用于使移动装置表面与传感器的坐标系统对准的方法
【技术领域】
[0001]本文中揭示的标的物一般涉及例如加速度计及/或陀螺仪等传感器的校准。
【背景技术】
[0002]加速度计(还被称作运动传感器)测量恰当的加速度，所述加速度是其相对于自由落体(或惯性)所经历的加速度。恰当的加速度与由存在于加速度计的参考系中的检验质量经历的称重的现象相关联。加速度计测量检验质量的每一单元的重量，也被称作比力或g力的量。在概念上，加速度计操作为弹簧上的阻尼质量。在加速度计经历加速度时，检验质量的位置相对于框架移位。测量所述移位以确定所述加速度。
[0003]陀螺仪(还被称作旋转传感器)测量惯性参考系中的系统的角度速度。通过将惯性参考系中的系统的原始定向用作初始条件且整合角速度，可知晓系统的当前定向。在概念上，陀螺仪是基于角动量的守恒原理维持其定向的自旋旋转器。此现象可用于在许多应用中测量并维持定向，例如飞机及航天器中的罗盘及稳定器。
[0004]加速度计及陀螺仪已经并入到多种消费型电子装置中。加速度计及陀螺仪的集成允许更准确及稳健的扩增实境(AR)应用，同时定位与绘图(SLAM)应用、计算机视觉应用、导航应用、稳定性控制应用及广泛范围的其它应用。
【发明内容】
[0005]本发明描述一种用于校准位于移动装置内的加速度计的方法。在一个实施例中，移动装置的处理器从加速度计接收加速度向量的多个测量值。在移动装置相对于移动装置处于其上的平面的法线以不同定向保持静止时取得所述测量值中的每一者。所述处理器计算拟合加速度计坐标系统中的所测得的加速度向量的相应端部的圆。基于所述圆的半径及所测得的加速度向量的长度，处理器相对于移动装置的表面计算加速度计坐标系统之间的旋转角度以使加速度计坐标系统与移动装置表面对准。
[0006]在另一实施例中，一种移动装置包括:加速度计；处理器，其耦合到所述加速度计；及存储器，其耦合到所述处理器。所述处理器经配置以:从所述加速度计接收加速度的多个测量值，在所述移动装置相对于移动装置处于其上的平面的法线以不同定向保持静止时取得所述测量值中的每一者。所述处理器进一步经配置以计算拟合加速度计坐标系统中的所测得的加速度向量的相应端部的圆，且基于所述圆的半径及所测得的加速度向量的长度，计算加速度计坐标系统与移动装置的表面之间的旋转角度以使加速度计坐标系统与所述移动装置的所述表面对准。所述旋转角度随后存储于所述存储器中。
[0007]在另一实施例中，在移动装置处实施计算机程序产品以用于校准位于所述移动装置内的加速度计。所述计算机程序产品包括计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包括用于以下操作的代码:由所述移动装置的处理器从所述加速度计接收加速度向量的多个测量值，在所述移动装置相对于所述移动装置处于其上的平面的法线以不同定向保持静止时取得所述测量值中的每一者；计算拟合加速度计坐标系统中的所测得的加速度向量的相应端部的圆；及基于所述圆的半径及所测得的加速度向量的长度，计算加速度计坐标系统与移动装置的表面之间的旋转角度以使加速度计坐标系统与所述移动装置的所述表面对准。
[0008]在又一实施例中，一种移动装置包括:用于从所述加速度计接收加速度的多个测量值的装置，在所述移动装置相对于所述移动装置处于其上的平面的法线以不同定向保持静止时取得所述测量值中的每一者；用于计算拟合加速度计坐标系统中的所测得的加速度向量的相应端部的圆的装置；及用于基于所述圆的半径及所测得的加速度向量的长度而计算加速度计坐标系统与移动装置的表面之间的旋转角度以使加速度计坐标系统与所述移动装置的所述表面对准的装置。
[0009]本发明描述一种用于校准位于移动装置内的陀螺仪的方法。在一个实施例中，移动装置的处理器从所述陀螺仪接收旋转轴线的多个测量值。在所述移动装置相对于所述旋转轴线以不同速率旋转时取得所述测量值，其中所述旋转轴线是所述移动装置处于其上的平面的法线。所述处理器计算拟合陀螺仪坐标系统中的所述测量值的线。所述处理器进一步计算所述线与所述陀螺仪坐标系统的轴线之间的旋转角度以使所述陀螺仪坐标系统与所述移动装置的表面对准。
[0010]在另一实施例中，一种移动装置包括:陀螺仪；处理器，其耦合到所述陀螺仪；及存储器，其耦合到所述处理器。所述处理器经配置以:由所述移动装置的处理器从所述陀螺仪接收旋转轴线的多个测量值，在所述移动装置相对于所述旋转轴线以不同速率旋转时取得所述测量值，所述旋转轴线是所述移动装置处于其上的平面的法线；计算拟合陀螺仪坐标系统中的所述测量值的线；及计算所述线与所述陀螺仪坐标系统的轴线之间的旋转角度以使所述陀螺仪坐标系统与所述移动装置的表面对准。所述旋转角度随后存储于所述存储器中。
[0011 ] 在另一实施例中，在移动装置处实施计算机程序产品以用于校准位于所述移动装置内的陀螺仪。所述计算机程序产品包括计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包括用于以下操作的代码:由所述移动装置的处理器从所述陀螺仪接收旋转轴线的多个测量值，在所述移动装置相对于所述旋转轴线以不同速率旋转时取得所述测量值，所述旋转轴线是所述移动装置处于其上的平面的法线；计算拟合陀螺仪坐标系统中的所述测量值的线；及计算所述线与所述陀螺仪坐标系统的轴线之间的旋转角度以使所述陀螺仪坐标系统与所述移动装置的表面对准。
[0012]在又一实施例中，一种移动装置包括:用于由所述移动装置的处理器从所述陀螺仪接收旋转轴线的多个测量值的装置，在所述移动装置相对于所述旋转轴线以不同速率旋转时取得所述测量值，所述旋转轴线是所述移动装置处于其上的平面的法线；用于计算拟合陀螺仪坐标系统中的所述测量值的线的装置；及用于计算所述线与所述陀螺仪坐标系统的轴线之间的旋转角度以使所述陀螺仪坐标系统与所述移动装置的表面对准的装置。
【附图说明】
[0013]图1A为可在其中实践本发明的方面的移动装置的框图。
[0014]图1B是图1A的移动装置的侧部轮廓。
[0015]图2A及图2B说明根据一些实施例的从移动装置的侧部观看的校准移动装置的实例。
[0016]图3A及图3B说明根据一些实施例的从移动装置的顶部观看的校准移动装置的实例。
[0017]图4A说明根据一个实施例的加速度计坐标系统中的校准测量值。
[0018]图4B是说明根据一个实施例的加速度计校准方法的流程图。
[0019]图5A说明根据一个实施例的陀螺仪坐标系统中的校准测量值。
[0020]图5B是说明根据一个实施例的陀螺仪校准方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]词语“示范性”在本文中用于意味着“充当实例、例子或说明”。本文中描述为“示范性”或描述为“实例”的任何方面或实施例未必应被解释为比其它方面或实施例优选或有利。
[0022]本发明的实施例提供用于使传感器的坐标系统与移动装置的表面对准的校准技术。所述传感器位于移动装置内且在各种AR、导航及稳定性控制应用中将传感器数据提供到移动装置的处理器。术语“传感器”在本文中是指加速度计一陀螺仪。通常，所述传感器在工厂经校准以使得传感器的坐标系统与移动装置的表面对准。然而，工厂校准增加了移动装置的成本。本文中描述的校准技术可在用户将移动装置放置在平面上的多个不同定向上或在平面上以不同速率旋转移动装置时由移动装置的处理器执行。所述校准技术可容易被执行且对准结果可存储于移动装置的存储器中。因此，移动装置可一次对准(校准)且对准结果可用于后续测量。
[0023]图1A是说明其中可实践本发明的实施例的系统的框图。所述系统可为移动装置100，移动装置100可包含处理器110、存储器120、接口 160及一或多个传感器，例如加速度计130及陀螺仪140。在一个实施例中，移动装置100可包含加速度计130及陀螺仪140两者；在替代实施例中，移动装置100可包含加速度计130或陀螺仪140。应了解，移动装置100还可包含显示装置、用户接口(例如，键盘、触摸屏等)、电源装置(例如，电池)以及通常与移动通信装置相关联的其它组件。举例来说，接口 160可为无线收发器以通过无线链路将无线信号发射到无线网络/从无线网络接收无线信号，或可为用于直接连接到网络(例如，因特网)的有线接口。因此，移动装置100可为:手机、智能电话、个人数字助理、移动计算机、平板计算机、个人计算机、膝上型计算机、电子阅读器或具有运动感测及/或旋转感测能力的任何类型的移动装置