背景技術(shù):
磁傳感器可用于基于由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)確定與磁體連接的可移動(dòng)物體的位置。例如,磁傳感器可用于確定可移動(dòng)物體的線性位置、可移動(dòng)物體的角位置、可移動(dòng)物體在二維平面上的位置、可移動(dòng)物體在三維空間中的位置等等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)一些可能的實(shí)施方式,磁傳感器可包括一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件,一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件配置成:感測(cè)對(duì)應(yīng)于由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的第一軸的第一磁場(chǎng)分量;感測(cè)對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)的第二軸的第二磁場(chǎng)分量;確定限定與磁體相關(guān)聯(lián)的可移動(dòng)物體的潛在位置的信息,其中潛在位置中的每個(gè)潛在位置可以通過針對(duì)第一磁場(chǎng)分量的第一磁場(chǎng)范圍和針對(duì)第二磁場(chǎng)分量的第二磁場(chǎng)范圍來限定;基于第一磁場(chǎng)分量、第二磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置;以及基于標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置提供輸出。
根據(jù)一些可能的實(shí)施方式,一種系統(tǒng)可包括磁傳感器,該磁傳感器配置成:感測(cè)對(duì)應(yīng)于由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的第一軸的第一磁場(chǎng)分量;感測(cè)對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)的第二軸的第二磁場(chǎng)分量;確定限定與磁體連接的可移動(dòng)物體的潛在位置的信息,其中潛在位置中的每個(gè)潛在位置可以通過針對(duì)第一磁場(chǎng)分量的第一磁場(chǎng)范圍和針對(duì)第二磁場(chǎng)分量的第二磁場(chǎng)范圍來限定;基于第一磁場(chǎng)分量或第二磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置;以及提供包括標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置的信息的輸出。
根據(jù)一些可能的實(shí)施方式,磁傳感器可包括一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件,一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件配置成:感測(cè)對(duì)應(yīng)于由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的第一軸的第一磁場(chǎng)分量;感測(cè)對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)的第二軸的第二磁場(chǎng)分量;感測(cè)對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)的第三軸的第三磁場(chǎng)分量;確定限定與磁體相關(guān)聯(lián)的可移動(dòng)物體的潛在位置的信息,其中潛在位置中的每個(gè)潛在位置可以通過針對(duì)第一磁場(chǎng)分量的第一磁場(chǎng)范圍、針對(duì)第二磁場(chǎng)分量的第二磁場(chǎng)范圍和針對(duì)第三磁場(chǎng)分量的第三磁場(chǎng)范圍來限定;基于第一磁場(chǎng)分量、第二磁場(chǎng)分量或第三磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置;以及基于標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置提供輸出。
附圖說明
圖1是本文中描述的示例實(shí)施方式的概述的圖;
圖2是其中可實(shí)施本文中描述的裝置的示例環(huán)境的圖;
圖3是在圖2的示例環(huán)境中包括的磁傳感器的示例部件的圖;
圖4a-4d是示出磁傳感器的感測(cè)元件的示例布置的說明性表示;
圖5是用于基于一組磁場(chǎng)分量和限定可移動(dòng)物體的潛在位置的信息標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置的示例過程的流程圖;
圖6a和6b是與在圖5中示出的示例過程相關(guān)的示例實(shí)施方式的圖;
圖7a和7b包括限定磁體的潛在位置的信息的示例圖形表示;以及
圖8包括可用以確定磁傳感器的覆蓋度和錯(cuò)誤檢測(cè)能力的方式的示例圖形表示。
具體實(shí)施方式
示例實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述參考附圖。不同附圖中的相同參考標(biāo)記可標(biāo)識(shí)相同或相似的元件。
磁傳感器可配置成感測(cè)由與可移動(dòng)物體連接的磁體生成的磁場(chǎng)的分量??梢苿?dòng)物體可在二維平面內(nèi)、在三維空間內(nèi)等等繞軸線性地移動(dòng)。方便地,磁體(和磁場(chǎng))可與可移動(dòng)物體一起移動(dòng)。對(duì)于本公開內(nèi)容的剩余部分,假設(shè)磁體遵循可移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)(即,磁體與可移動(dòng)物體對(duì)應(yīng)地移動(dòng))。這可以通過在磁體和可移動(dòng)物體之間提供連接(例如,機(jī)械連接)來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)磁體和可移動(dòng)物體之間的非滑動(dòng)條件,則磁體的位置對(duì)應(yīng)于可移動(dòng)物體的位置。
在一些情況下,由磁傳感器感測(cè)的磁場(chǎng)的分量可與笛卡爾坐標(biāo)系相關(guān)。例如,所感測(cè)的分量可包括對(duì)應(yīng)于x軸的x分量、對(duì)應(yīng)于y軸的y分量、和/或?qū)?yīng)于z軸的z分量??梢苿?dòng)物體的位置可基于所感測(cè)的移動(dòng)磁場(chǎng)的分量來確定。然而,確定位置可基于極坐標(biāo)系,意味著與磁場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的一組角度需要根據(jù)所感測(cè)的磁場(chǎng)的(笛卡爾)分量來計(jì)算。例如,與x-y平面相關(guān)聯(lián)的角度、與x-z平面相關(guān)聯(lián)的角度、和/或與y-z平面相關(guān)聯(lián)的角度可用于基于極坐標(biāo)系確定位置。在一些實(shí)施方式中,可基于所感測(cè)的磁場(chǎng)的(笛卡爾)分量計(jì)算所述一組角度,該(笛卡爾)分量基于評(píng)估一組三角函數(shù)。
然而,根據(jù)與笛卡爾坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的所感測(cè)的分量計(jì)算與極坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的所述一組角度引入許多問題。一個(gè)這種問題是基于所述一組計(jì)算的角度確定的位置的錯(cuò)誤可能由于感測(cè)的個(gè)體磁場(chǎng)分量中存在的錯(cuò)誤而難以確定。換句話說,由于所述一組角度是基于所感測(cè)的磁場(chǎng)分量計(jì)算的,因此所感測(cè)的個(gè)體分量中存在的錯(cuò)誤可能被混合和/或混淆,使得所確定的位置中的錯(cuò)誤難以確定。
此外,使用基于與笛卡爾坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的所感測(cè)的分量的角度計(jì)算導(dǎo)致共同引起的錯(cuò)誤。類似地,由于位置的確定基于使用感測(cè)的分量確定的、與極坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的所述一組角度,因此沒有機(jī)會(huì)執(zhí)行與所確定的位置相關(guān)聯(lián)的似真性檢查。
另一問題是,為了計(jì)算所述一組角度,所感測(cè)的磁場(chǎng)分量應(yīng)精確地彼此正交,以便準(zhǔn)確地得出所述一組角度。因此,配置成感測(cè)磁場(chǎng)每個(gè)分量的磁傳感器的感測(cè)元件需要在磁傳感器的裝配和操作期間精確地定位,這可能難以保證。附加問題是,計(jì)算所述一組角度可能要求對(duì)所述一組三角函數(shù)的評(píng)估,其可能需要包括磁傳感器中的附加部件和/或具有這種能力的微控制器。
本文中描述的實(shí)施方式可涉及一種磁傳感器,其被配置成基于對(duì)應(yīng)于軸系的一組所感測(cè)的(由磁體產(chǎn)生的)磁場(chǎng)的分量(即,在不把所述一組所感測(cè)的分量轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)的情況下)確定與磁體連接的可移動(dòng)物體的位置。在一些實(shí)施方式中,所感測(cè)的磁場(chǎng)分量可對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的軸(例如,x軸、y軸、z軸等)和/或一個(gè)或多個(gè)其它軸(例如,不正交于x軸、y軸和/或z軸的軸)。以這種方式確定可移動(dòng)物體的位置提高磁傳感器的覆蓋度、磁傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)、和/或磁傳感器的似真性檢查能力。
圖1是本文中描述的示例實(shí)施方式100的概述的圖。為了示例實(shí)施方式100的目的,假設(shè)可移動(dòng)物體被定位成繞二維平面中的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使得可移動(dòng)物體是二維平面上的n個(gè)潛在位置(例如,p1到pn)中的一個(gè)。另外,假設(shè)磁體附著于可移動(dòng)物體,使得由磁體生成的磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)于可移動(dòng)物體來移動(dòng)。最后,假設(shè)磁傳感器配置成標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置,并且磁傳感器包括一組感測(cè)元件,其中每個(gè)感測(cè)元件配置成感測(cè)對(duì)應(yīng)于m個(gè)軸(例如,x軸、y軸、z軸、不正交于x軸、y軸和/或z軸的軸等)中的一個(gè)的磁場(chǎng)分量。
如圖1中并且通過參考標(biāo)記105示出的,磁傳感器的每個(gè)感測(cè)元件可感測(cè)磁場(chǎng)的對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)分量。例如,第一感測(cè)元件可感測(cè)對(duì)應(yīng)于第一軸的磁場(chǎng)分量(例如,b1),第二感測(cè)元件可感測(cè)對(duì)應(yīng)于第二軸的磁場(chǎng)分量(例如,b2),第m感測(cè)元件可感測(cè)對(duì)應(yīng)于第m軸的磁場(chǎng)分量(例如,bm),以此類推。
如通過參考標(biāo)記110示出的,在感測(cè)磁場(chǎng)分量之后,磁傳感器可(例如基于磁傳感器所存儲(chǔ)的信息)確定限定可移動(dòng)物體的潛在位置的信息。在一些實(shí)施方式中,限定潛在位置的信息可包括標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)于所述一組m個(gè)軸中的每個(gè)軸的一組磁場(chǎng)范圍的信息,其中所述一組磁場(chǎng)范圍可唯一地對(duì)應(yīng)于潛在位置。照此,磁傳感器可通過將所感測(cè)的磁場(chǎng)分量與限定潛在位置的所述一組磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較來確定可移動(dòng)物體是否在潛在位置中,其示例以下被描述。
如通過參考標(biāo)記115示出的,磁傳感器可基于限定潛在位置的信息和所感測(cè)的磁場(chǎng)分量來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置。例如,如所示出的,磁傳感器可將所感測(cè)的磁場(chǎng)分量b1與對(duì)應(yīng)于第一軸的與位置p1相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較。如所示出的,基本比較,磁傳感器可確定所感測(cè)的磁場(chǎng)分量b1不在對(duì)應(yīng)于第一軸的與位置p1相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)范圍內(nèi)。照此,磁傳感器可確定可移動(dòng)物體不在位置p1中。
如另外示出的,磁傳感器可將所感測(cè)的磁場(chǎng)分量b1與對(duì)應(yīng)于第一軸的與位置pn相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較。如所示出的,基本比較,磁傳感器可確定所感測(cè)的磁場(chǎng)分量b1在對(duì)應(yīng)于第一軸的與位置pn相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)范圍內(nèi)。為了示例實(shí)施方式100的目的,假設(shè)磁傳感器類似地確定所感測(cè)的磁場(chǎng)分量b2到bm處于與位置pn相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)于第二軸到第m軸的磁場(chǎng)范圍內(nèi)。照此,磁傳感器可確定可移動(dòng)物體在位置pn中。如通過參考標(biāo)記120示出的,基于標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置,磁傳感器可輸出(例如,向控制器輸出)指示可移動(dòng)物體在位置pn中的信息。
在一些實(shí)施方式中,m個(gè)軸中的一個(gè)或多個(gè)可與笛卡爾坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)。例如,m個(gè)軸可包括x軸、y軸和/或z軸。附加或替換地,所述一個(gè)或多個(gè)軸可包括不基于笛卡爾坐標(biāo)系的一個(gè)或多個(gè)軸,諸如不正交于笛卡爾坐標(biāo)系的兩個(gè)軸(例如,xy軸、yz軸、xz軸等)和/或處于笛卡爾坐標(biāo)系的兩個(gè)軸(例如,xy軸、yz軸、xz軸等)之間的軸。以這種方式,磁傳感器可基于對(duì)應(yīng)于軸系的一組所感測(cè)的磁場(chǎng)分量在不把所述一組所感測(cè)的分量轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)的情況下確定與磁體連接的可移動(dòng)物體的位置。
特別地,雖然本文中描述的一些實(shí)施方式在確定繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的可移動(dòng)物體的位置的上下文中被描述,但是在一些實(shí)施方式中,位置的確定可適用于以另一方式(諸如線性地、在二維平面內(nèi)、在三維空間內(nèi)等等)移動(dòng)的可移動(dòng)物體。
圖2是其中可實(shí)施本文中描述的裝置的示例環(huán)境200的圖。如圖2中示出的,環(huán)境200可包括可移動(dòng)物體210、磁體220、磁傳感器230和控制器240。
可移動(dòng)物體210可包括能夠相對(duì)于磁傳感器230移動(dòng)的物體。例如,可移動(dòng)物體210可包括能夠線性地移動(dòng)、在二維平面內(nèi)移動(dòng)、在三維空間內(nèi)移動(dòng)、繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)等等的物體。作為示例,可移動(dòng)物體可包括但不限于控制桿、杠桿(例如,變速桿、轉(zhuǎn)向信號(hào)桿等)、可移動(dòng)和/或可旋轉(zhuǎn)旋鈕等等。在一些實(shí)施方式中,可移動(dòng)物體210可與磁體220(例如,機(jī)械地)連接,使得磁體220的移動(dòng)對(duì)應(yīng)于可移動(dòng)物體210的移動(dòng)。
在一些實(shí)施方式中,可移動(dòng)物體210可改為與磁傳感器230(例如,機(jī)械地)連接,并且磁體220不移動(dòng)。另外,實(shí)施方式可包括兩個(gè)可移動(dòng)物體210,其中第一可移動(dòng)物體210與磁傳感器230連接,并且第二可移動(dòng)物體210與磁體220連接。這種設(shè)置可用于借助于例如控制兩個(gè)可移動(dòng)物體210的移動(dòng)的互連機(jī)械系統(tǒng)來增強(qiáng)或減小磁體220和磁傳感器230之間的距離的改變。
磁體220可包括被定位成與可移動(dòng)物體210一起移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)磁體。在圖2中示出的示例環(huán)境200中,磁體220包括形成北極(n)的第一半以及形成南極(s)的第二半,使得磁體220包括一個(gè)極對(duì)。在一些實(shí)施方式中,磁體220可包括多于一個(gè)的極對(duì)。雖然磁體220在圖2中被示出為矩形,但是在一些實(shí)施方式中,磁體220可具有另一形狀,諸如方形形狀、圓形形狀、橢圓形形狀等等。假設(shè)在可移動(dòng)物體210和磁體220之間存在非滑動(dòng)關(guān)系,則可移動(dòng)物體210的移動(dòng)將對(duì)應(yīng)于磁體220的移動(dòng)。
附加或替換地,磁體220可包括偶極磁體(例如,偶極條形磁體、圓形偶極磁體、橢圓形偶極磁體等)、永磁體、電磁體、兩種或更多種類型的磁體的組合(例如,永磁體和電磁體的組合等)、磁帶等等。磁體220可由鐵磁材料(例如,硬鐵氧體)組成,并且可產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁體220可另外包括稀土磁體,其可以具有由稀土磁體的固有高磁場(chǎng)強(qiáng)度導(dǎo)致的優(yōu)點(diǎn)。如以上描述的,在一些實(shí)施方式中,磁體220可附著于可移動(dòng)物體210或與可移動(dòng)物體210耦合,通過磁傳感器230確定針對(duì)可移動(dòng)物體210的位置。
磁傳感器230可包括一個(gè)或多個(gè)裝置,其用于檢測(cè)磁場(chǎng)分量以供確定磁體220的位置之用。例如,磁傳感器230可包括一個(gè)或多個(gè)電路(例如,一個(gè)或多個(gè)集成電路)。在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可相對(duì)于磁體220被放置在一位置處,使得磁傳感器230可檢測(cè)由磁體220生成的磁場(chǎng)分量。一般地,由磁體220生成的靜態(tài)磁場(chǎng)是足夠的。然而,在一些實(shí)施方式中,可能有利的是,部署動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)或靜態(tài)磁場(chǎng)和生成的動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)的組合。磁傳感器230然后可確定所感測(cè)的磁場(chǎng)是由磁體220生成的,還是外部磁場(chǎng)。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可包括感測(cè)元件,該感測(cè)元件配置成感測(cè)存在于磁傳感器230處的磁場(chǎng)分量的幅值,諸如移動(dòng)磁場(chǎng)的x分量、移動(dòng)磁場(chǎng)的y分量、移動(dòng)磁場(chǎng)的z分量、移動(dòng)磁場(chǎng)的xy分量、移動(dòng)磁場(chǎng)的yz分量、移動(dòng)磁場(chǎng)的xz分量等等的幅值。例如,磁傳感器230可包括實(shí)施為橋(例如,半橋、全橋、惠斯通橋等)的感測(cè)元件,其中每個(gè)橋可用作對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)分量的感測(cè)元件。
在一些實(shí)施方式中,集成電路可包括集成控制器(例如,使得磁傳感器230的輸出可包括描述磁體220和可移動(dòng)物體210的位置的信息)。關(guān)于磁傳感器230的附加細(xì)節(jié)以下關(guān)于圖3來描述。
控制器240可包括與基于由磁體220產(chǎn)生的移動(dòng)磁場(chǎng)確定可移動(dòng)物體210的位置相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電路。例如,控制器240可包括一個(gè)或多個(gè)電路(例如,集成電路、控制電路、反饋電路等)??刂破?40可從一個(gè)或多個(gè)傳感器(諸如一個(gè)或多個(gè)磁傳感器230)接收輸入信號(hào),可處理該輸入信號(hào)(例如,使用模擬信號(hào)處理器、數(shù)字信號(hào)處理器等),以生成輸出信號(hào),并且可提供輸出信號(hào)到一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)備或系統(tǒng)。例如,控制器240可從磁傳感器230接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào),并且可使用該一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)來生成標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置的輸出信號(hào)。
圖2中示出的裝置的數(shù)目和布置作為示例被提供。在實(shí)踐中,可存在附加裝置、更少裝置、不同裝置或與圖2中示出的裝置不同地布置的裝置。另外,圖2中示出的兩個(gè)或更多個(gè)裝置可被實(shí)施在單個(gè)裝置內(nèi),或者圖2中示出的單個(gè)裝置可被實(shí)施為多個(gè)、分布的裝置。附加或替換地,環(huán)境200的一組裝置(例如,一個(gè)或多個(gè)裝置)可執(zhí)行被描述為由環(huán)境200的另一組裝置執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)功能。
圖3是在圖2的示例環(huán)境200中包括的磁傳感器230的示例部件的圖。如所示出的,磁傳感器230可包括感測(cè)元件310、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)320、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)330、可選存儲(chǔ)器部件340和輸出接口350。
感測(cè)元件310可包括用于感測(cè)存在于磁傳感器230處的磁場(chǎng)(例如,由磁體220產(chǎn)生的磁場(chǎng))的分量的幅值的一個(gè)或多個(gè)裝置。例如,感測(cè)元件310可包括基于霍爾效應(yīng)進(jìn)行操作的霍爾傳感器。作為另一示例,感測(cè)元件310可包括由磁阻材料(例如,鎳鐵(nife))組成的磁阻(mr)傳感器,其中磁阻材料的電阻可取決于存在于磁阻材料處的磁場(chǎng)的強(qiáng)度和/或方向。在這里,感測(cè)元件310可基于各向異性磁阻(amr)效應(yīng)、巨磁阻(gmr)效應(yīng)、隧道磁阻(tmr)效應(yīng)或另一類型的以磁阻為基礎(chǔ)的傳感器(xmr)來測(cè)量磁阻。作為附加示例,感測(cè)元件310可包括基于感應(yīng)進(jìn)行操作的傳感器,諸如可變磁阻(vr)傳感器或線圈。
adc320可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器,該模數(shù)轉(zhuǎn)換器將來自一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件310的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。例如,adc320可將從一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件310接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成要由dsp330處理的數(shù)字信號(hào)。adc320可提供數(shù)字信號(hào)到dsp330。在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可包括一個(gè)或多個(gè)adc320。
dsp330可包括數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備或數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備的集合。在一些實(shí)施方式中,dsp330可從adc320接收數(shù)字信號(hào),并且可處理該數(shù)字信號(hào)以形成輸出信號(hào)(例如,目的地為如圖2中示出的控制器240),諸如與確定可移動(dòng)物體210的位置相關(guān)聯(lián)的輸出信號(hào)。
可選存儲(chǔ)器部件340可包括只讀存儲(chǔ)器(rom)(例如,eeprom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、和/或另一類型的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備(例如,閃速存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器等),其存儲(chǔ)信息和/或指令用于由磁傳感器230使用。在一些實(shí)施方式中,存儲(chǔ)器部件340可存儲(chǔ)與由dsp330執(zhí)行的處理相關(guān)聯(lián)的信息。在一些實(shí)施方式中,存儲(chǔ)器部件340可存儲(chǔ)針對(duì)感測(cè)元件310的可配置值或參數(shù),和/或針對(duì)磁傳感器230的一個(gè)或多個(gè)其它部件(諸如adc320或輸出接口350)的信息。
輸出接口350可包括一接口,磁傳感器230可經(jīng)由該接口從另一設(shè)備(諸如控制器240(例如,見圖2))接收信息和/或提供信息到該另一設(shè)備。例如,輸出接口350可提供由dsp330確定的輸出信號(hào)到控制器240,并且在一些實(shí)施方式中可從控制器240接收信息。在一些實(shí)施方式中,輸出接口可包括數(shù)字接口或模擬接口。
圖3中示出的部件的數(shù)目和布置作為示例被提供。在實(shí)踐中,磁傳感器230可包括附加部件、更少部件、不同部件或與圖3中示出的部件不同地布置的部件。附加或替換地,磁傳感器230的一組部件(例如,一個(gè)或多個(gè)部件)可執(zhí)行被描述為由磁傳感器230的另一組部件執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)功能。
圖4a-4d是示出磁傳感器230的感測(cè)元件310的示例布置400的說明性表示。在一些實(shí)施方式中,如以上描述的,磁傳感器230可包括感測(cè)元件310,其中每個(gè)感測(cè)元件配置成感測(cè)存在于磁傳感器230處的移動(dòng)磁場(chǎng)的分量。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230的感測(cè)元件310可被布置成感測(cè)對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的軸的磁場(chǎng)分量。例如,如圖4a中示出的,第一組感測(cè)元件310(例如,在圖4a中用“bx”標(biāo)記的、配置成感測(cè)相對(duì)于半導(dǎo)體表面平行的磁場(chǎng)分量的第一對(duì)垂直霍爾板)可定位成感測(cè)對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的x軸的磁場(chǎng)的x分量。如圖4a中另外示出的,第二組感測(cè)元件310(例如,在圖4a中用“by”標(biāo)記的第二對(duì)垂直霍爾板)可定位成感測(cè)對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的y軸的磁場(chǎng)的y分量。在一些實(shí)施方式中,如圖4a中圖示的,磁傳感器230可以是二維(2d)傳感器(例如,由于磁傳感器230的感測(cè)元件310配置成感測(cè)由磁體220產(chǎn)生的磁場(chǎng)的兩個(gè)分量)。
作為另一示例,如圖4b中示出的,磁傳感器230可包括關(guān)于圖4a描述的第一組感測(cè)元件310和第二組感測(cè)元件310,并且還可包括另一感測(cè)元件310(例如,在圖4b中用“bz”標(biāo)記的、配置成感測(cè)相對(duì)于半導(dǎo)體表面垂直的磁場(chǎng)分量的橫向霍爾板),其可配置成感測(cè)對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的z軸的磁場(chǎng)的z分量。在一些實(shí)施方式中,如圖4b中圖示的,磁傳感器230可以是三維(3d)傳感器(例如,由于磁傳感器230的感測(cè)元件310配置成感測(cè)由磁體220產(chǎn)生的磁場(chǎng)的三個(gè)分量)。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230的感測(cè)元件310可布置成感測(cè)對(duì)應(yīng)于不與笛卡爾坐標(biāo)系的軸正交的軸(本文中被稱為非笛卡爾軸)的磁場(chǎng)分量。例如,如圖4c中示出的,第一組感測(cè)元件310(例如,在圖4c中用“bx”標(biāo)記的第一對(duì)垂直霍爾板)可定位成感測(cè)對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的x軸的磁場(chǎng)的x分量。如圖4c中另外示出的,第二組感測(cè)元件310(例如,在圖4c中用“by”標(biāo)記的第二對(duì)垂直霍爾板)可定位成感測(cè)對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的y軸的磁場(chǎng)的y分量。如圖4c中另外示出的,第三組感測(cè)元件310(例如,在圖4c中用“bxy”標(biāo)記的第三對(duì)垂直霍爾板)可定位成感測(cè)磁場(chǎng)的xy分量,該xy分量對(duì)應(yīng)于處于與x軸和y軸相關(guān)聯(lián)的平面上的xy軸,其中xy軸可處于正交的x和y軸之間的一角度處,諸如45度角、30度角、60度角等等(如在以下描述的圖4c和4d中示出的)。
雖然圖4c的非笛卡爾軸對(duì)應(yīng)于包括x軸和y軸的平面,但是在另一示例中,非笛卡爾軸可包括另一軸,諸如處于對(duì)應(yīng)于y軸和z軸的平面上的yz軸(例如,其中yz軸可處于正交的y軸和z軸之間的一角度處),不處于對(duì)應(yīng)于任何對(duì)笛卡爾軸(例如,線性無關(guān)軸)的平面上的軸等等。
如圖4d中示出的,在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可包括第一組感測(cè)元件310、第二組感測(cè)元件310、和關(guān)于圖4c描述的第三組感測(cè)元件,并且還可包括配置成感測(cè)對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的z軸的磁場(chǎng)的z分量的另一感測(cè)元件310(例如,在圖4d中用“bz”標(biāo)記的橫向霍爾板)。照此,在一些實(shí)施方式(如圖4中圖示)中,磁傳感器230可配置成感測(cè)多于三個(gè)磁場(chǎng)分量(例如,x分量、y分量、z分量和xy分量)。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可包括感測(cè)元件310,該感測(cè)元件310配置成感測(cè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)非笛卡爾軸的磁場(chǎng)分量,以便提高磁傳感器230的似真性檢查能力和/或增加磁傳感器230的多樣性(diversity),如以下描述的。
附加或替換地,磁傳感器230可包括感測(cè)元件310,該感測(cè)元件310配置成感測(cè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)非笛卡爾軸的磁場(chǎng)分量,以便提供磁傳感器230的冗余(例如,在磁傳感器230的感測(cè)元件310失效、經(jīng)歷錯(cuò)誤等等的情況下)。在一些實(shí)施方式中,冗余還可通過引入與一個(gè)或多個(gè)軸相關(guān)聯(lián)的非線性范圍(例如,以便增加磁體220的一對(duì)潛在位置之間的距離)來實(shí)現(xiàn)。附加或替換地,冗余可通過以下來實(shí)現(xiàn):使與磁場(chǎng)相關(guān)聯(lián)且對(duì)應(yīng)于特定軸的電流跨感測(cè)元件310對(duì)角地(例如,從一個(gè)角到另一角)流動(dòng),以便使感測(cè)元件310的靈敏度相對(duì)于特定軸傾斜。這允許磁場(chǎng)相對(duì)于特定軸而不同,甚至在一對(duì)潛在位置將通常共享針對(duì)特定軸的磁場(chǎng)范圍的情況下也如此。
在一些實(shí)施方式中,對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)分量的軸可相對(duì)于對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)的一對(duì)其它分量的一對(duì)其它軸線性相關(guān)。如果軸可被限定為一對(duì)其它軸的線性組合,則該軸被認(rèn)為是線性相關(guān)的。否則,該軸被限定為線性無關(guān)。例如,以上關(guān)于圖4c和4d描述的xy軸可被認(rèn)為是相對(duì)于x軸和y軸線性相關(guān)的,其中,例如xy軸被限定為x軸和y軸的組合,使得xy軸相對(duì)于包括x軸和y軸的平面上的x軸和y軸兩者處于四十五度角。
附加或替換地,對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)分量的軸可相對(duì)于對(duì)應(yīng)于磁場(chǎng)其它分量的其它軸是線性無關(guān)的。例如,非笛卡爾軸可被認(rèn)為是相對(duì)于x軸和y軸線性無關(guān)的,其中,例如非笛卡爾軸不能被限定為x軸和y軸的組合。
如以上指示的,圖4a-4d僅僅被提供作為示例。換句話說,與示例布置400相關(guān)聯(lián)的所有配置、位置、定向、關(guān)系等等僅僅被提供作為示例,以促進(jìn)對(duì)感測(cè)元件310可如何定位在磁傳感器230中的理解。其它示例是可能的,并且可不同于關(guān)于圖4a-4d所描述的內(nèi)容。
圖5是用于基于一組磁場(chǎng)分量和限定可移動(dòng)物體210的潛在位置的信息來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置的示例過程500的流程圖。在一些實(shí)施方式中,圖5的一個(gè)或多個(gè)過程塊可由磁傳感器230執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中,圖5的一個(gè)或多個(gè)過程塊可由與磁傳感器230分離或包括磁傳感器230的另一設(shè)備或一組設(shè)備(諸如控制器240)執(zhí)行。
如圖5中示出的,過程500可包括感測(cè)沿著一組對(duì)應(yīng)軸的由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的一組磁場(chǎng)分量(塊510)。例如,磁傳感器230可感測(cè)沿著一組對(duì)應(yīng)軸的由磁體220產(chǎn)生的磁場(chǎng)的一組磁場(chǎng)分量。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可感測(cè)磁傳感器230的感測(cè)元件310配置成感測(cè)的磁場(chǎng)分量。例如,假設(shè)磁傳感器230包括如關(guān)于圖4d描述的那樣布置的感測(cè)元件310,則磁傳感器230可感測(cè)磁場(chǎng)的x分量、磁場(chǎng)的y分量、磁場(chǎng)的xy分量和磁場(chǎng)的z分量。
如圖5中另外示出的,過程500可包括:確定限定與磁體相關(guān)聯(lián)的可移動(dòng)物體的潛在位置的信息(塊520)。例如,磁傳感器230可確定限定與磁體220相關(guān)聯(lián)的可移動(dòng)物體210的潛在位置的信息。在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可在磁傳感器230感測(cè)所述一組磁場(chǎng)分量時(shí)(例如,之前、之后、與其同時(shí))確定標(biāo)識(shí)潛在位置的信息。
可移動(dòng)物體210的潛在位置可包括對(duì)應(yīng)于磁體220可物理位于的兩個(gè)或更多個(gè)位置(即,可移動(dòng)物體210可移動(dòng)到的兩個(gè)或更多個(gè)位置)的可移動(dòng)物體210的兩個(gè)或更多個(gè)位置。例如,在變速應(yīng)用中,可移動(dòng)物體210并且因此磁體220的潛在位置可對(duì)應(yīng)于變速桿(即,可移動(dòng)物體210)可物理位于的兩個(gè)或更多個(gè)可能位置。
在一些實(shí)施方式中,描述潛在位置的信息可包括一組磁場(chǎng)范圍,其中每個(gè)磁場(chǎng)范圍對(duì)應(yīng)于由磁傳感器230感測(cè)的磁場(chǎng)的分量。與潛在位置相關(guān)聯(lián)的所述一組磁場(chǎng)范圍可以唯一地限定潛在位置(即,使得沒有其它潛在位置通過相同的一組磁場(chǎng)范圍來限定)。限定所述一組潛在位置的信息可包括多組磁場(chǎng)范圍,其中每組對(duì)應(yīng)于磁體220的不同潛在位置。
作為示例,限定第一潛在位置的信息可包括針對(duì)磁場(chǎng)的x分量的第一磁場(chǎng)范圍、針對(duì)磁場(chǎng)的y分量的第一磁場(chǎng)范圍、和針對(duì)磁場(chǎng)的xy分量的第一磁場(chǎng)范圍,而限定第二潛在位置的信息可包括針對(duì)磁場(chǎng)的x分量的第二磁場(chǎng)范圍、針對(duì)磁場(chǎng)的y分量的第二磁場(chǎng)范圍、和針對(duì)磁場(chǎng)的xy分量的第二磁場(chǎng)范圍。在一些實(shí)施方式中,兩個(gè)或更多個(gè)潛在位置可共享針對(duì)磁場(chǎng)分量的相同磁場(chǎng)范圍,但不可共享針對(duì)所有磁場(chǎng)分量的相同磁場(chǎng)范圍。
在一些實(shí)施方式中,限定潛在位置的信息可由相對(duì)于包括第一軸和第二軸的平面的二維區(qū)域來圖形表示。例如,當(dāng)相對(duì)于x軸和y軸繪圖(其中二維區(qū)域的各側(cè)可對(duì)應(yīng)于限定潛在位置的針對(duì)x分量和y分量的磁場(chǎng)范圍)時(shí),限定潛在位置的信息可由方形區(qū)域、矩形區(qū)域等等來圖形表示,如以下關(guān)于圖7a和7b描述的。
附加或替換地,限定潛在位置的信息可通過由第一軸、第二軸和第三軸限定的空間內(nèi)的三維空間來圖形表示。例如,當(dāng)相對(duì)于x軸、y軸和z軸繪圖(其中三維空間的各側(cè)可對(duì)應(yīng)于限定潛在位置的針對(duì)x分量、y分量和z分量的磁場(chǎng)范圍)時(shí),限定潛在位置的信息可由立方空間、三維矩形空間等等來圖形表示。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可基于由磁傳感器230存儲(chǔ)或可訪問的信息來確定限定潛在位置的信息。例如,作為與磁傳感器230相關(guān)聯(lián)的傳感器設(shè)置過程的結(jié)果,磁傳感器230可存儲(chǔ)或有權(quán)訪問限定所述一組潛在位置的信息。
傳感器設(shè)置過程可包括用于標(biāo)識(shí)限定潛在位置用于給定傳感器應(yīng)用的信息的過程。傳感器設(shè)置過程的第一步驟可包括例如限定磁體220的移動(dòng)和/或磁傳感器230的位置用于給定傳感器應(yīng)用(例如,物理布置可移動(dòng)物體210、磁體220和磁傳感器230)。傳感器設(shè)置過程的第二步驟可包括評(píng)估(例如,經(jīng)由實(shí)際測(cè)量,經(jīng)由模擬)初始磁場(chǎng)值用于針對(duì)可移動(dòng)物體210的所有潛在位置的每個(gè)磁場(chǎng)分量。傳感器設(shè)置過程的第三步驟可包括限定對(duì)應(yīng)于每個(gè)初始磁場(chǎng)值的磁場(chǎng)范圍(例如,用于計(jì)及靈敏度、偏置漂移、噪聲、量化等)。以這種方式,可標(biāo)識(shí)限定每個(gè)潛在位置的二維區(qū)域和/或三維空間。
在一些實(shí)施方式中,傳感器設(shè)置過程可包括確定一對(duì)二維區(qū)域和/或三維空間是否重疊和/或在彼此的閾值距離內(nèi)。在這里,如果任何對(duì)的二維區(qū)域和/或三維空間重疊和/或在彼此的閾值距離內(nèi),則傳感器設(shè)置過程可包括調(diào)整和/或修改磁體220的移動(dòng)和/或磁傳感器230的位置,以及重復(fù)傳感器設(shè)置過程。當(dāng)傳感器設(shè)置過程適當(dāng)?shù)赝瓿梢允沟妹總€(gè)潛在位置由唯一一組磁場(chǎng)范圍限定時(shí),磁傳感器230可存儲(chǔ)限定潛在位置的信息。在一些實(shí)施方式中,如以下更詳細(xì)描述的,磁傳感器230可將所感測(cè)的磁場(chǎng)分量與限定潛在位置的信息進(jìn)行比較,以便標(biāo)識(shí)磁體220的位置并且因此標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。
如圖5中另外示出的,過程500可包括基于所述一組磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置(塊530)。例如,磁傳感器230可基于所述一組磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。在一些實(shí)施方式中,在磁傳感器230感測(cè)磁場(chǎng)分量之后,磁傳感器230可標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。附加或替換地,在磁傳感器230確定限定潛在位置的信息之后,磁傳感器230可標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可基于將所感測(cè)的磁場(chǎng)分量與限定潛在位置的信息進(jìn)行比較來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。例如,假設(shè)第一潛在位置由對(duì)應(yīng)于沿著第一軸的磁場(chǎng)分量的第一磁場(chǎng)范圍和對(duì)應(yīng)于沿著第二軸的磁場(chǎng)分量的第二磁場(chǎng)范圍限定。在該示例中,磁傳感器230可感測(cè)沿著第一軸的磁場(chǎng)分量和沿著第二軸的磁場(chǎng)分量。磁傳感器230然后可將所感測(cè)的沿著第一軸的磁場(chǎng)分量與第一磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較,并且將所感測(cè)的沿著第二軸的磁場(chǎng)分量與第二磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較。
在這里,如果所感測(cè)的沿著第一軸的磁場(chǎng)分量在第一磁場(chǎng)范圍內(nèi)并且如果所感測(cè)的沿著第二軸的磁場(chǎng)分量在第二磁場(chǎng)范圍內(nèi),則磁傳感器230可將可移動(dòng)物體210的位置標(biāo)識(shí)為由第一磁場(chǎng)范圍和第二磁場(chǎng)范圍限定的位置。
可替換地,如果所感測(cè)的沿著第一軸的磁場(chǎng)分量不在第一磁場(chǎng)范圍內(nèi),和/或如果所感測(cè)的沿著第二軸的磁場(chǎng)分量不在第二磁場(chǎng)范圍內(nèi),則磁傳感器230可確定磁體210不在由第一磁場(chǎng)范圍和第二磁場(chǎng)范圍限定的位置。在這種情況下,磁傳感器230然后可將所感測(cè)的磁場(chǎng)分量與限定其它潛在位置的磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較,直到磁傳感器230標(biāo)識(shí)出可移動(dòng)物體210的位置為止。在一些實(shí)施方式中,如果磁傳感器230不能標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置(例如,當(dāng)所感測(cè)的磁場(chǎng)分量不在針對(duì)任何潛在位置的一組對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)),則磁傳感器230可指示錯(cuò)誤,提供磁傳感器230不能標(biāo)識(shí)位置的指示,和/或提供其它信息,諸如標(biāo)識(shí)最近潛在位置的信息、標(biāo)識(shí)所感測(cè)的磁場(chǎng)分量的信息等等。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可基于單個(gè)感測(cè)的磁場(chǎng)分量來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置,其示例以下關(guān)于圖7a來描述。附加或替換地,磁傳感器230可使用一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)分量作為關(guān)于一個(gè)或多個(gè)其它磁場(chǎng)分量的似真性檢查,其示例以下關(guān)于圖7b來描述。
如圖5中另外示出的,過程500可包括基于標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體的位置來提供輸出(塊540)。例如,磁傳感器230可基于標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置來提供輸出。在一些實(shí)施方式中,當(dāng)磁傳感器230標(biāo)識(shí)出可移動(dòng)物體210的位置時(shí),磁傳感器230可提供輸出。附加或替換地,當(dāng)磁傳感器230接收到磁傳感器230要提供輸出的指示時(shí),磁傳感器230可提供輸出。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可提供與標(biāo)識(shí)磁體220的位置相關(guān)聯(lián)的信息,諸如標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置的信息、指示磁體220在潛在位置中的信息、標(biāo)識(shí)所感測(cè)的磁場(chǎng)分量的信息等等。
以這種方式,磁傳感器230可基于對(duì)應(yīng)于軸系的一組感測(cè)的磁場(chǎng)分量(即,在不把所述一組感測(cè)的分量轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)的情況下)來標(biāo)識(shí)與磁體220連接的可移動(dòng)物體210的位置。另外,磁傳感器230可降低處理資源的消耗和/或減少與標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置相關(guān)聯(lián)的時(shí)間量,這是由于例如基于所述一組所感測(cè)的分量來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置不要求評(píng)估任何三角函數(shù)。
雖然圖5示出過程500的示例塊,但是在一些實(shí)施方式中,過程500可包括附加塊、更少塊、不同塊或與圖5中描繪的塊不同地布置的塊。附加或替換地,過程500的兩個(gè)或更多個(gè)塊可并行執(zhí)行。
圖6a和6b是與在圖5中示出的示例過程相關(guān)的示例實(shí)施方式600的圖。如圖6a的上部分中示出的,磁體220與可移動(dòng)物體210連接,并且可移動(dòng)物體210可繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使得可移動(dòng)物體210在三個(gè)潛在位置(例如,p1、p2或p3)之一中。如圖6a的中部分示出的,存在于磁傳感器230處的磁場(chǎng)可對(duì)應(yīng)于磁體220的位置而在p1、p2或p3處不同。如另外示出的,磁傳感器230定位成接近可移動(dòng)物體210并且配置成感測(cè)由磁體220生成的磁場(chǎng)的x分量和y分量。
如圖6a的下部分中的表格中示出的,假設(shè)磁傳感器230存儲(chǔ)限定p1、p2和p3的信息。限定p1的信息可指示p1由針對(duì)磁場(chǎng)的x分量的1450微特斯拉(μt)到1550μt的磁場(chǎng)范圍(例如,標(biāo)識(shí)為bx)和針對(duì)磁場(chǎng)的y分量的1650μt到1750μt的磁場(chǎng)范圍(例如,標(biāo)識(shí)為by)限定。如另外示出的,限定p2的信息可指示p2由針對(duì)磁場(chǎng)的x分量的1650μt到1750μt的磁場(chǎng)范圍和針對(duì)磁場(chǎng)的y分量的-50μt到50μt的磁場(chǎng)范圍限定。如還示出的,限定p3的信息可指示p3由針對(duì)磁場(chǎng)的x分量的1450μt到1550μt的磁場(chǎng)范圍和針對(duì)磁場(chǎng)的y分量的-1750μt到-1650μt的磁場(chǎng)范圍限定。
如圖6b中示出的,在給定時(shí)間,磁傳感器230可感測(cè)存在于磁傳感器230處的磁場(chǎng)的x分量(例如,bx=1540μt)以及存在于磁傳感器230處的磁場(chǎng)的y分量(例如,by=-1725μt)。如另外示出的,磁傳感器230可確定(例如,基于由磁傳感器230存儲(chǔ)的信息)限定p1、p2和p3的信息。
如另外示出的,磁傳感器230可基于所感測(cè)的磁場(chǎng)分量和限定p1、p2或p3的信息來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。例如,如關(guān)于p1示出的,磁傳感器230可將所感測(cè)的磁場(chǎng)的x分量與針對(duì)x分量的p1磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較,并且可確定所感測(cè)的x分量在針對(duì)x分量的p1磁場(chǎng)范圍內(nèi)(例如,bx:1450μt≤1540μt≤1550μt=是)。如另外示出的,磁傳感器230可將所感測(cè)的磁場(chǎng)的y分量與針對(duì)y分量的p1磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較,并且可確定所感測(cè)的y分量不在針對(duì)y分量的p1磁場(chǎng)范圍內(nèi)(例如,by:1650μt≤-1725μt≤1750μt=否)。照此,磁傳感器230可確定可移動(dòng)物體210不在p1。
類似地,如關(guān)于p2示出的,磁傳感器230可將所感測(cè)的磁場(chǎng)的x分量與針對(duì)x分量的p2磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較,并且可確定所感測(cè)的x分量不在針對(duì)x分量的p2磁場(chǎng)范圍內(nèi)(例如,bx:1650μt≤1540μt≤1750μt=否)。照此,磁傳感器230可確定可移動(dòng)物體210不在p2。
如關(guān)于p3示出的,磁傳感器230可將所感測(cè)的磁場(chǎng)的x分量與針對(duì)x分量的p3磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較,并且可確定所感測(cè)的x分量在針對(duì)x分量的p3磁場(chǎng)范圍內(nèi)(例如,bx:1450μt≤1540μt≤1550μt=是)。如另外示出的,磁傳感器230可將所感測(cè)的磁場(chǎng)的y分量與針對(duì)y分量的p3磁場(chǎng)范圍進(jìn)行比較,并且可確定所感測(cè)的y分量在針對(duì)y分量的p3磁場(chǎng)范圍內(nèi)(例如,by:-1750μt≤-1725μt≤-1650μt=是)。照此,磁傳感器230可確定可移動(dòng)物體210位于位置p3。
如另外示出的,基于標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置,磁傳感器230可向控制器240提供指示可移動(dòng)物體210處于位置p3的輸出。以這種方式,磁傳感器230可在不把所述一組所感測(cè)的分量轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)的情況下標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。
如以上指示的,圖6a和6b僅僅被提供作為示例。其它示例是可能的,并且可不同于關(guān)于圖6a和6b所描述的內(nèi)容。
圖7a和7b包括限定磁體的潛在位置的信息的示例圖形表示700。為了圖7a的目的,假設(shè)磁傳感器230包括感測(cè)元件310,該感測(cè)元件310定位成感測(cè)磁場(chǎng)的x分量、磁場(chǎng)的y分量和在x分量和y分量之間處于四十五度的磁場(chǎng)的xy分量,如以上關(guān)于圖4c描述的。
如圖7a中示出的,并且如淺遮蔽“所有位置”的外方形區(qū)域所圖示的,磁傳感器230或許能夠感測(cè)針對(duì)與每個(gè)方向相關(guān)聯(lián)的總體范圍的磁分量。例如,如所示出的,磁傳感器230或許能夠感測(cè)針對(duì)近似-2050μt到2050μt的范圍的x分量、y分量和xy分量。
如圖7a中另外示出的,并且如由三個(gè)深遮蔽“有效位置”的方形區(qū)域圖示的,限定可移動(dòng)物體210的三個(gè)潛在位置(例如,上位置、中位置和下位置)的信息可相對(duì)于對(duì)應(yīng)于x分量的bx軸和對(duì)應(yīng)于y分量的by軸來表示。在這里,每個(gè)潛在位置可由二維區(qū)域(例如,方形、矩形等)來描述,其中二維區(qū)域的每側(cè)對(duì)應(yīng)于針對(duì)潛在位置的特定磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)范圍。如所示出的,存在于磁傳感器230處的磁場(chǎng)由指向每個(gè)二維區(qū)域的虛箭頭表示。在這里,磁傳感器230可確定:當(dāng)所感測(cè)的磁場(chǎng)分量落在表示潛在位置的二維區(qū)域內(nèi)時(shí),可移動(dòng)物體210處于潛在位置。
在一些實(shí)施方式中,限定位置的針對(duì)分量的磁場(chǎng)范圍可由與該分量相關(guān)聯(lián)的總體磁場(chǎng)范圍的百分比表示。例如,基于傳感器設(shè)置過程,磁傳感器230可存儲(chǔ)如下信息:該信息指示與潛在位置相關(guān)聯(lián)的針對(duì)磁場(chǎng)的x分量的磁場(chǎng)范圍被描述為在可由磁傳感器230感測(cè)的總體磁場(chǎng)范圍的傳感器設(shè)置過程±5%(即,總共10%)期間測(cè)量的磁場(chǎng)的x分量。
在一些實(shí)施方式中,磁傳感器230可基于兩個(gè)感測(cè)的磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。例如,磁傳感器230可通過確定所感測(cè)的磁場(chǎng)的x分量和所感測(cè)的磁場(chǎng)的y分量落在哪個(gè)二維區(qū)域(由一對(duì)磁場(chǎng)范圍限定)內(nèi)來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置,如以上關(guān)于示例實(shí)施方式600描述的。
附加或替換地,磁傳感器230可基于單個(gè)感測(cè)的磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息來標(biāo)識(shí)磁體220的位置。例如,由于圖7a的二維區(qū)域的x分量重疊和/或幾乎重疊,因此磁傳感器230可僅基于與磁場(chǎng)的y分量相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)范圍來標(biāo)識(shí)磁體220的位置(例如,因?yàn)樗袦y(cè)的磁場(chǎng)的y分量對(duì)于每個(gè)潛在位置是唯一的)。在該示例中,所感測(cè)的x分量可用作似真性檢查,但這當(dāng)如在該示例中那樣針對(duì)x方向的磁場(chǎng)范圍的變化不顯著(如與針對(duì)y分量的磁場(chǎng)范圍的變化相比)時(shí)可能是不可靠的。然而,在該情況下,磁傳感器230可基于所感測(cè)的磁場(chǎng)的xy分量執(zhí)行似真性檢查。在這里,使用所感測(cè)的磁場(chǎng)的xy分量,似真性檢查是可能的,因?yàn)槊總€(gè)潛在位置沿著xy軸被唯一地標(biāo)識(shí)(即,在關(guān)于xy軸的任何位置之間不存在重疊)。
如圖7b中所示出的,將檢測(cè)范圍擴(kuò)展到更廣的一組潛在位置示出單獨(dú)使用所感測(cè)的磁場(chǎng)的y分量可能不足以標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。在該示例中,可能需要x分量和y分量來標(biāo)識(shí)可移動(dòng)物體210的位置。另外,位置的不同標(biāo)識(shí)需要兩個(gè)所感測(cè)的分量的組合,并且這可使用x分量和xy分量或者y分量和xy分量來實(shí)現(xiàn)。
特別地,雖然在潛在位置由二維區(qū)域限定的上下文中描述與圖7a和7b相關(guān)聯(lián)的實(shí)施方式,但是在其它實(shí)施方式中,潛在位置可由三維空間(例如,立方體、矩形等)限定,并且磁傳感器230可應(yīng)用類似技術(shù)來確定可移動(dòng)物體210在三維空間內(nèi)的位置,諸如當(dāng)磁傳感器230包括如以上關(guān)于圖4c和4d描述的感測(cè)元件310時(shí)。
如以上指示的,圖7a和7b僅僅被提供作為示例。其它示例是可能的,并且可不同于關(guān)于圖7a和7b所描述的內(nèi)容。
圖8包括可以之確定磁傳感器230的覆蓋度和錯(cuò)誤檢測(cè)能力的方式的示例圖形表示800。為了圖8的目的,假設(shè)磁傳感器230包括感測(cè)元件310,該感測(cè)元件310定位成感測(cè)磁場(chǎng)的x分量和磁場(chǎng)的y分量,如以上關(guān)于圖4a描述的。另外,假設(shè)磁體220的潛在位置由總體區(qū)域(被標(biāo)識(shí)為淺遮蔽的大方形)內(nèi)的二維區(qū)域(被標(biāo)識(shí)為深遮蔽的小方形)以類似于以上關(guān)于示例圖形表示700描述的方式的方式來限定。
如所示出的,磁傳感器230的覆蓋度可基于總體區(qū)域和二維區(qū)域來確定。如所示出的,磁傳感器230的覆蓋度可以是95%(例如,覆蓋度=1–有效區(qū)域/總體區(qū)域;總體區(qū)域=100%×100%=10000%;有效區(qū)域=5(10%×10%)=500%;覆蓋度=100%×(1-10000%/500%)=95%)。換句話說,在該示例中,磁傳感器230將檢測(cè)到與標(biāo)識(shí)磁體220的位置相關(guān)聯(lián)的錯(cuò)誤存在95%的概率。而且,任何錯(cuò)誤容易被檢測(cè)到并且在沒有附加測(cè)量的情況下被檢測(cè)到,因?yàn)榭苫谒袦y(cè)的磁場(chǎng)分量和限定潛在位置的信息來標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤。例如,當(dāng)所感測(cè)的分量不與對(duì)應(yīng)于潛在位置的任何組的磁場(chǎng)范圍匹配時(shí),磁傳感器230可檢測(cè)錯(cuò)誤。
如以上指示的,圖8僅僅被提供作為示例。其它示例是可能的,并且可不同于關(guān)于圖8所描述的內(nèi)容。
本文中描述的實(shí)施方式可涉及一種磁傳感器,其配置成基于對(duì)應(yīng)于軸系的一組感測(cè)的磁場(chǎng)分量(即,在不把所述一組感測(cè)的分量轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)的情況下)來確定與磁體連接的可移動(dòng)物體的位置。在一些實(shí)施方式中,所感測(cè)的磁場(chǎng)分量可對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的軸(例如,x軸、y軸、z軸等)和/或一個(gè)或多個(gè)其它軸(例如,不正交于x軸、y軸和/或z軸的軸)。以這種方式確定可移動(dòng)物體的位置提高磁傳感器的覆蓋度、磁傳感器的錯(cuò)誤檢測(cè)、和/或磁傳感器的似真性檢查能力。
前述公開內(nèi)容提供說明和描述,但不旨在是詳盡的或把實(shí)施方式限制到所公開的精確形式。修改和變化根據(jù)以上的公開內(nèi)容是可能的,或可從實(shí)施的實(shí)踐獲取修改和變化。
即使特征的特定組合被記載在權(quán)利要求中和/或被公開在說明書中,這些組合也不旨在限制可能實(shí)施方式的公開內(nèi)容。事實(shí)上,許多這些特征可以按照未在權(quán)利要求中特別記載和/或未在說明書中公開的方式進(jìn)行組合。雖然下面所列的每個(gè)從屬權(quán)利要求可直接從屬于僅一個(gè)權(quán)利要求,但是可能實(shí)施方式的公開內(nèi)容包括每個(gè)從屬權(quán)利要求與權(quán)利要求組中的每個(gè)其它權(quán)利要求的組合。
本文中使用的元件、動(dòng)作或指令不應(yīng)被解釋為關(guān)鍵或必要,除非如此明確描述。而且,如本文中使用的,冠詞“一”和“一個(gè)”旨在包括一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目,并且可與“一個(gè)或多個(gè)”可互換地使用。此外,如本文中使用的,術(shù)語“組”旨在包括一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目(例如,相關(guān)的項(xiàng)目、無關(guān)的項(xiàng)目、相關(guān)的項(xiàng)目和無關(guān)的項(xiàng)目的組合等),并且可與“一個(gè)或多個(gè)”可互換地使用。在旨在僅一個(gè)項(xiàng)目的情況下,使用術(shù)語“一個(gè)”或類似語言。而且,如本文中使用的,術(shù)語“具有”或類似術(shù)語旨在是開放式術(shù)語。另外,短語“基于”旨在表示“至少部分基于”,除非另外明確闡明。