專利名稱：高度計(jì)表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種具有高度計(jì)功能的電子表。本發(fā)明具體涉及一種表，包含用于測(cè)量外部壓力的壓力傳感器、用于計(jì)算高度值的高度計(jì)模塊和用于顯示所計(jì)算的高度值的模擬裝置，其中所述高度值是所測(cè)量的壓力值的函數(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)，特別是歐洲專利No.1 396 766 A1中，這樣的電子模擬顯示潛水表已經(jīng)為人們所知，在這種表中，當(dāng)前時(shí)間的顯示指針還用于顯示與潛水相關(guān)的數(shù)據(jù)，特別是潛水者的瞬時(shí)深度。為此，所述表包含用于測(cè)量外部周圍的壓力的壓力傳感器，以及用于計(jì)算潛水者深度并且利用所述表的一個(gè)指針顯示所計(jì)算的深度的深度計(jì)模塊，所述潛水者深度是所測(cè)的壓力測(cè)量值的函數(shù)。
以相同的方式，可以設(shè)想用這樣的模塊來(lái)替代所述深度計(jì)模塊，所述模塊用于基于所測(cè)的壓力測(cè)量值來(lái)計(jì)算高度值，并且通過(guò)表的模擬裝置來(lái)顯示計(jì)算出的高度。
然而，此類高度計(jì)表具有取決于其所用之處的某些缺點(diǎn)。實(shí)際上，典型地在游泳運(yùn)動(dòng)期間，所述表的佩帶者規(guī)律地在水中和在水面外劃動(dòng)其手臂。因此，如果激活了所述高度計(jì)模式，那么由所述傳感器測(cè)量的壓力值會(huì)隨著每次在空氣和水之間的介質(zhì)改變而發(fā)生劇烈變化。假設(shè)當(dāng)進(jìn)入水下10厘米時(shí)所觀測(cè)的壓力變化與在空氣中100米引起的高度變化大致相當(dāng)，那么每次移動(dòng)時(shí)游泳者的手臂進(jìn)入水下幾十厘米的此類游泳運(yùn)動(dòng)，就意味著在每次這樣的移動(dòng)中，高度指示變化了幾十米。盡管對(duì)于所述表的佩帶者來(lái)說(shuō)，所述模擬顯示裝置通常引人注目而且易于讀懂，但是在所述情況下具有這樣的缺點(diǎn)，即它必須隨著這樣的兩個(gè)位置之間的相當(dāng)大的高度變化而變化，從而導(dǎo)致例如指針的指示裝置發(fā)生大幅擺動(dòng)，所述兩個(gè)位置指的是對(duì)應(yīng)于水面處的真實(shí)高度的第一位置，和當(dāng)游泳者的手臂位于水下時(shí)對(duì)應(yīng)于錯(cuò)誤的低得多的高度的第二位置。舉例來(lái)說(shuō)，在海拔高度為400米的湖中有一游泳者，并且游泳動(dòng)作周期性地將所述游泳者的手臂帶入水下40厘米的深度，這樣，所述模擬高度指示器將在指示400米(即手臂位于水面上)和指示0米(即手臂位于水下)的刻度之間頻繁擺動(dòng)。對(duì)于高度計(jì)模式來(lái)說(shuō)，以這樣的方式工作是無(wú)法忍受的。實(shí)際上，一方面，假如在高度計(jì)模式下所述模擬高度顯示裝置出現(xiàn)大幅擺動(dòng)，則使用者可能懷疑其手表是否正常工作，而且另一方面，由于所述模擬顯示裝置由電動(dòng)機(jī)來(lái)控制，所述模擬顯示裝置來(lái)回?cái)[動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致便攜式儀表所不希望的額外功率損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的之一是通過(guò)實(shí)施這樣的方法來(lái)克服上述缺點(diǎn)，所述方法即，當(dāng)無(wú)意中使用高度計(jì)模式時(shí)自動(dòng)退出所述模式。本發(fā)明還涉及實(shí)施本方法的電子高度計(jì)表。
因此，根據(jù)第一個(gè)方面，本發(fā)明涉及使電子表能夠自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式的方法，其包含以下步驟a)通過(guò)激活所述表的高度計(jì)模塊進(jìn)入高度計(jì)模式；b)使用所述表的壓力傳感器來(lái)測(cè)量用于計(jì)算第一高度值的至少一個(gè)第一壓力值；c)使用所述壓力傳感器來(lái)測(cè)量用于計(jì)算第二高度值的至少一個(gè)第二壓力值；d)使用所述高度計(jì)模塊的變化檢測(cè)器，將所述第一和第二壓力值或者高度值之間的差值，與確定的壓力或者高度變化門限進(jìn)行比較；e)當(dāng)所述比較的結(jié)果是高于所述確定的壓力或者高度變化門限時(shí)，自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式，并且停止通過(guò)所述模擬顯示裝置顯示高度值。
根據(jù)所述方法的優(yōu)選實(shí)施例，以確定的采樣頻率重復(fù)步驟b)和c)的壓力值測(cè)量和高度值計(jì)算，步驟d)包含以下兩個(gè)子步驟d1)將倒數(shù)第二個(gè)高度值之前所計(jì)算的高度值和所述倒數(shù)第二個(gè)高度值之間的差值，與確定的高度變化門限進(jìn)行比較，以及；d2)將所述倒數(shù)第二個(gè)高度值之前所計(jì)算的高度值和最后所計(jì)算的高度值之間的差值，與所述同一確定的高度變化門限進(jìn)行比較。
并且步驟e)是，當(dāng)d1)和d2)完成的兩個(gè)差值結(jié)果都高于所述確定的高度變化門限時(shí)，自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式，并且停止通過(guò)所述模擬顯示裝置顯示高度值。
還可能使用壓力過(guò)濾器，使得每個(gè)高度值的計(jì)算將基于至少兩個(gè)先前所測(cè)的壓力值。
根據(jù)第二個(gè)方面，本發(fā)明還涉及這樣的電子高度計(jì)表，其包含壓力傳感器、用于在高度計(jì)模式下根據(jù)由所述壓力傳感器測(cè)量的壓力值來(lái)計(jì)算高度值的高度計(jì)模塊、以及用于顯示所計(jì)算的高度值的模擬顯示裝置，其特征在于，所述高度計(jì)模塊包含變化檢測(cè)器，用于將所定義的平均壓力值或者平均高度值之間的差與確定的壓力或者高度變化門限進(jìn)行比較，并且所述電子高度計(jì)表進(jìn)一步包含由所述變化檢測(cè)器的輸出來(lái)控制的模式選擇裝置，用以自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式，并且停止通過(guò)所述模擬顯示裝置顯示高度值。
有利的是，所述高度計(jì)模塊還進(jìn)一步包含壓力過(guò)濾器或/和高度過(guò)濾器，用于給所述變化檢測(cè)器提供平均壓力值或者平均高度值。


通過(guò)非限定例子和附圖的說(shuō)明，閱讀關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將顯得愈發(fā)明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的高度計(jì)手表的正視圖；圖2示出通過(guò)所述手表的控制構(gòu)件來(lái)控制的時(shí)間模式和高度計(jì)模式的操作狀態(tài)圖；圖3示出所述手表的電子電路的框圖；圖4是示出退出所述高度計(jì)模式的第一種方法的步驟圖；圖5a-5d示出根據(jù)退出所述高度計(jì)模式的第二種優(yōu)選方法的退出所述高度計(jì)模式的第一個(gè)例子；以及圖6a-6c示出根據(jù)所述退出高度計(jì)模式的第二種優(yōu)選方法的退出所述高度計(jì)模式的第二個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式
以下描述僅為舉例說(shuō)明。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于其高度計(jì)模式下的高度計(jì)手表1的正視圖。在此圖中可以看到，所述手表的表盤2包含例如由時(shí)針3和分針4組成的模擬顯示裝置，在所述手表的顯示模式下，它們通過(guò)指向所述表盤的內(nèi)刻度5來(lái)指示時(shí)間。所述手表還進(jìn)一步包含在所述手表的外圈(bezel)上設(shè)置的第二刻度6。所述刻度用于高度模式(在此示出)，包含從0到9990米的高度指示。優(yōu)選使用以下方式設(shè)置所述顯示。當(dāng)要顯示的高度低于1000米時(shí)，所述兩個(gè)指針重疊且對(duì)著與所述高度對(duì)應(yīng)的刻度。當(dāng)所述高度高于或者等于1000米時(shí)，如所述例子所示，要顯示的高度為2550米，則所述指針中的一個(gè)(例如時(shí)針3)將被置于對(duì)著所述2000米的數(shù)字刻度處，并且另一個(gè)指針(在此是分針4)被置于對(duì)著剩余高度(即550米)所對(duì)應(yīng)的刻度處。所述不同的顯示技術(shù)依賴于所述高度是低于1000米還是相反地高于1000米，它具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，在相當(dāng)大的高度范圍(0到9990)內(nèi)無(wú)論顯示什么高度，都非常清楚并且對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)易于讀懂。應(yīng)注意，假如使用者能夠意識(shí)到他是接近海平面(100，200，300……)還是位于山上(1100，2200，3300……)，那么，在100米、200米、300米的高度指示和1100米，2200米，3300米的高度指示之間引起混淆的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)很小。當(dāng)然，所述兩個(gè)指針的作用可以對(duì)調(diào)，盡管當(dāng)它們用于顯示當(dāng)前時(shí)間時(shí)，通常優(yōu)選所述時(shí)針提供的指示大于所述分針提供的指示。
所述手表進(jìn)一步包含用于在時(shí)間模式和高度計(jì)模式之間進(jìn)行切換的控制構(gòu)件7。所述控制構(gòu)件7可以通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)，例如所示的柄軸式表冠(stem-crown)、按鈕、觸摸類型的液晶或者甚至是通過(guò)加速度計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的表殼上的震動(dòng)檢測(cè)。
圖2示出了通過(guò)所述手表的控制構(gòu)件來(lái)控制的所述時(shí)間模式和高度計(jì)模式的操作狀態(tài)圖。為了簡(jiǎn)化圖2的描述，認(rèn)為所述控制構(gòu)件為柄軸式表冠，當(dāng)然也可以假設(shè)其他控制構(gòu)件的組合。
當(dāng)前狀態(tài)E1或初始狀態(tài)為時(shí)間模式，其中所述手表通過(guò)所述指針為使用者提供時(shí)間指示，并且所述柄軸式表冠位于第一未拔出位置T1。從所述時(shí)間模式開始，以傳統(tǒng)的方式，有可能設(shè)置所述柄軸式表冠的第二拔出位置T2，其中所述使用者可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述指針的柄軸式表冠來(lái)校準(zhǔn)所述時(shí)間指示。所述手表的時(shí)間設(shè)置模式與本圖中的狀態(tài)E2相對(duì)應(yīng)。通過(guò)將所述柄軸式表冠復(fù)位到其未拔出位置T1，所述手表返回所述初始狀態(tài)E1或者時(shí)間模式。還是從所述初始狀態(tài)E1(也就是時(shí)間模式)開始，在所述柄軸式表冠上的短期壓力作用(PC)將激活所述手表的間歇高度計(jì)模式(狀態(tài)E3)，其中所述手表將在短期的確定時(shí)間間隔內(nèi)提供高度指示，并且當(dāng)所述時(shí)間間隔消逝時(shí)或者在所述柄軸式表冠上有另外的壓力作用后(PC或者5秒)，所述手表將返回狀態(tài)E1。舉例來(lái)說(shuō)，短期壓力作用指的是小于2秒，而在返回時(shí)間模式之前的所述短期時(shí)間間隔則設(shè)定為5秒。仍然考慮所述手表處于初始狀態(tài)E1(時(shí)間模式)時(shí)，在所述柄軸式表冠上的長(zhǎng)期壓力作用(PL)將激活所述手表的持續(xù)高度計(jì)模式(狀態(tài)E4)，其中所述手表將在長(zhǎng)期的確定時(shí)間間隔內(nèi)提供高度指示，所述時(shí)間間隔比所述間歇高度計(jì)模式中的時(shí)間間隔長(zhǎng)得多。當(dāng)所述長(zhǎng)期的確定時(shí)間間隔消逝時(shí)，或者在所述柄軸式表冠上有另外長(zhǎng)期壓力作用后(PL或者12個(gè)小時(shí))，所述手表將返回狀態(tài)E1。舉例來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)期壓力作用指的是介于2秒到5秒之間的時(shí)長(zhǎng)，而在返回時(shí)間模式之前的所述長(zhǎng)期時(shí)間間隔則設(shè)定為12個(gè)小時(shí)。當(dāng)處于狀態(tài)E4時(shí)，在所述柄軸式表冠上的短期壓力作用(PC)將激活所述手表的間歇時(shí)間模式(狀態(tài)E5)，其中所述手表將在短期時(shí)間間隔內(nèi)(例如5秒)提供時(shí)間指示，或者直到在所述柄軸式表冠上出現(xiàn)另外的短期壓力作用后(PC或者5秒)，所述手表才返回所述連續(xù)高度計(jì)模式(狀態(tài)E4)。在所述間歇高度計(jì)模式(狀態(tài)E3)和持續(xù)高度計(jì)模式(狀態(tài)E4)下，將所述柄軸式表冠置于其拔出位置T2，將使得所述手表進(jìn)入高度計(jì)校準(zhǔn)模式(狀態(tài)E6)，其中有可能通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述柄軸式表冠來(lái)調(diào)整所顯示的高度。還應(yīng)注意，在時(shí)間模式(狀態(tài)E1)下，優(yōu)選將在所述柄軸式表冠上的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的壓力作用(PTL)作為進(jìn)入指針重置模式(狀態(tài)E7)，所述指針重置模式用于通過(guò)將所述柄軸式表冠置于其拔出位置T2然后旋轉(zhuǎn)所述柄軸式表冠，來(lái)重置所述指針。通過(guò)重新將所述柄軸式表冠置于其未拔出位置T1來(lái)返回所述時(shí)間模式。
圖3以結(jié)構(gòu)圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高度計(jì)手表的電子電路的例子。在所述時(shí)間模式下，所述手表的時(shí)基11控制用于驅(qū)動(dòng)指針13和14的電動(dòng)機(jī)12的前向運(yùn)轉(zhuǎn)，從而顯示與時(shí)間相關(guān)的信息。激活控制構(gòu)件17將使得所述手表從時(shí)間模式切換到高度計(jì)模式，反之亦然。如前所述，可以假設(shè)任何類型的控制構(gòu)件。模式選擇裝置21被設(shè)置為選擇性地激活/撤銷所述高度計(jì)模式(ALTI_SEL)和所述時(shí)間模式。在此，所述選擇裝置21被簡(jiǎn)單描述為位于兩個(gè)開關(guān)上游的邏輯門和逆變器的形式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以設(shè)置任何其他合適的機(jī)電裝置。進(jìn)入所述高度計(jì)模式的過(guò)程將激活高度計(jì)模塊15。所述高度計(jì)模塊包含用于測(cè)量外部周圍壓力的壓力傳感器16、用于通過(guò)所述手表的時(shí)基來(lái)控制提取所述壓力測(cè)量值的頻率采樣單元18、用于根據(jù)所提取的壓力測(cè)量值來(lái)計(jì)算高度值的壓力-高度轉(zhuǎn)換器19、以及變化檢測(cè)器20，所述變化檢測(cè)器用于當(dāng)壓力變化(路徑A)，或者根據(jù)另一方法的高度變化(路徑B)超出確定的變化門限時(shí)，所述手表能夠退出所述高度計(jì)模式?？梢圆捎美鐪p法器后接比較器的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)變化檢測(cè)器20，其中所述減法器接收兩個(gè)壓力值(路徑A)或者兩個(gè)高度值(路徑B)，所述比較器中分別有壓力變化門限(路徑A)或者高度變化門限(路徑B)。更為普遍的是，可以通過(guò)在微控制器上編程的邏輯電路或者邏輯方程的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)變化檢測(cè)器20，從而比較在兩個(gè)確定的時(shí)間間隔內(nèi)提取的壓力值的一個(gè)函數(shù)的開方根，和與所述函數(shù)的結(jié)果同源的確定變化門限。當(dāng)由變化檢測(cè)器20執(zhí)行的比較的結(jié)果顯示需要自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式時(shí)，變化檢測(cè)器20將向模式選擇裝置21的輸入發(fā)送自動(dòng)停止信號(hào)(AUTO_OFF)。于是，撤銷了所述ALTI_SEL信號(hào)，使得所述手表自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式，并且所述模擬顯示裝置切換到時(shí)間模式。
在此，將參照?qǐng)D4詳細(xì)描述有關(guān)自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式的第一種方法的所述高度計(jì)模式的操作，并且將參照?qǐng)D5a-5d和圖6a-6c描述有關(guān)自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式的第二種方法的所述高度計(jì)模式的操作。
圖4示出了自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式的第一種簡(jiǎn)化方法。在所述例子中，所述采樣頻率設(shè)為1赫茲，也就是每秒一個(gè)壓力測(cè)量值。為了讓所述壓力-高度轉(zhuǎn)換器計(jì)算出高度值，可以采用以下公式H＝153.85×T0×[1-(P/P0)0.190255] (1)其中，T0＝228.15K＝15℃，P表示周圍環(huán)境大氣壓，并且在海平面，P0＝1013.25mbar。上述等式是在溫度變化率為-6.5℃/1000m，即高度升高1000米溫度下降6.5℃的條件下定義的。
當(dāng)激活所述手表的控制構(gòu)件時(shí)，所述手表返回所述高度計(jì)模式(步驟a)。進(jìn)入高度計(jì)模式的過(guò)程激活了高度計(jì)模塊15。測(cè)量頻率采樣單元18由所述手表的時(shí)基11進(jìn)行計(jì)時(shí)，控制壓力傳感器16，使得所述壓力傳感器16以期望的頻率(在此為1Hz)進(jìn)行壓力測(cè)量。在步驟b)中，進(jìn)行第一壓力測(cè)量，將所測(cè)的壓力值P1提供給壓力-高度轉(zhuǎn)換器19，由其計(jì)算與所測(cè)量的壓力值對(duì)應(yīng)的高度值H1。所計(jì)算的壓力值H1將由模擬顯示裝置13和14顯示為高度值。在步驟c)中，進(jìn)行第二壓力測(cè)量，將所測(cè)的壓力值P2提供給壓力-高度轉(zhuǎn)換器19，由其計(jì)算第二高度值H2。
根據(jù)圖3中路徑A所描述的方法，將兩個(gè)所測(cè)量的壓力值P1和P2提供給變化檢測(cè)器20，變化檢測(cè)器20對(duì)所述兩個(gè)值的差值(P2-P1)與確定的壓力變化門限(SVP)進(jìn)行比較(步驟d)，若是所述差值超過(guò)了所述壓力變化門限(P2-P1≥SVP)，則認(rèn)為在實(shí)際環(huán)境中并未使用所述高度計(jì)，于是所述手表自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式(步驟e)。根據(jù)圖3中路徑B所描述的方法，將兩個(gè)所計(jì)算的高度值P1和P2提供給變化檢測(cè)器20，變化檢測(cè)器20對(duì)所述高度的差值(H2-H1)與確定的高度變化門限(SVH)進(jìn)行比較，若是所述差值超過(guò)了所述高度變化門限(H2-H1≥SVH)，則所述手表自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式(步驟e)。在兩種方法中，將變化門限(SVP，SVH)設(shè)定得比人們?cè)谧杂陕潴w運(yùn)動(dòng)中的門限值要高，這很有利。這樣，例如在路徑B，對(duì)于采樣頻率為1赫茲的情況，選擇SVH＝100米，也就是對(duì)應(yīng)每秒下降100米的門限，極為有利，所述門限值比人們?cè)谧杂陕潴w運(yùn)動(dòng)中的速度要高。對(duì)于這樣的情況，即所述壓力變化(P2-P1)或者所述高度變化(H2-H1)分別低于所述壓力變化門限SVP或者所述高度變化門限SVH，則顯示所計(jì)算的高度H2，并且測(cè)量另一壓力測(cè)量值P3，計(jì)算另一對(duì)應(yīng)的高度H3，并且分別使用最后兩個(gè)所測(cè)量的壓力值P2和P3或者最后兩個(gè)所計(jì)算的高度值H2和H3，來(lái)執(zhí)行比較步驟d)。應(yīng)注意，或者，還有可能分別將所述壓力變化的絕對(duì)值(路徑A)和所述高度變化的絕對(duì)值(路徑B)與所述壓力變化門限或者高度變化門限進(jìn)行比較。
通過(guò)所述第一種方法的變形，有可能比較非連續(xù)的壓力值或者高度值。將相隔3秒的兩個(gè)高度值與設(shè)定為300米的高度變化門限SVH進(jìn)行比較，這極為有利。
根據(jù)另一變形，使用“壓力過(guò)濾器”極為有利。所述壓力傳感器包含存儲(chǔ)最后三個(gè)所測(cè)量壓力值的環(huán)形緩存器，以確定平均壓力值。或者，也可以使用存儲(chǔ)最后三個(gè)所計(jì)算的高度值的環(huán)形緩存器。
圖5a到5d示出了自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式的第二種優(yōu)選方法，用于當(dāng)認(rèn)為高度變化不合理或者不現(xiàn)實(shí)時(shí)，在最多3秒鐘內(nèi)退出所述模式。圖5a示出了所述壓力測(cè)量樣本，以及由所述壓力-高度轉(zhuǎn)換器計(jì)算而得的相應(yīng)高度。在所述例子中，所述采樣頻率還是設(shè)為1赫茲。根據(jù)所述第二種方法，使用“壓力過(guò)濾器”極為有利，其中所述壓力傳感器包含存儲(chǔ)最后三個(gè)壓力測(cè)量值(n，n-1和n-2)的環(huán)形緩存器，基于所述三個(gè)測(cè)量值，所述壓力傳感器將平均壓力值發(fā)送到所述壓力-高度轉(zhuǎn)換器，所述平均壓力值由以下公式給出Pn＝[n+(n-1)+(n-2)]/3 (2)于是所述壓力-高度轉(zhuǎn)換器將基于公式(1)計(jì)算出過(guò)濾高度，所述過(guò)濾高度依賴于根據(jù)公式(2)而得的最后三個(gè)壓力測(cè)量值的均值。以下將詳細(xì)描述使用所述壓力過(guò)濾器的優(yōu)勢(shì)，即當(dāng)?shù)谝粋€(gè)所測(cè)量的壓力值超過(guò)特定門限時(shí)，并不會(huì)立刻自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式?；蛘?，可以假設(shè)使用“高度門限”，用于使用由公式(1)計(jì)算的最后三個(gè)高度所顯示的高度。
圖5b示出了第一個(gè)“非觸發(fā)”測(cè)量樣本，也就是對(duì)于所述樣本，過(guò)濾高度值不會(huì)自動(dòng)觸發(fā)所述手表退出高度計(jì)模式。圖5b示出了對(duì)應(yīng)于5個(gè)過(guò)濾高度(hn，hn-1，hn-2，hn-3和hn-4)的5個(gè)壓力樣本(n，n-1，n-2，n-3和n-4)，所述過(guò)濾高度是根據(jù)公式(1)和(2)基于先前的壓力測(cè)量值計(jì)算的。
作為關(guān)于所檢測(cè)的高度或者壓力變化的函數(shù)，變化檢測(cè)器20的目標(biāo)是檢查所述高度計(jì)模式是否需要保持激活狀態(tài)。如果在特定時(shí)段內(nèi)，變化過(guò)于劇烈，則所述檢測(cè)器發(fā)送信號(hào)以自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式。
為此，對(duì)每個(gè)樣本(在所述例子中也就是每秒鐘)都有利地檢查兩個(gè)條件。使用雙重條件極為有利，因?yàn)樗苊馑鍪直頍o(wú)意中退出所述高度計(jì)模式，這有可能發(fā)生在例如當(dāng)使用者洗手時(shí)，所述傳感器暫時(shí)暴露在水花中，或者甚至在所述傳感器突然遭遇強(qiáng)大氣流時(shí)，例如當(dāng)使用者駕駛摩托車或者將手伸出疾駛的車窗時(shí)。
用敞口矩形c1表示的第一個(gè)條件，是檢查最后所計(jì)算的高度hn是否比4秒前所計(jì)算的高度值hn-4減去定義的高度標(biāo)準(zhǔn)之后的結(jié)果還低。于是，第一個(gè)條件可以表示如下hn＜(hn-4-“高度標(biāo)準(zhǔn)”) (c1)用敞口矩形c2表示的第二個(gè)條件，是檢查倒數(shù)第二個(gè)高度值hn-1是否比3秒前所計(jì)算的高度值hn-4減去定義的高度值之后的結(jié)果還低。第二個(gè)條件可以表示如下hn-1＜(hn-4-“高度標(biāo)準(zhǔn)”) (c2)假如按照所述第二種方法，希望在檢測(cè)到不合理的高度變化之后最多3秒內(nèi)退出高度計(jì)模式，那么所述高度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)設(shè)定得大于在這3秒的時(shí)段內(nèi)人們?cè)谧杂陕潴w運(yùn)動(dòng)中可能的高度變化，例如，在打開降落傘之前的跳傘過(guò)程中。所述高度標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選設(shè)定為300米。這樣，所述手表能夠確保當(dāng)3秒內(nèi)的最小高度變化大于300米(條件c2)時(shí)自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式。還應(yīng)注意，所述兩個(gè)條件c1)和c2)分別將最后所計(jì)算的高度(hn)和倒數(shù)第二個(gè)高度值(hn-1)與相同的先前所計(jì)算的高度(hn-4)進(jìn)行比較，這樣將避免所述手表無(wú)意中退出所述高度計(jì)模式，并且能夠充分檢測(cè)到要求所述手表退出高度計(jì)模式的任何不適當(dāng)?shù)氖褂谩?br> 從圖5b中可以看到，所述兩個(gè)條件c1和c2均為滿足，實(shí)際上所述高度值hn-4位于兩個(gè)矩形c1和c2之外，未超過(guò)所述高度標(biāo)準(zhǔn)。
圖5c示出了只滿足第一個(gè)條件c1的過(guò)渡樣本的情況。在所示例子中，所述手表的使用者可能已經(jīng)進(jìn)入水下，因?yàn)閷?duì)應(yīng)于所提取的最后的壓力樣本n的最后的高度值hn已經(jīng)明顯低于先前的高度值hn-1，即先前圖5b中的高度值hn。然而，由于所述壓力過(guò)濾器，獲取的值并未滿足第二個(gè)條件c2。實(shí)際上，通過(guò)矩形c1和c2，可以清楚看到，高度值hn-4位于矩形c1內(nèi)，因此滿足第一個(gè)條件，然而，所述同樣的高度值hn-4位于矩形c2之外，因此并不滿足第二個(gè)條件。所以，所述手表保持在所述高度計(jì)模式。
圖5d示出了滿足所述兩個(gè)條件的樣本，從而使得所述手表退出高度計(jì)模式。在圖5d中，所述使用者可能仍在水下，這樣測(cè)量到的第二個(gè)壓力值對(duì)應(yīng)著不現(xiàn)實(shí)的高度值。由于所述壓力過(guò)濾器考慮了最后三個(gè)壓力測(cè)量值，其過(guò)濾效果因?yàn)槿齻€(gè)值中的兩個(gè)高壓值而減弱。矩形c1和c2再一次給出了將要檢查的兩個(gè)條件?？梢钥吹?，值hn-4不僅位于矩形c1內(nèi)，而且也位于矩形c2內(nèi)。因此，同時(shí)滿足所述兩個(gè)條件，也就是所述高度計(jì)檢測(cè)到高度變化大于自由落體運(yùn)動(dòng)，在此處特定例子中，就是在3秒內(nèi)大于300米。所以，為了避免所述指針顯示不可信的變化值從而誤導(dǎo)使用者，所述變化檢測(cè)器將自動(dòng)發(fā)送高度計(jì)模式退出信號(hào)。這樣，在第一次不現(xiàn)實(shí)/不合理的壓力測(cè)量與退出所述高度計(jì)模式之間，經(jīng)歷了3秒鐘。
根據(jù)所述第二種自動(dòng)退出方法，圖6a到6c又示出了由非常突然的壓力或者高度變化導(dǎo)致的提前退出的例子。圖6a示出了作為所提取的壓力樣本的函數(shù)所計(jì)算的高度的分布。用虛線框出的區(qū)域示出了所述壓力測(cè)量突然變化的時(shí)刻。所述變化發(fā)生在例如，如果使用者潛入水下，或者如果所述變化之前的測(cè)量是在水面進(jìn)行的，并且隨后的測(cè)量是在水下某深度處進(jìn)行的。
圖6b示出了在所述突然壓力變化之后的第一個(gè)樣本。使用與之前相同的兩個(gè)條件c1和c2。因?yàn)樗龈叨戎礹n-4位于矩形c1內(nèi)，所以所述第一個(gè)條件滿足。因?yàn)樗⑽纯紤]最后測(cè)量的高度值hn，所以所述第二個(gè)條件明顯未滿足。
圖6c示出了對(duì)所述突然壓力變化之后第二個(gè)樣本的分析。所述第一個(gè)條件仍然滿足，并且已經(jīng)計(jì)算出第二個(gè)不現(xiàn)實(shí)的高度值。此外，此時(shí)也滿足所述第二個(gè)條件，這是因?yàn)橛糜谧鳛閰⒖嫉母叨戎凳窍惹暗臉颖舅鶎?duì)應(yīng)的值，也就是新的值hn-1，圖6b中的原高度值hn。既然同時(shí)滿足所述兩個(gè)條件c1和c2，在計(jì)算出不現(xiàn)實(shí)的高度值之后僅僅2秒鐘，所述變化檢測(cè)器就發(fā)送自動(dòng)高度計(jì)模式退出信號(hào)。
應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由附屬權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上文所述的本發(fā)明的高度計(jì)模式自動(dòng)退出方法，以及實(shí)現(xiàn)所述方法的手表加以各種變更和/或改進(jìn)。特別地，關(guān)于所述模擬顯示裝置，可以設(shè)想多種選擇，包括使用指針或其它的來(lái)顯示時(shí)間，使用刻度盤或者機(jī)械計(jì)數(shù)器，在所述手表表盤上的開孔(aperture)或者窗口處顯示所計(jì)算的高度值。關(guān)于所述壓力過(guò)濾器，可以設(shè)想制造僅兩個(gè)壓力值的平滑裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于具有對(duì)于所測(cè)量壓力值反應(yīng)更為靈敏的高度值，或者相反地，制造四個(gè)壓力值的平滑裝置，它具有這樣的效果，即，使得高度變化不太突然，并且在所測(cè)壓力值發(fā)生劇烈變化時(shí)，減小所述指針的突然轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，所述平滑裝置不應(yīng)該包含更多的值，以避免完全平滑了所計(jì)算的高度值，所述完全平滑高度值的情況會(huì)阻止在高度計(jì)模式下對(duì)使用者的不適當(dāng)行為的檢測(cè)，從而阻止從所述模式中有效退出。
權(quán)利要求
1.一種使得配備高度計(jì)模式的電子表能夠自動(dòng)退出所述模式的方法，包含以下步驟a)通過(guò)激活所述表的高度計(jì)模塊進(jìn)入高度計(jì)模式；b)使用所述表的壓力傳感器來(lái)測(cè)量用于計(jì)算第一高度值(H1)的至少一個(gè)第一壓力值(P1)；c)使用所述壓力傳感器來(lái)測(cè)量用于計(jì)算第二高度值(H2)的至少一個(gè)第二壓力值(P2)；d)使用所述高度計(jì)模塊中的變化檢測(cè)器，將上述第一和第二壓力值之間的差值(P2-P1)或者上述第一和第二高度值之間的差值(H2-H1)，與確定的壓力變化門限(SVP)或者高度變化門限(SVH)進(jìn)行比較；e)當(dāng)所述比較的結(jié)果是高于所述確定的壓力或者高度變化門限時(shí)，自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式，并且停止通過(guò)模擬顯示裝置顯示高度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述確定的變化門限(SVH)大于人們?cè)谧杂陕潴w運(yùn)動(dòng)中的高度變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所考慮的兩個(gè)高度值相隔3秒，并且所述高度變化門限(SVH)設(shè)定為300米。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在步驟b)和c)中使用壓力過(guò)濾器，并且步驟b)和c)分別為b)使用所述表的壓力傳感器來(lái)測(cè)量至少兩個(gè)第一壓力值，從而定義用于計(jì)算第一高度值(H1)的第一平均壓力值(P1moy)；c)使用所述壓力傳感器來(lái)測(cè)量至少兩個(gè)第二壓力值，從而定義用于計(jì)算第二高度值(H2)的第二平均壓力值(P2moy)；
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，以確定的采樣頻率，重復(fù)進(jìn)行步驟b)和c)的壓力值測(cè)量和高度值計(jì)算，并且步驟d)包括以下兩個(gè)子步驟d1)將倒數(shù)第二個(gè)高度值(hn-1)之前所計(jì)算的高度值(hn-4)和所述倒數(shù)第二個(gè)高度值(hn-1)之間的差值，與確定的高度變化門限(SVH)進(jìn)行比較，以及；d2)將所述倒數(shù)第二個(gè)高度值之前所計(jì)算的高度值(hn-4)和最后所計(jì)算的高度值(hn)之間的差值，與所述相同確定的高度變化門限進(jìn)行比較；并且步驟e)是，當(dāng)子步驟d1)和d2)完成的兩個(gè)差值結(jié)果都高于所述確定的高度變化門限時(shí)，自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式，并且停止通過(guò)所述模擬顯示裝置顯示高度值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，在子步驟d1)和d2)中使用的先前所計(jì)算的高度值是在最后所計(jì)算的高度值(hn)之前的第四個(gè)高度值(hn-4)，并且所述高度變化門限也設(shè)為300米。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或者6的方法，其特征在于，使用壓力過(guò)濾器，使得每個(gè)高度值的計(jì)算基于定義了平均壓力值(pn)的至少兩個(gè)先前所測(cè)量的壓力值(n，n-1，n-2)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在步驟e)中，停止顯示所述高度值即為將所述模擬顯示裝置切換到時(shí)間模式。
9.一種電子表(1)，包含壓力傳感器(14)、用于在高度計(jì)模式下根據(jù)所述壓力傳感器測(cè)量的壓力值來(lái)計(jì)算高度值的高度計(jì)模塊(15)、以及用于顯示所計(jì)算的高度值的模擬顯示裝置(3，4)，其特征在于，所述高度計(jì)模塊包含變化檢測(cè)器(20)，所述變化檢測(cè)器(20)包含接收兩個(gè)壓力值或者兩個(gè)高度值的減法器，以及用于將所述減法器輸出的結(jié)果與壓力或高度變化門限進(jìn)行比較的比較器；以及所述電子表進(jìn)一步包含由所述變化檢測(cè)器的輸出控制的模式選擇裝置(21)，用于當(dāng)所述兩個(gè)壓力值或兩個(gè)高度值之間的差值分別高于所述壓力或高度變化門限時(shí)，自動(dòng)退出所述高度計(jì)模式，并且停止通過(guò)所述模擬顯示裝置顯示高度值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電子表，其特征在于，所述高度計(jì)模塊進(jìn)一步包含給所述變化檢測(cè)器提供平均壓力值的壓力過(guò)濾器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的電子表，其特征在于，所述高度計(jì)模塊進(jìn)一步包含給所述變化檢測(cè)器提供平均高度值的高度過(guò)濾器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使電子表能夠自動(dòng)退出高度計(jì)模式的方法，其包含以下步驟(a)通過(guò)激活所述表的高度計(jì)模塊進(jìn)入高度計(jì)模式；(b)使用所述表的壓力傳感器來(lái)測(cè)量用于計(jì)算第一高度值(H1)的至少一個(gè)第一壓力值(P1)；(c)使用所述壓力傳感器來(lái)測(cè)量用于計(jì)算第二高度值(H2)的至少一個(gè)第二壓力值(P2)；(d)使用所述高度計(jì)模塊中的變化檢測(cè)器，將上述第一和第二壓力值之間的差值(P2－P1)或者高度值之間的差值(H2－H1)與確定的壓力變化門限(S
文檔編號(hào)G04G99/00GK1932698SQ20061015384
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者C-A·吉奧奎, L·塔爾波特, F·布隆德奧 申請(qǐng)人:Eta瑞士鐘表制造股份有限公司