專利名稱：測量參考傾斜的便攜式終端及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量參考傾斜的便攜式終端和測量該參考傾斜的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種包含利用重力加速度值測量參考傾斜的運(yùn)動傳感器的便攜式終端，和一種測量參考傾斜的方法。
背景技術(shù)：
近年來，便攜式終端，例如移動通信終端或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的使用大大增加。這些便攜式終端在很多應(yīng)用，例如，打電話，管理時(shí)間表，使用嵌入式數(shù)字相機(jī)拍照，觀看衛(wèi)星廣播或者玩游戲都廣泛使用。特別地，隨著便攜式終端的游戲數(shù)量顯著地增長，這些終端具有適合適用于玩游戲的各種形狀和功能。一般地，便攜式終端使用鍵盤或者觸摸屏來操縱。也可以通過運(yùn)動檢測傳感器的運(yùn)動和傾斜來操縱。因此，當(dāng)閱讀一本顯示在便攜式終端上面的書時(shí)，滾動功能可以通過使用便攜式終端傾斜來操縱，而不用操縱滾動條。另外，正在開發(fā)運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的新游戲。
通過利用其檢測的傾斜以及鍵盤的按鈕來玩游戲的便攜式終端需要運(yùn)動傳感器來檢測該傾斜和該運(yùn)動信息。有很多類型的運(yùn)動傳感器，具有代表性的類型是使用加速計(jì)的傳感器。
圖1示出了通過運(yùn)動傳感器測量加速度值。在圖1中，通過運(yùn)動傳感器測量的加速度是重力加速度。運(yùn)動傳感器計(jì)算對于時(shí)間(t)的x軸110的加速度Ax(t)、y軸110的加速度Ay(t)和z軸120的加速度Az(t)，并且根據(jù)時(shí)間測量加速度的偏差。以這種方式，運(yùn)動傳感器測量便攜式終端的傾斜和位置變化。
運(yùn)動傳感器可以用于如飛機(jī)、船或者導(dǎo)彈的交通工具中作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)的一部分。在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，x軸的滾動角Roll(Φ)和y軸的俯仰角Pitch(θ)由下面的等式(1)計(jì)算。
φ＝atan2(-Ay，-Az)θ=atan2(Ax,Ay2+Az2)---(1)]]>其中，atan2(a，b)是arg(b+ia)，i是虛數(shù)單位，arg是復(fù)數(shù)的幅角。這里，上面的等式(1)可被修正。
當(dāng)使用具有運(yùn)動傳感器的便攜式終端玩游戲時(shí)，需要關(guān)于某一狀態(tài)的相對傾斜值。即，需要便于用戶操縱和傾斜便攜式終端來方便玩游戲的開始狀態(tài)。這個(gè)傾斜被稱為參考傾斜。
每次當(dāng)按下一個(gè)按鈕，例如便攜式終端的游戲開始按鈕，便攜式終端的傾斜信息被測量來作為參考傾斜。
但是，當(dāng)按下按鈕測量參考傾斜時(shí)，由于按下按鈕時(shí)發(fā)生振動，導(dǎo)致很難準(zhǔn)確測出參考傾斜。因?yàn)樵谛⌒徒K端中誤差的增加，所以這種問題變得更加嚴(yán)重。另外，如果當(dāng)按下按鈕時(shí)用戶正在移動，則由于移動引起的加速度成分被反映在上述的等式(1)中，從而參考傾斜也不能被準(zhǔn)確地測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種提高測量參考傾斜精確度的便攜式終端。
另外，本發(fā)明提供了一種提高精確度地測量參考傾斜的方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測量參考傾斜的便攜式終端，該便攜式終端包括運(yùn)動傳感器，利用重力加速度測量便攜式終端的傾斜；控制器，將預(yù)定時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值或其中的權(quán)值和的平均值來計(jì)算傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括將時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并測量時(shí)間段中的加速度，通過使用測量的加速度計(jì)算單獨(dú)的時(shí)間段中的標(biāo)準(zhǔn)偏差；確定一個(gè)時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中，計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差連續(xù)地降到預(yù)定臨界值以下，超過重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量；根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值或其中的權(quán)值和的平均值來計(jì)算傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚，其中圖1示出傳統(tǒng)的運(yùn)動傳感器測量的加速度值；圖2是根據(jù)本發(fā)明測量參考傾斜的便攜式終端的方框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間段測量參考傾斜的方法的流程圖；和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間延遲后測量參考傾斜的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示例在附圖中示出。為了清楚簡明，省略了對于眾所周知的特性的詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供了一種具有運(yùn)動傳感器的便攜式終端。特別地，本發(fā)明提供了一種測量參考傾斜的便攜式終端和一種測量參考傾斜的方法。
圖2是根據(jù)本發(fā)明測量參考傾斜的便攜式終端的方框圖。
參照圖2，便攜式終端包括控制器200、顯示單元202、鍵區(qū)204、存儲器206、運(yùn)動傳感器208、通信單元210、天線212、編解碼器214、麥克風(fēng)216和揚(yáng)聲器218。
控制器200控制用于視頻通信的便攜式終端的所有操作。例如，控制器200處理并控制語音通信和數(shù)據(jù)通信。同樣，控制器200使用運(yùn)動傳感器測量參考傾斜。這里省略了控制器200的一般處理和控制操作的詳細(xì)描述。
顯示單元202顯示操作期間生成的狀態(tài)信息(或指示器)，例如數(shù)字和字母、運(yùn)動畫面和靜止畫面。顯示單元202可以使用彩色液晶顯示器(LCD)。
鍵區(qū)204包括數(shù)字鍵0-9和多個(gè)功能鍵，例如，菜單鍵、取消(刪除)鍵、構(gòu)造鍵、對話鍵、結(jié)束鍵、網(wǎng)路連接鍵和導(dǎo)航鍵。除一般的功能之外，鍵區(qū)204還包含傾斜測量按鈕，從而與用戶按鍵相應(yīng)的鍵輸入數(shù)據(jù)被傳送到控制器200。
存儲器206存儲控制便攜式終端所有操作的程序。同樣，存儲器206臨時(shí)存儲操作中生成的數(shù)據(jù)和補(bǔ)充數(shù)據(jù)(例如，電話號碼，SMS消息和圖片數(shù)據(jù))。
運(yùn)動傳感器208測量便攜式終端的狀態(tài)信息。運(yùn)動傳感器208是一種加速度測量裝置，用于測量作用于便攜式終端的加速度值。
在接收操作中，通信單元210通過下行轉(zhuǎn)換從天線210接收到的RF信號的頻率來對接收信號進(jìn)行解擴(kuò)和信道解碼。在發(fā)送操作中，通信單元210執(zhí)行對數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼和擴(kuò)頻，上轉(zhuǎn)換經(jīng)過信道編碼和擴(kuò)頻后的數(shù)據(jù)的頻率，并通過天線212發(fā)送該頻率。另外，通信單元210通過導(dǎo)頻信道接收基站的標(biāo)識號。
連接到控制器200的編解碼器214，以及連接到編解碼器214的麥克風(fēng)216和揚(yáng)聲器218用作語音通信的音頻輸入/輸出塊?？刂破?00產(chǎn)生脈沖編碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)，編解碼器214將PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號。模擬音頻信號通過揚(yáng)聲器218輸出。另外，編解碼器214將通過麥克風(fēng)216接收到的音頻信號轉(zhuǎn)換為PCM數(shù)據(jù)，并將PCM數(shù)據(jù)提供給控制器200。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間段測量參考傾斜的方法的流程圖。
在操作300中，將時(shí)間分成時(shí)間段，并在每個(gè)時(shí)間段測量加速度值。
在操作302中，指示用戶保持便攜式終端處于不動位置的消息在測量加速度的時(shí)間段顯示。
在操作304中，通過使用操作300中在每個(gè)時(shí)間段測量的加速度值來計(jì)算每個(gè)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。然后，確定運(yùn)動最小的時(shí)間段。在這個(gè)時(shí)間段中，加速度的偏差連續(xù)地降到閾值以下，超過重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量。
在操作306中，以下在等式(2)中計(jì)算在確定的時(shí)間段(B)中的x軸加速度Ax(t)的均值，y軸加速度Ay(t)的均值和z軸加速度Az(t)的均值，或者以下在等式(3)計(jì)算權(quán)值和的平均值。
Axm=Σt∈BAx(t)N]]>Aym=Σt∈BAy(t)N---(2)]]>Azm=Σt∈BAz(t)N]]>(N在B段加速度測量的頻率)
Axw=Σt∈Bw(t)Ax(t)]]>Ayw=Σt∈Bw(t)Ay(t)---(3)]]>Azw=Σt∈Bw(t)Az(t)]]>在等式(3)中，關(guān)于時(shí)間(t)的所有權(quán)值(w(t))的和等于1。當(dāng)游戲開始時(shí)，希望便攜式終端的用戶保持不動。因此，游戲開始時(shí)，可賦給較大的權(quán)值。
在操作308中，使用在操作306中計(jì)算的權(quán)值的和的平均值，根據(jù)等式(1)計(jì)算便攜式終端的參考位置(即，參考傾斜)。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間延遲后測量參考傾斜的方法的流程圖。
參照圖4，在操作400和402中，當(dāng)按下加速度測量按鈕時(shí)，顯示指示用戶保持便攜式終端處于不動位置的消息。
在操作404和406中，時(shí)間延遲發(fā)生并且每個(gè)軸的加速度被測量。
在操作408中，使用每個(gè)軸的測量的加速度值，根據(jù)等式(1)計(jì)算便攜式終端的參考傾斜。
根據(jù)本發(fā)明，測量參考傾斜的便攜式終端包括運(yùn)動傳感器，利用重力加速度值測量便攜式終端的傾斜；控制器，將預(yù)定時(shí)間分成時(shí)間段并通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并確定運(yùn)動最小的時(shí)間段，根據(jù)確定的時(shí)間段中的加速度平均值或其中的權(quán)值和的平均值計(jì)算傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜，從而，測量參考傾斜中出現(xiàn)的誤差可以減小。
盡管是參照其特定的優(yōu)選實(shí)施例來描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，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，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種便攜式終端，包括運(yùn)動傳感器，利用重力加速度值測量便攜式終端的傾斜；和控制器，將預(yù)定時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)所述確定的一個(gè)時(shí)間段的加速度平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式終端，其中，便攜式終端是移動電話終端。
3.一種便攜式終端，包括運(yùn)動傳感器，利用重力加速度值測量便攜式終端的傾斜；和控制器，將預(yù)定的時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
4.一種測量參考傾斜的便攜式終端，包括運(yùn)動傳感器，利用重力加速度值測量便攜式終端的傾斜；和控制器，在開始測量便攜式終端的傾斜后延遲一段時(shí)間，使用運(yùn)動傳感器測量便攜式終端的傾斜，并將測量的傾斜設(shè)置為參考傾斜。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式終端，還包括測量傾斜按鈕，當(dāng)其被按下時(shí)開始測量參考傾斜。
6.如權(quán)利要求4所述的便攜式終端，其中，控制器通過進(jìn)行以下操作來測量便攜式終端的傾斜，所述操作為將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段，并根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜。
7.如權(quán)利要求4所述的便攜式終端，其中，控制器通過進(jìn)行以下操作來測量便攜式終端的傾斜，所述操作為將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜。
8.一種測量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括將時(shí)間周期分成單獨(dú)的時(shí)間段并測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度；通過使用測量的加速度計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的標(biāo)準(zhǔn)偏差；確定一個(gè)時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中，計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差連續(xù)地降到閾值以下，超過重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量；和根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值來計(jì)算傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
9.一種測量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括將時(shí)間周期分成單獨(dú)的時(shí)間段，并測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值；通過使用測量的加速度計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的標(biāo)準(zhǔn)偏差；確定一個(gè)時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中，計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差連續(xù)地降到閾值以下，超過重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量；和根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
10.一種測量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括在開始測量參考傾斜后延遲一段時(shí)間；在延遲時(shí)間之后測量傾斜，并將測量的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在執(zhí)行延遲步驟之前按下用于測量參考傾斜的測量按鈕。
12.如權(quán)利要求10所述的便攜式終端，其中，測量傾斜包括將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段；通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度值；計(jì)算每個(gè)單獨(dú)的時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段；和根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜。
13.如權(quán)利要求10所述的便攜式終端，其中，測量傾斜包括將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段；通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度值；計(jì)算每個(gè)單獨(dú)的時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段；根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量參考傾斜的便攜式終端和使用其測量參考傾斜的方法。便攜式終端包括運(yùn)動傳感器，利用重力加速度值測量便攜式終端的傾斜；和控制器，將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過使用運(yùn)動傳感器測量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動最小的一個(gè)時(shí)間段，從確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值或其中權(quán)值和的平均值來計(jì)算便攜式終端的傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
文檔編號G06F3/033GK1866168SQ20061008019
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者金永完, 方遠(yuǎn)哲, 金東潤 申請人:三星電子株式會社