的方法的校準(zhǔn)羅盤的過程。
圖13是解釋根據(jù)本發(fā)明使用磁場(chǎng)的方法的校準(zhǔn)羅盤的過程的實(shí)施例的流程圖，包括測(cè)量和存儲(chǔ)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的步驟130和132、檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的步驟134、計(jì)算當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)羅盤將移動(dòng)到的候選位置的步驟138、140、142和144、以及校準(zhǔn)羅盤的步驟136和146。
圖13的步驟132和134分別對(duì)應(yīng)圖6的步驟10和12，因而在此將不進(jìn)行解釋。這樣，可以將步驟12的實(shí)施例應(yīng)用于步驟134。
在步驟130中，初始化循環(huán)的數(shù)目，然后該過程繼續(xù)移動(dòng)到步驟132。
如果在步驟134中確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在，則在步驟136中，使用步驟132中存儲(chǔ)的至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤。例如，將至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量確定為校準(zhǔn)參數(shù)，然后使用所確定的校準(zhǔn)參數(shù)來校準(zhǔn)羅盤。
如果在步驟134中確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在，則在步驟138中調(diào)整循環(huán)的數(shù)目。在步驟138之后，在步驟140中，對(duì)調(diào)整后的循環(huán)數(shù)目是否達(dá)到預(yù)定值進(jìn)行確定。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，在步驟130中，可以將循環(huán)數(shù)目初始化為“0”。在步驟138中，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，可以將循環(huán)數(shù)目增加“1”。在步驟140中，可以對(duì)循環(huán)數(shù)目是否達(dá)到預(yù)定數(shù)目進(jìn)行確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在步驟130中，可以將循環(huán)數(shù)目初始化為預(yù)定數(shù)目。在步驟138中，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，可以將循環(huán)數(shù)目減小“1”。在步驟140中，對(duì)循環(huán)數(shù)目是否達(dá)到預(yù)定值(即，“0”)進(jìn)行確定。
如果在步驟140中，確定調(diào)整后的循環(huán)數(shù)目未達(dá)到預(yù)定值，則在步驟142中，使用軌跡誤差的平均值、磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量、以及基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量來確定羅盤旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心軸的候選位置。在步驟142之后，在步驟144中，羅盤移動(dòng)，以便對(duì)應(yīng)于預(yù)定的候選位置，然后該過程返回步驟132。
在下文中，將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明使用磁場(chǎng)的方法確定候選位置的過程。
在步驟132中的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的測(cè)量期間，當(dāng)軌跡誤差的平均值為負(fù)時(shí)，將羅盤從該羅盤旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心軸向候選位置移動(dòng)所沿的方向確定為羅盤指示的磁北(magnetic north)的右方。當(dāng)軌跡誤差的平均值為正時(shí)，將該方向確定為磁北的左方。在這里，軌跡誤差是指從由步驟132中測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的磁場(chǎng)軌跡減去基準(zhǔn)曲線的結(jié)果。在這里，可以如式5來表示羅盤移動(dòng)所沿的方向θTθT＝θN+(-1)nEθ′...(5)其中，θN表示由羅盤指示的磁北，當(dāng)軌跡誤差的平均值為正時(shí)，將n設(shè)置為“0”，而當(dāng)軌跡誤差的平均值為負(fù)時(shí)，將n設(shè)置為“1”，而θ’表示羅盤將旋轉(zhuǎn)的角度，例如π/2。
這樣，當(dāng)n＝0時(shí)，羅盤移動(dòng)到候選位置所沿的方向θT是這樣的方向該方向?yàn)榇笥诖疟宝萅的θ’，即通過將角度θ’逆時(shí)針加到磁北θN上而獲得的方向。然而，當(dāng)n＝1時(shí)，羅盤移動(dòng)到候選位置所沿的方向θT是這樣的方向該方向?yàn)樾∮诖疟宝萅的θ’，即通過將角度θ’順時(shí)針加到磁北θN上而獲得的方向。
圖14是示出具有羅盤位置154、156、158、160、162、164、166或168的旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)物體的行進(jìn)圖的視圖，其中，上述羅盤位置是當(dāng)該運(yùn)動(dòng)物體在磁場(chǎng)擾動(dòng)存在的彎曲磁通量的區(qū)域152中以勻速圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，捕捉的羅盤位置。
圖15是示出步驟132中測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的磁場(chǎng)軌跡190與當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體如圖14所示旋轉(zhuǎn)時(shí)的基準(zhǔn)曲線192之間關(guān)系的圖。在這里，水平軸表示時(shí)間t，而垂直軸表示磁場(chǎng)大小。
參考圖14和15，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體逆時(shí)針移動(dòng)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)物體的羅盤位置154、156、158、160、162、164、166或168指示的磁北170、172、174、176、178、180、182或184與彎曲磁通量的方向一致。這樣，由羅盤指示的磁北與線性磁通量的區(qū)域150中的真實(shí)磁北186不同。當(dāng)在步驟132中，隨著運(yùn)動(dòng)物體沿如圖14所示的方向的旋轉(zhuǎn)，在每個(gè)時(shí)間周期，即從第一時(shí)刻(t＝0)到第八時(shí)刻(t＝7)測(cè)量磁場(chǎng)大小時(shí)，可以獲得由磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的磁場(chǎng)軌跡190。在這里，例如，可以從磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx或Ry獲得圖15的磁場(chǎng)軌跡190，并且，基準(zhǔn)曲線192可以是如先前所述的 或 假設(shè)磁場(chǎng)軌跡190分布得低于基準(zhǔn)曲線192，如圖15所示。換句話說，當(dāng)假定軌跡誤差的平均值小于“0”時(shí)，磁場(chǎng)擾動(dòng)的原點(diǎn)151被假設(shè)為位于羅盤指示的磁北的左方。這樣，必須移動(dòng)羅盤，以便遠(yuǎn)離磁場(chǎng)擾動(dòng)的原點(diǎn)151。出于此目的，將羅盤從中心軸向候選位置移動(dòng)所沿的方向確定為由羅盤指示的磁北的右方。
可以將幅度差和偏移量差乘以預(yù)定的權(quán)重，如下式6所示。可以將相乘的結(jié)果確定為羅盤移動(dòng)的量rT。所述幅度差是指從磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx或Ry的幅度Ax或Ay減去基準(zhǔn)幅度Aex或Aey的結(jié)果，而所述偏移量差是指從磁場(chǎng)數(shù)據(jù)Rx或Ry的偏移量Ox或Oy減去基準(zhǔn)偏移量Oex或Oey的結(jié)果。
rT＝k1·|Ax-Aex|+k2·|Ox-Oex|或rT＝k3·|Ay-Aey|+k4·|Oy-Oey|...(6)其中k1、k2、k3和k4表示預(yù)定的權(quán)重。
如果在步驟140中確定循環(huán)數(shù)目達(dá)到了預(yù)定值，則在步驟146中，使用至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤，其中，使用基準(zhǔn)幅度、基準(zhǔn)偏移量、平均值和方差值的至少一個(gè)，從存儲(chǔ)了與在其中進(jìn)行圖13的步驟132的循環(huán)的數(shù)目一樣多的次數(shù)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中選擇所述至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。循環(huán)數(shù)目達(dá)到預(yù)定值的事實(shí)意味著當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體旋轉(zhuǎn)了與對(duì)應(yīng)于該預(yù)定值的次數(shù)的數(shù)目一樣多的次數(shù)時(shí)，未發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在的位置。換句話說，在步驟146中，從重復(fù)執(zhí)行步驟132期間測(cè)量和存儲(chǔ)的多個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中，選擇在幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中具有相對(duì)小的值的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。具有最高優(yōu)先級(jí)的第一標(biāo)準(zhǔn)是幅度與基準(zhǔn)幅度之間的差，第二是偏移量與基準(zhǔn)偏移量之間的差，而第三和最后是磁場(chǎng)軌跡與基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差的平均值和方差值。然后，使用所選擇的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤。例如，可以如下式7來對(duì)每個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算值B，以便使用具有最小的值B的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤。
B＝k5×幅度之間的差+k6×偏移量之間的差+k7×軌跡誤差的平均值+k8×軌跡誤差的離散值...(7)其中，k5、k6、k7和k8表示預(yù)定的權(quán)重，k5＞k6＞k7＞k8。
圖13的使用磁場(chǎng)的方法可以不包括步驟130、138、140和146。在此情況中，在步驟136中，僅當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在時(shí)校準(zhǔn)羅盤。
因此，可以采用根據(jù)本發(fā)明的使用磁場(chǎng)的方法來校準(zhǔn)用于識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體的方位的羅盤。
在下文中，將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備的實(shí)施例的方框圖，包括磁場(chǎng)測(cè)量器200、存儲(chǔ)器202和磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204。
圖16的設(shè)備用來進(jìn)行圖6的方法。
參考圖6和16，為了進(jìn)行步驟10，該設(shè)備包括磁場(chǎng)測(cè)量器200和存儲(chǔ)器202。磁場(chǎng)測(cè)量器200在空間中的不同位置旋轉(zhuǎn)，以在每個(gè)時(shí)間周期測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。在這里，存儲(chǔ)器202存儲(chǔ)由磁場(chǎng)測(cè)量器200測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
為了執(zhí)行步驟12，磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204使用由存儲(chǔ)器202中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的至少一條磁場(chǎng)軌跡的幅度和偏移量來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在，并通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT1輸出檢驗(yàn)結(jié)果。
圖17是圖16的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例204A的方框圖，包括基準(zhǔn)曲線計(jì)算器210、誤差計(jì)算器212、平均和方差值計(jì)算器214、第一比較器216和第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器218。
圖17的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204A用來進(jìn)行圖8的步驟12A。
參考圖8和17，為了進(jìn)行步驟30，基準(zhǔn)曲線計(jì)算器210根據(jù)通過輸入節(jié)點(diǎn)IN1從存儲(chǔ)器202輸入的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量，如上述式1或2來計(jì)算基準(zhǔn)曲線，并將該基準(zhǔn)曲線輸出到誤差計(jì)算器212。
假設(shè)在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的使用磁場(chǎng)的方法之前，通過在每個(gè)時(shí)刻、在磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在的環(huán)境中的空間的不同位置處測(cè)量磁場(chǎng)大小來計(jì)算基準(zhǔn)曲線，所以，圖8的步驟12A不包括步驟30。在此情況中，圖17的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204A可以不包括基準(zhǔn)曲線計(jì)算器210，并且誤差計(jì)算器212可以通過輸入節(jié)點(diǎn)IN2接收預(yù)先計(jì)算的基準(zhǔn)曲線。
為了進(jìn)行步驟32，誤差計(jì)算器212計(jì)算至少一條磁場(chǎng)軌跡與至少一條正弦基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差，并將該軌跡誤差輸出到平均和方差值計(jì)算器214，其中所述磁場(chǎng)軌跡由通過輸入節(jié)點(diǎn)IN1從存儲(chǔ)器202輸入的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成。在這里，誤差計(jì)算器212可以從基準(zhǔn)曲線計(jì)算器210或通過輸入節(jié)點(diǎn)IN2接收基準(zhǔn)曲線，如先前所描述。
為了執(zhí)行步驟34，平均和方差值計(jì)算器214計(jì)算從誤差計(jì)算器212輸入的軌跡誤差的平均值和方差值中的至少一個(gè)，并將該平均和方差值中的至少一個(gè)輸出到第一比較器216。
為了進(jìn)行步驟36，第一比較器216將從平均和方差值計(jì)算器214輸入的平均或方差值與閾值平均或方差值相比較，并將比較結(jié)果輸出到第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器218。
為了執(zhí)行步驟38和40，第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器218響應(yīng)于第一比較器216的比較結(jié)果而確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在，并通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT2輸出確定結(jié)果。例如，當(dāng)?shù)谝淮艌?chǎng)擾動(dòng)確定器218由第一比較器216的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)平均或方差值超過了閾值平均或方差值時(shí)，第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器218確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在。否則，當(dāng)?shù)谝淮艌?chǎng)擾動(dòng)確定器218發(fā)現(xiàn)平均和方差值未超過閾值平均和方差值時(shí)，第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器218確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在。
圖18是圖16的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204的本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例204B的方框圖，包括數(shù)據(jù)減法器220、第二比較器222和第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器224。
圖18的磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器204B用來進(jìn)行圖10的步驟12B。
參考圖10和18，為了進(jìn)行步驟62，數(shù)據(jù)減法器220產(chǎn)生幅度差和偏移量差中的至少一個(gè)值，并將所產(chǎn)生的幅度差和所產(chǎn)生的偏移量差的至少一個(gè)輸出到第二比較器222。換句話說，數(shù)據(jù)減法器220從磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度減去通過輸入節(jié)點(diǎn)IN4輸入的基準(zhǔn)幅度以產(chǎn)生幅度差，其中所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器202通過輸入節(jié)點(diǎn)IN3輸入。數(shù)據(jù)減法器220還從磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的偏移量減去通過輸入節(jié)點(diǎn)IN4輸入的基準(zhǔn)偏移量以產(chǎn)生偏移量差，其中所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器202通過輸入節(jié)點(diǎn)IN3輸入。
為了執(zhí)行步驟64，第二比較器222從數(shù)據(jù)減法器220接收幅度差和偏移量差的至少一個(gè)，比較該幅度或偏移量差與閾值幅度或偏移量，并將比較結(jié)果輸出到第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器224。
為了進(jìn)行步驟66和68，第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器224響應(yīng)于第二比較器222的比較結(jié)果而確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在，并通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT3輸出確定結(jié)果。例如，當(dāng)?shù)诙艌?chǎng)擾動(dòng)確定器224由第二比較器222的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)幅度或偏移量差超過了閾值幅度或偏移量值時(shí)，第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器224確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在。當(dāng)?shù)诙艌?chǎng)擾動(dòng)確定器224由第二比較器222的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)幅度和偏移量差未超過閾值幅度和偏移量值時(shí)，第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器224確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在。
圖19是圖16的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204的本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施例204C的方框圖，包括基準(zhǔn)曲線計(jì)算器230、誤差計(jì)算器232、平均和方差值計(jì)算器234、第一比較器236、第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器238、數(shù)據(jù)減法器240、第二比較器242和第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器244。
圖19的磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204C用來進(jìn)行圖12的步驟12C。
參考圖12和19，分別執(zhí)行步驟100、102、104和106的圖19的基準(zhǔn)曲線計(jì)算器230、誤差計(jì)算器232、平均和方差值計(jì)算器234和第一比較器236對(duì)應(yīng)地執(zhí)行與基準(zhǔn)曲線計(jì)算器210、誤差計(jì)算器212、平均和方差值計(jì)算器214和第一比較器216相同的功能，因而在此將不進(jìn)行解釋。為了進(jìn)行步驟108，當(dāng)?shù)谝淮艌?chǎng)擾動(dòng)確定器238由第一比較器236的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)平均或方差值超過了閾值平均或方差值時(shí)，第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器238確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在。當(dāng)?shù)谝淮艌?chǎng)擾動(dòng)確定器238由第一比較器236的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)平均和方差值未超過閾值平均和方差值時(shí)，第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器238操縱數(shù)據(jù)減法器240以進(jìn)行步驟110，而不是確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在。這樣，除了第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器238操縱數(shù)據(jù)減法器240以外，第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器238進(jìn)行與第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器218相同的操作。
分別進(jìn)行步驟110和112的數(shù)據(jù)減法器240和第二比較器242分別進(jìn)行與圖18的數(shù)據(jù)減法器220和第二比較器222相同的功能，因而，在此將不進(jìn)行解釋。然而，與圖18的數(shù)據(jù)減法器220不同，數(shù)據(jù)減法器240在第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器238確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在時(shí)進(jìn)行步驟10。除了當(dāng)?shù)诙艌?chǎng)擾動(dòng)確定器244由第二比較器242的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)幅度和偏移量差未超過閾值幅度和偏移量時(shí)，第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器244確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在以便進(jìn)行步驟114以外，第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器244進(jìn)行與第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器224相同的操作。第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器244通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT4輸出確定結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，可以用實(shí)驗(yàn)方法計(jì)算閾值平均值、閾值方差值、閾值幅度值和閾值偏移量值。
下面將參考附圖來解釋用于使用圖16的設(shè)備來校準(zhǔn)羅盤的根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用磁場(chǎng)的設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備的方框圖。參考圖20，該設(shè)備包括磁場(chǎng)測(cè)量器300、存儲(chǔ)器302、磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304、循環(huán)數(shù)目調(diào)整器306、第三比較器308、候選位置確定器310、移動(dòng)控制器312以及第一和第二羅盤校準(zhǔn)器314和316。
圖20的設(shè)備用來進(jìn)行圖13的處理。
參考圖13和20，磁場(chǎng)測(cè)量器300、存儲(chǔ)器302和磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304分別進(jìn)行與圖16的磁場(chǎng)測(cè)量器200、存儲(chǔ)器202和磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器204相同的功能，因而在此將不進(jìn)行解釋。例如，磁場(chǎng)測(cè)量器300和存儲(chǔ)器302進(jìn)行步驟132，而磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304進(jìn)行步驟134。
循環(huán)數(shù)目調(diào)整器306進(jìn)行步驟130和138。換句話說，為了進(jìn)行步驟130，循環(huán)數(shù)目調(diào)整器306在起始階段初始化循環(huán)的數(shù)目。為了執(zhí)行步驟138，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，循環(huán)數(shù)目調(diào)整器306調(diào)整循環(huán)的數(shù)目，并將調(diào)整后的循環(huán)數(shù)目輸出到第三比較器308。
為了實(shí)行步驟140，第三比較器308比較從循環(huán)數(shù)目調(diào)整器306輸入的循環(huán)數(shù)目與預(yù)定值，并將比較結(jié)果輸出到候選位置確定器310。
為了進(jìn)行步驟142，響應(yīng)于第三比較器308的比較結(jié)果，候選位置確定器310使用從存儲(chǔ)器302輸入的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量、從磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304輸入的平均值、和從輸入節(jié)點(diǎn)IN8輸入的基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量來確定羅盤旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心軸的候選位置，并將確定結(jié)果輸出到移動(dòng)控制器312。
為了實(shí)行步驟144，移動(dòng)控制器312通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT5輸出用于移動(dòng)羅盤的控制信號(hào)，以便對(duì)應(yīng)于從候選位置確定器310輸入的候選位置。因此，羅盤或者具有羅盤的運(yùn)動(dòng)物體響應(yīng)于通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT5輸出的控制信號(hào)，沿某個(gè)方向移動(dòng)某個(gè)移動(dòng)距離，其中所述方向和移動(dòng)距離包括在候選位置信息中。
為了執(zhí)行步驟136，當(dāng)?shù)谝涣_盤314由磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304的檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在時(shí)，第一羅盤校準(zhǔn)器314使用在存儲(chǔ)器302中存儲(chǔ)的至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤，并通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT6輸出校準(zhǔn)結(jié)果。
為了進(jìn)行步驟146，當(dāng)?shù)诙_盤校準(zhǔn)器316由第三比較器308的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)循環(huán)數(shù)目達(dá)到了預(yù)定值時(shí)，第二羅盤校準(zhǔn)器316如上所述在存儲(chǔ)器302中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中選擇適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)數(shù)據(jù)，使用所選擇的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤，并通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT7輸出校準(zhǔn)結(jié)果。例如，可以使用上述式7來選擇適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)數(shù)據(jù)。這樣，第二羅盤校準(zhǔn)器316可以使用通過輸入節(jié)點(diǎn)IN8輸入的基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量以及從磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304輸入的平均和方差值的至少一個(gè)來選擇磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
在圖13的過程不包括步驟130、138、140和146的情況中，20的設(shè)備不包括循環(huán)數(shù)目調(diào)整器306、第三比較器308和第二羅盤校準(zhǔn)器316。在此情況中，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，候選位置確定器310確定羅盤移動(dòng)所圍繞的中心軸的候選位置。
圖21是用于確定候選位置的方向的圖20的候選位置確定器310的本發(fā)明的實(shí)施例的方框圖，包括符號(hào)檢驗(yàn)器330和方向信息確定器332。
參考圖21，符號(hào)檢驗(yàn)器330檢驗(yàn)從磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304通過輸入節(jié)點(diǎn)IN9輸入的平均值的符號(hào)，并將檢驗(yàn)結(jié)果輸出到方向信息確定器332。當(dāng)利用磁場(chǎng)測(cè)量器測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)、羅盤從該羅盤旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心軸向候選位置行進(jìn)的時(shí)候，方向信息確定器332響應(yīng)于符號(hào)檢驗(yàn)器330的檢驗(yàn)結(jié)果，確定關(guān)于該羅盤移動(dòng)所沿的方向的方向信息，并通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT8將包括所確定的方向信息的候選位置信息輸出到移動(dòng)控制器312。如上所述，所述平均值對(duì)應(yīng)于軌跡誤差的平均，該軌跡誤差通過從磁場(chǎng)軌跡減去基準(zhǔn)曲線而獲得。
圖22是用于確定候選位置的移動(dòng)量的圖20的候選位置確定器310的本發(fā)明的另一實(shí)施例的方框圖，包括乘法器350。
圖22的乘法器350將從磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器304輸入的幅度差和偏移量差乘以預(yù)定的權(quán)重，如上述式6所示，并通過輸出節(jié)點(diǎn)OUT9將包括該相乘結(jié)果的候選位置信息輸出到移動(dòng)控制器312，其中該相乘結(jié)果說明羅盤將移動(dòng)的移動(dòng)距離。
圖23是二維地示出運(yùn)動(dòng)物體的示例行進(jìn)圖的視圖。在這里，虛線表示磁通量。
當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的用于使用磁場(chǎng)的方法和設(shè)備來校準(zhǔn)羅盤時(shí)，所認(rèn)識(shí)到的是，運(yùn)動(dòng)物體400最初位于彎曲磁通量區(qū)域。運(yùn)動(dòng)物體400移動(dòng)到線性磁通量存在的位置404。在位置404，通過任意的線性磁通量來校準(zhǔn)已經(jīng)向線性磁通量區(qū)域移動(dòng)的、安裝在運(yùn)動(dòng)物體402上的羅盤。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的用于使用磁場(chǎng)的方法和設(shè)備中，在沒有昂貴的磁場(chǎng)測(cè)量器的情況下，可以相對(duì)容易地確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。這樣，即使在沒有預(yù)先提供關(guān)于具有羅盤的運(yùn)動(dòng)物體的周圍環(huán)境的磁場(chǎng)信息時(shí)，也可以識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體位于存在磁場(chǎng)擾動(dòng)的環(huán)境中。因此，運(yùn)動(dòng)物體可以自行移動(dòng)到磁場(chǎng)擾動(dòng)相對(duì)較少地存在或者不存在的位置，以便更精確地校準(zhǔn)安裝在該運(yùn)動(dòng)物體中的羅盤。此外，在不需要實(shí)時(shí)地重復(fù)校準(zhǔn)羅盤的情況下，可以通過只校準(zhǔn)羅盤一次來保證羅盤的精度。而且，即使在磁場(chǎng)擾動(dòng)存在的環(huán)境中，即在存在磁性物質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境或室外環(huán)境中，也可以使用該運(yùn)動(dòng)物體，其中在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)物體自己的功能之前必須必要地校準(zhǔn)羅盤。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示例實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解的是，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種使用磁場(chǎng)的方法，包括通過在空間中旋轉(zhuǎn)傳感器而在每個(gè)時(shí)刻在不同方向測(cè)量和存儲(chǔ)指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；以及使用諸如由所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的至少一條磁場(chǎng)軌跡的幅度和偏移量的曲線擬合參數(shù)，來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中關(guān)于磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的檢驗(yàn)包括獲得至少一條磁場(chǎng)軌跡與至少一條正弦基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差；獲得軌跡誤差的平均和方差值中的至少一個(gè)；確定平均或方差值是否超過閾值平均或方差值；以及當(dāng)確定平均或方差值超過了閾值平均或方差值的時(shí)候，確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在每個(gè)時(shí)刻在不同方向測(cè)量和存儲(chǔ)指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)之前，通過在磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在的環(huán)境中旋轉(zhuǎn)傳感器、在每個(gè)時(shí)刻在不同方向測(cè)量磁場(chǎng)大小，來獲得所述至少一條正弦基準(zhǔn)曲線。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中關(guān)于磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的檢驗(yàn)還包括使用所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量來計(jì)算所述至少一條正弦基準(zhǔn)曲線，并返回到獲得所述至少一條磁場(chǎng)軌跡與至少一條正弦基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中關(guān)于磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在的檢驗(yàn)還包括計(jì)算所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度與基準(zhǔn)幅度之間的差以及所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的偏移量與基準(zhǔn)偏移量之間的差的至少一個(gè)；確定幅度與基準(zhǔn)幅度之間的差或者偏移量與基準(zhǔn)偏移量之間的差是否超過閾值幅度值或閾值偏移量值；以及當(dāng)確定幅度與基準(zhǔn)幅度之間的差或偏移量與基準(zhǔn)偏移量之間的差超過了閾值幅度值或閾值偏移量值的時(shí)候，確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在每個(gè)時(shí)刻在不同方向測(cè)量和存儲(chǔ)指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)之前，基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)曲線上的幅度和偏移量，其中通過在磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在的環(huán)境中旋轉(zhuǎn)傳感器、在每個(gè)時(shí)刻在不同方向測(cè)量磁場(chǎng)大小，來獲得所述基準(zhǔn)曲線。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括在空間中測(cè)量和存儲(chǔ)預(yù)定數(shù)目的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；從所存儲(chǔ)的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)選擇具有相似幅度和偏移量的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；分別計(jì)算所選擇的每個(gè)測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差的平均和方差值，作為誤差平均和誤差方差值；以及將具有相對(duì)小的誤差平均和誤差方差值的測(cè)試磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量確定為基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在時(shí)，使用至少一個(gè)所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤，其中在該羅盤上安裝了在不同方向檢測(cè)磁場(chǎng)大小的傳感器，并且該羅盤可以在空間中旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括當(dāng)確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在時(shí)，使用至少一個(gè)所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤，其中在該羅盤上安裝了在不同方向檢測(cè)磁場(chǎng)大小的傳感器，并且該羅盤可以在空間中旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括當(dāng)確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，使用磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量、平均值、基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量來確定羅盤旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心軸的候選位置；以及移動(dòng)羅盤以便對(duì)應(yīng)于候選位置，并返回到在每個(gè)時(shí)刻在不同方向測(cè)量和存儲(chǔ)指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，包括初始化循環(huán)的數(shù)目，并返回到在每個(gè)時(shí)間間隔在不同方向測(cè)量和存儲(chǔ)指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；當(dāng)確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，調(diào)整循環(huán)的數(shù)目；確定循環(huán)數(shù)目是否達(dá)到預(yù)定值，并且當(dāng)確定循環(huán)數(shù)目未達(dá)到預(yù)定值時(shí)，返回到使用磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量、平均值、基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量來確定羅盤旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心軸的候選位置；以及當(dāng)確定循環(huán)數(shù)目達(dá)到了預(yù)定值時(shí)，使用至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤，其中使用基準(zhǔn)幅度、基準(zhǔn)偏移量、平均值和方差值中的至少一個(gè)從所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中選擇所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)期間，當(dāng)平均值為負(fù)時(shí)，羅盤將從中心軸移動(dòng)到候選位置所沿的方向被確定為由羅盤指示的磁北的右方，而當(dāng)平均值為正時(shí)，該方向被確定為磁北的左方，其中所述平均值對(duì)應(yīng)于軌跡誤差的平均，該軌跡誤差是從磁場(chǎng)軌跡減去基準(zhǔn)曲線的結(jié)果。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，將幅度與基準(zhǔn)幅度之間的差以及偏移量與基準(zhǔn)偏移量之間的差乘以預(yù)定的權(quán)重，將相乘的結(jié)果確定為羅盤將移動(dòng)的距離，并且該距離包括在候選位置信息中。
14.一種用于使用磁場(chǎng)的設(shè)備，包括磁場(chǎng)測(cè)量器，當(dāng)在空間中旋轉(zhuǎn)傳感器時(shí)，其在每個(gè)時(shí)刻測(cè)量指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)所測(cè)量的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；以及磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器，其使用諸如由所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的至少一條磁場(chǎng)軌跡的幅度和偏移量的曲線擬合參數(shù)，來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器包括誤差計(jì)算器，其計(jì)算所述至少一條磁場(chǎng)軌跡和至少一條正弦基準(zhǔn)曲線之間的軌跡誤差；平均和方差值計(jì)算器，其計(jì)算軌跡誤差的平均和方差值中的至少一個(gè)；第一比較器，其將所述平均和方差值中的至少一個(gè)與閾值平均或方差值相比較；以及第一磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器，其響應(yīng)于第一比較器的比較結(jié)果而確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，通過在磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在的環(huán)境中、在每個(gè)時(shí)刻在不同位置處測(cè)量磁場(chǎng)的大小，來預(yù)先計(jì)算所述至少一條正弦基準(zhǔn)曲線。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器還包括基準(zhǔn)曲線計(jì)算器，其根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量來計(jì)算所述至少一條正弦基準(zhǔn)曲線。
18.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器還包括數(shù)據(jù)減法器，其產(chǎn)生幅度差和偏移量差的至少一個(gè)，其中所述幅度差和偏移量差通過分別從存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的幅度和偏移量中減去基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量而獲得；第二比較器，其將所述幅度差和偏移量差的至少一個(gè)與閾值幅度或偏移量值相比較；以及第二磁場(chǎng)擾動(dòng)確定器，其響應(yīng)于第二比較器的比較結(jié)果而確定磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，該設(shè)備校準(zhǔn)安裝了在不同方向檢測(cè)磁場(chǎng)大小的傳感器、并且可以在空間中旋轉(zhuǎn)，該設(shè)備還包括第一羅盤校準(zhǔn)器，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器確定磁場(chǎng)擾動(dòng)不存在時(shí)，其使用存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的至少一個(gè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，還包括候選位置確定器，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，其使用從存儲(chǔ)器輸入的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)、平均值、基準(zhǔn)幅度和基準(zhǔn)偏移量來確定羅盤旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心軸的候選位置；以及移動(dòng)控制器，其產(chǎn)生用于移動(dòng)羅盤、以便對(duì)應(yīng)于候選位置的控制信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，還包括循環(huán)數(shù)目調(diào)整器，當(dāng)磁場(chǎng)擾動(dòng)檢驗(yàn)器確定磁場(chǎng)擾動(dòng)存在時(shí)，其調(diào)整循環(huán)的數(shù)目；第三比較器，其將循環(huán)的數(shù)目與預(yù)定值相比較；以及第二羅盤校準(zhǔn)器，其響應(yīng)于第三比較器的比較結(jié)果，使用基準(zhǔn)幅度、基準(zhǔn)偏移量、平均值和方差值中的至少一個(gè)來從存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中選擇磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并使用所選擇的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)羅盤，其中候選位置確定器響應(yīng)于第三比較器的比較結(jié)果而存在。
22.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中候選位置確定器包括符號(hào)檢驗(yàn)器，其檢驗(yàn)平均值的符號(hào)；以及方向信息確定器，在測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)期間，其響應(yīng)于符號(hào)檢驗(yàn)器的檢驗(yàn)結(jié)果而確定關(guān)于羅盤從中心軸移動(dòng)到候選位置所沿的方向的方向信息，并輸出包括該方向信息的候選位置信息，其中，所述平均值對(duì)應(yīng)于軌跡誤差的平均，該軌跡誤差通過從磁場(chǎng)軌跡減去基準(zhǔn)曲線而獲得。
23.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中候選位置確定器還包括乘法器，其將幅度差和偏移量差乘以預(yù)定的權(quán)重，并將包括該相乘結(jié)果的候選位置信息作為羅盤移動(dòng)的距離而輸出。
全文摘要
提供了一種用于使用磁場(chǎng)的方法和設(shè)備。該方法包括通過在空間中旋轉(zhuǎn)傳感器而在每個(gè)時(shí)刻在不同方向測(cè)量和存儲(chǔ)指示磁場(chǎng)大小的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；以及，使用諸如由所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)形成的至少一條磁場(chǎng)軌跡的幅度和偏移量的曲線擬合參數(shù)，來檢驗(yàn)磁場(chǎng)擾動(dòng)是否存在。
文檔編號(hào)G01C17/38GK1627041SQ200410092629
公開日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月13日
發(fā)明者權(quán)雄, 盧慶植, 韓宇燮, 沈營(yíng)輔 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社