專利名稱：用于自動(dòng)定向識(shí)別的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求8前序部分的裝置。
背景技術(shù)：
具有加速度傳感器的便攜式數(shù)字裝置是普遍公知的。例如移動(dòng)電話、便攜式視頻裝置及照相機(jī)被裝備有加速度傳感器。這些加速度傳感器檢測(cè)移動(dòng)電話或類似的便攜式裝置相對(duì)地球引力場(chǎng)的定向。在檢測(cè)之后例如將在裝置屏幕上的圖像的顯示模式從肖像模式改變?yōu)轱L(fēng)景模式。帶定向檢測(cè)的裝置例如由文獻(xiàn)US 2006/0204232 Al和US 7138979公開(kāi)。公知的方法具有缺點(diǎn)，S卩，裝置的翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致可測(cè)量的加速度分量被減小以及對(duì)此不可能再無(wú)錯(cuò)誤地決定圖像應(yīng)在肖像模式中還是風(fēng)景模式中顯示。在具有一個(gè)主延伸平面和兩個(gè)主延伸方向或兩個(gè)彼此垂直放置的主延伸軸線的裝置中，翻轉(zhuǎn)指的是裝置繞這樣的主延伸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)(翻轉(zhuǎn))，該主延伸軸線平行于地表或垂直于引力矢量地延伸。所述問(wèn)題的解決方案在于，如果傾翻角超過(guò)一個(gè)預(yù)定極限值，則閉鎖自動(dòng)的圖像顯示。該極限值例如可通過(guò)以下方法確定，但是該方法與比較高的時(shí)間消耗相聯(lián)系。第一步驟包括求得加速度傳感器的測(cè)量精度或測(cè)量誤差分布。為此必需檢測(cè)足夠多數(shù)量的加速度傳感器。這些檢測(cè)是比較消耗時(shí)間的。第二步驟包括計(jì)算這樣的傾翻角，加速度傳感器的測(cè)量誤差從該傾翻角開(kāi)始是如此大的，使得不可能再無(wú)錯(cuò)誤地區(qū)分應(yīng)當(dāng)使用肖像模式還是風(fēng)景模式。第三步驟包括計(jì)算加速度傳感器的測(cè)量誤差用于計(jì)算傾翻角本身。根據(jù)在制造加速度傳感器時(shí)產(chǎn)生的測(cè)量精度的分布，傾翻角的極限值必須預(yù)先確定得比較小，由此可保證對(duì)于大部分裝置而言在沒(méi)有選錯(cuò)顯示模式的情況下無(wú)錯(cuò)誤地運(yùn)行。但是這會(huì)造成后果，使得一個(gè)小的傾翻角就已經(jīng)會(huì)導(dǎo)致，該裝置不再能進(jìn)行顯示模式的變換。該問(wèn)題可通過(guò)以下方式解決，即，加速度傳感器的偏差在其制造之后被測(cè)量并補(bǔ)償， 使得傾翻角的極限值可被預(yù)定為一個(gè)比較大的值。但是，這種測(cè)量和補(bǔ)償方法是與高成本相關(guān)聯(lián)的，使得具有這類加速度傳感器的裝置的制造商不能有經(jīng)濟(jì)意義地執(zhí)行這種測(cè)量及補(bǔ)償方法。附加地，當(dāng)加速度傳感器被安裝到移動(dòng)裝置中時(shí)，該加速度傳感器的偏差可能變化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)并列權(quán)利要求的按本發(fā)明的方法和按本發(fā)明的裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下述優(yōu)點(diǎn)。在由最終用戶使用該裝置時(shí)，在加速度傳感器被安裝到該裝置中之后才對(duì)加速度傳感器的由制造及安裝造成的測(cè)量精度(偏差)進(jìn)行補(bǔ)償。由此可優(yōu)化地確定偏差，使得可用這種優(yōu)化的偏差來(lái)校正被測(cè)量的加速度值并且可達(dá)到被校正的加速度值的優(yōu)化精度。 長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，裝置的效率可通過(guò)優(yōu)化地求得的偏差被顯著提高。此外，省去了在安裝到裝置中之前費(fèi)事地求得偏差時(shí)出現(xiàn)的成本。另外，如果省略了在安裝到裝置中之前的費(fèi)事的系列測(cè)試，則這意味著明顯的時(shí)間節(jié)省。此外，在安裝到裝置中之后對(duì)偏差的確定由于安裝造成的測(cè)量精度而大大精確于在安裝之前對(duì)偏差的確定。另外，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明方法可使用一些加速度傳感器，這些加速度傳感器由于高的測(cè)量精度而成本比較有利，因?yàn)檫@些測(cè)量精度也可通過(guò)本發(fā)明的方法來(lái)補(bǔ)償。本發(fā)明有利的構(gòu)型和進(jìn)一步構(gòu)造可由從屬權(quán)利要求、以及參照附圖的說(shuō)明書得
出ο根據(jù)優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)造規(guī)定了，計(jì)算一個(gè)在垂直于地球引力場(chǎng)的力方向的第一平面與裝置的屏幕平面之間的角度。此外優(yōu)選地，將該角度與一個(gè)閾值比較，如果該角度未超過(guò)該閾值則產(chǎn)生一個(gè)閉鎖信號(hào)。此外優(yōu)選地，如果該閉鎖信號(hào)被產(chǎn)生，則閉鎖自動(dòng)的圖像定向。自動(dòng)圖像定向的閉鎖具有優(yōu)點(diǎn)，即阻止了例如由肖像模式到風(fēng)景模式的不恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。根據(jù)另一種優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)造規(guī)定了，該閾值在求得偏差之后被減小。通過(guò)該減小有利地實(shí)現(xiàn)了，閾值首先被比較高地估計(jì)及在求得偏差之后被優(yōu)化。如果閾值在求得偏差之后被減小，則在比較大的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)也還可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的自動(dòng)圖像定向。根據(jù)另一種優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)造規(guī)定了，為了測(cè)量加速度值使用一個(gè)三軸加速度傳感器。通過(guò)使用三軸加速度傳感器使得可借助公知的傳感器裝置來(lái)使用根據(jù)本發(fā)明的方法。本發(fā)明的另一個(gè)主題是一個(gè)帶有自動(dòng)圖像定向的裝置。根據(jù)本發(fā)明的裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有優(yōu)點(diǎn)，即借助該裝置可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法。在由最終用戶使用該裝置時(shí)， 在加速度傳感器被安裝到裝置中之后才對(duì)加速度傳感器的由制造和安裝造成的偏差進(jìn)行補(bǔ)償。由此，可實(shí)現(xiàn)對(duì)偏差的優(yōu)化確定，使得可用這種優(yōu)化的偏差校正被測(cè)量的加速度值， 并且可達(dá)到被校正的加速度值的優(yōu)化精度。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，裝置的效率通過(guò)該優(yōu)化地求得的偏差可被顯著地提高。根據(jù)一種優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)造規(guī)定了，該三軸加速度傳感器和計(jì)算及存儲(chǔ)單元可制造為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。通過(guò)作為MEMS的制造可有利地達(dá)到，能以最小可能的空間實(shí)現(xiàn)三軸加速度傳感器和計(jì)算及存儲(chǔ)器單元。此外優(yōu)選地，該三軸加速度傳感器和該計(jì)算及存儲(chǔ)器單元可被制造在一個(gè)唯一的襯底上。由此以有利的方式實(shí)現(xiàn)，減少了該三軸加速度傳感器和計(jì)算及存儲(chǔ)器單元所需要的空間。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中被示出并且在下述說(shuō)明中被詳細(xì)說(shuō)明。示出了圖1具有在肖像模式中的圖像的根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖，圖2具有在風(fēng)景模式中的圖像的根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二示意圖，圖3根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三示意圖，圖4根據(jù)本發(fā)明的裝置的第四示意圖，圖5根據(jù)本發(fā)明的方法的方框圖，圖6用于確定偏差的算法的示例的方框圖，圖7 —個(gè)記錄有測(cè)得的加速度值的坐標(biāo)系及圖8 —個(gè)記錄有被校正的加速度值的坐標(biāo)系。
具體實(shí)施例方式在不同的圖中，相同部件始終設(shè)有相同的參考標(biāo)號(hào)并且由此通常分別僅被命名或提及一次。在圖1中示出了具有一個(gè)在肖像模式中的圖像101的根據(jù)本發(fā)明的裝置100。該裝置100相對(duì)地球引力場(chǎng)的定向決定了圖像101是以肖像模式還是以風(fēng)景模式被顯示在裝置100的屏幕102上。矩形的屏幕102在一個(gè)屏幕平面300中延伸并且具有兩個(gè)長(zhǎng)棱邊 103和兩個(gè)短棱邊104。這些短棱邊104平行于一個(gè)第一靈敏軸X地延伸及這些長(zhǎng)棱邊103 平行于一個(gè)垂直于第一靈敏軸X的第二靈敏軸Y地延伸。一個(gè)第三靈敏軸Z垂直于第一靈敏軸X且垂直于第二靈敏軸Y地延伸。這些靈敏軸X，Y和Z相應(yīng)于一個(gè)3軸加速度傳感器的靈敏軸。第一靈敏軸X和第二靈敏軸Y在屏幕平面300中延伸。第三靈敏軸Z垂直于屏幕平面300地延伸。在裝置100的下部區(qū)域中示出一個(gè)鍵盤105。圖像101在這種情況下以肖像模式示出，因?yàn)榧铀俣葌鞲衅鞯牡谝混`敏軸X平行于地球引力場(chǎng)的力方向106延伸。加速度傳感器平行于第一靈敏軸X測(cè)量到一個(gè)不等于零的加速度值并且不僅平行于第二靈敏軸Y而且平行于第三靈敏軸Z測(cè)量到一個(gè)為零的加速度值。在圖2中示出了具有在風(fēng)景模式中的圖像101的根據(jù)本發(fā)明的裝置100。圖像101 在該情況下以風(fēng)景模式示出，因?yàn)榧铀俣葌鞲衅鞯牡诙`敏軸Y平行于地球引力場(chǎng)的力方向106地延伸。加速度傳感器平行于第二靈敏軸Y測(cè)量到一個(gè)不等于零的加速度值并且不僅平行于第一而且平行于第三靈敏軸X，Z測(cè)量到一個(gè)等于零的加速度值。在圖3中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置100。該圖示出了在肖像模式與風(fēng)景模式之間的顯示模式的轉(zhuǎn)換。對(duì)于肖像模式與風(fēng)景模式之間的轉(zhuǎn)換起決定性作用的是在地球引力場(chǎng)的力方向106與加速度傳感器的第一軸X之間的定向角。如果在地球引力場(chǎng)的力方向106與加速度傳感器的第一軸X之間的定向角具有一個(gè)在45°與90°之間的值，則選擇肖像模式作為顯示模式。另一方面，如果在地球引力場(chǎng)的力方向106與加速度傳感器的第一軸X之間的定向角具有一個(gè)在0°與45°之間的值，則選擇風(fēng)景模式作為顯示模式。在圖4中，在側(cè)視圖中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置100。在屏幕平面300與一個(gè)垂直于地球引力場(chǎng)的力方向106的第一平面302之間設(shè)有一個(gè)角度301。如果該角度 301小于90°，則會(huì)造成用于測(cè)量平行于第一及第二靈敏軸X，Y的重力加速度的可測(cè)信號(hào)被減小。這些可測(cè)信號(hào)以sin(角度301)減小。如果角度301足夠小，則對(duì)此不再可能無(wú)錯(cuò)誤地決定圖像應(yīng)以肖像模式還是以風(fēng)景模式示出，因?yàn)闆](méi)有用于測(cè)量平行于第一及第二靈敏軸X，Y的重力加速度的可測(cè)信號(hào)可供使用。因此，如果角度301未超過(guò)一個(gè)預(yù)定義的閾值，也就是當(dāng)裝置100被很強(qiáng)烈地翻轉(zhuǎn)時(shí)，則自動(dòng)的圖像定向被閉鎖。當(dāng)自動(dòng)的圖像定向被閉鎖時(shí)，只要該角度小于閾值，就不再能從肖像模式轉(zhuǎn)換到風(fēng)景模式或從風(fēng)景模式轉(zhuǎn)換到肖像模式。只有當(dāng)該角度大于閾值時(shí)才解鎖自動(dòng)的圖像定向。在圖5中描繪了根據(jù)本發(fā)明方法的方框圖。在方框500中在空間中的多個(gè)點(diǎn)上測(cè)量多個(gè)加速度值。這些測(cè)量被這樣長(zhǎng)地進(jìn)行，直到可計(jì)算偏差為止。在方框501中根據(jù)這些被測(cè)量的加速度值進(jìn)行偏差的計(jì)算。在方框502中，這些被測(cè)量的加速度值被用計(jì)算出的偏差校正，使得這些被校正的加速度值可被用于進(jìn)一步的計(jì)算。在方框503中使用這些被校正的加速度值來(lái)確定在垂直于地球引力場(chǎng)的力方向106的第一平面302與裝置100的屏幕平面300之間的角度301。在方框504中比較角度301與閾值并且確定，該角度301是否未超過(guò)閾值。如果角度301未超過(guò)閾值，則在方框505中閉鎖自動(dòng)的圖像定向。如果不是這樣的情況，也就是說(shuō)如果角度301沒(méi)有未超過(guò)閾值，則自動(dòng)的圖像定向不被閉鎖并且在方框506中進(jìn)行自動(dòng)的圖像定向。在圖6中作為方框圖示出了一個(gè)用于確定被測(cè)量的加速度值的偏差的算法的示例。在第一次起動(dòng)時(shí)由最終用戶進(jìn)行這些測(cè)量。最終用戶與可移動(dòng)的裝置100—起運(yùn)動(dòng)， 并且這能夠通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)可在多個(gè)空間點(diǎn)上通過(guò)加速度傳感器進(jìn)行重力加速度的測(cè)量。每次當(dāng)裝置100處于靜止中時(shí)，則進(jìn)行對(duì)加速度分量的測(cè)量。在方框600中確定該裝置100是否處于靜止中或者它是否在移動(dòng)。如果該裝置100在靜止中，則測(cè)量加速度值。此后，該裝置100被最終用戶運(yùn)動(dòng)。在方框601中確定該裝置100是否處于靜止中或它是否在移動(dòng)。如果該裝置100在靜止中，則測(cè)量另外的加速度值。這些測(cè)量被這樣多次進(jìn)行，直到在多個(gè)不同的空間點(diǎn)上存在足夠的加速度值，使得可實(shí)現(xiàn)偏差的求得。為了求得偏差，在方框602中將被測(cè)量的加速度值設(shè)置在一個(gè)坐標(biāo)系604中。最終，在方框603中計(jì)算出偏差。在圖7中示意性地說(shuō)明了偏差的求得。在一個(gè)坐標(biāo)系中記錄了在X方向，Y方向及 Z方向上被測(cè)量到的加速度值?？傻贸鲞@些記錄的測(cè)量點(diǎn)的一個(gè)中心的、基本上球形的布置。該球形布置的中心點(diǎn)偏離坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該偏離表示應(yīng)求得的偏差。如果借助偏差校正每個(gè)被測(cè)量到的加速度值，則該球形布置移動(dòng)到坐標(biāo)系的原點(diǎn)上，并且得到了描繪在圖8 中的、在相同坐標(biāo)系中的被校正的加速度值。中心點(diǎn)正好位于該坐標(biāo)系的原點(diǎn)上。由此完成了偏差的求得。
權(quán)利要求
1.用于校準(zhǔn)帶有自動(dòng)定向識(shí)別的裝置的方法，其中，根據(jù)該裝置相對(duì)地球引力場(chǎng)的位置選擇該定向識(shí)別，其中借助于一個(gè)具有至少兩個(gè)靈敏軸的傳感器裝置求得該裝置相對(duì)地球引力場(chǎng)的位置，其特征在于，在第一步驟中測(cè)量加速度值，在第二步驟中借助這些加速度值求得一個(gè)偏差并且在第三步驟中根據(jù)該偏差實(shí)現(xiàn)對(duì)該定向識(shí)別的優(yōu)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，計(jì)算在一個(gè)垂直于地球引力場(chǎng)的力方向(106) 的第一平面(302)與該裝置(100)的屏幕平面(300)之間的角度(301)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，將該角度(301)與一個(gè)閾值比較。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，如果該角度(301)未超過(guò)該閾值， 則產(chǎn)生一個(gè)閉鎖信號(hào)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，如果產(chǎn)生了該閉鎖信號(hào)，則自動(dòng)的圖像定向被閉鎖。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在求得該偏差之后求得一個(gè)另外的閾值，其中所述另外的閾值小于所述閾值。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了測(cè)量加速度值使用一個(gè)三軸加速度傳感器。
8.帶有自動(dòng)圖像定向的裝置，尤其是用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，該裝置具有一個(gè)三軸加速度傳感器和一個(gè)計(jì)算及存儲(chǔ)單元，其特征在于，可在多個(gè)點(diǎn)上測(cè)量多個(gè)被測(cè)量的加速度值，可借助多個(gè)被測(cè)量的加速度值求得一個(gè)偏差，可借助該偏差校正至少一個(gè)另外的被測(cè)量的加速度值并且可通過(guò)所述校正來(lái)求得一個(gè)被校正的加速度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，該三軸加速度傳感器和該計(jì)算及存儲(chǔ)單元可被制造為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，該三軸加速度傳感器和該計(jì)算及存儲(chǔ)單元可被制造在一個(gè)唯一的襯底上。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于校準(zhǔn)帶有自動(dòng)定向識(shí)別的裝置的方法，其中，根據(jù)該裝置相對(duì)地球引力場(chǎng)的位置選擇該定向識(shí)別，其中借助于一個(gè)具有至少兩個(gè)靈敏軸的傳感器裝置求得該裝置相對(duì)地球引力場(chǎng)的位置，其中，在第一步驟中測(cè)量加速度值，在第二步驟中借助這些加速度值求得一個(gè)偏差并且在第三步驟中根據(jù)該偏差實(shí)現(xiàn)對(duì)該定向識(shí)別的優(yōu)化。
文檔編號(hào)G01P21/00GK102183233SQ201110030138
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者D·席費(fèi)德克爾, J·巴托洛麥奇克 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司