)的第二轨迹结果(实线)，所述轨迹包括装置的前向轴垂直或接近垂直时的持续时间，当可用时所述轨迹使用GPS (带有圆点的线)更新；以及
[0035]图8示出了与图7相同的轨迹的轨迹结果，其中导航方案与本方法的一个实施例结合使用(实线)。GPS以带有圆点的线来呈现。
【具体实施方式】
[0036]一般来说，提供了这样的方法和设备，所述方法和设备能够检测平台内的装置的前向轴的转变，并且在检测到转变的情况下，更新坐标系并根据更新的坐标系调整估计的装置的取向。
[0037]在一个实施例中，本方法和设备可以用于改善提供在平台内的装置的导航方案，该装置具有能够提供关于装置的传感器读数的传感器，其中传感器具有对应的坐标系，并且所述传感器读数具有对应的传感器参数。更具体地，本方法能够提供装置的无缝导航方案，其中装置在平台内的移动性可以受约束或不受约束，并且其中所述装置可以倾斜到任何的取向，包括垂直或接近垂直取向。
[0038]不论存在还是不存在导航?目息更新(例如，GPS或WiFi定位)，本方法都可以利来自装置上的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等)的测量结果。
[0039]所述平台可以是支持运动的平台，所述支持运动的平台可以暂时地静止。一些示例平台可以是个人、车辆或任何类型的船只。船只可以是在陆上起停的、海上的或空中的。
[0040]本方法可以在多种应用中使用，包括包含关于装置和/或平台的导航方案的那些应用，所述导航方案包括:
[0041 ].定位、速度和姿态，或
[0042].仅定位和姿态，
[0043]或部分的导航方案，包括:
[0044]?仅姿态和速度，或
[0045].仅姿态。
[0046]已知的是，在正常使用期间，装置(例如便携式电话)的姿态自由地改变。确切地说，当定位例如用于以横式视图或纵向视图发短信时、当在电话使用期间定位在腰带上、在口袋中或在用户的耳朵附近时(其中所述装置是电话)，移动装置常常经历沿着构成其坐标系10 (例如X-轴、y-轴和Z-轴)的其主要轴的中任一个的旋转运动。这些轴及其坐标系10在图l(a)、(b)和(C)中进行界定。考虑图1(a)，装置的前向轴界定为X-轴，垂直或Z-轴指向下，而横轴或y_轴以完成右手坐标系统的方式进行界定。
[0047]还已知的是，平台内的装置的取向不代表平台的取向。考虑图1(b)和(C)，所述装置可以经历相对于平台20沿着其主要轴中的任一个的任何数量的旋转运动。装置的旋转运动不表示平台经历相同的取向变化。例如，用户或平台可能正在平坦的2D平面上移动，而装置可能正在经历任何数量的可能的横滚和俯仰角度。图1(b)和(c)示出了未约束的装置10与不同平台20之间的若干可能的关系。
[0048]典型的便携式装置包括用于沿着量测轴(S卩，X-轴、y-轴和Z-轴)中的每一个测量加速度或比力的加速度计。已知的是，"横滚"界定为装置沿着前向X-轴的旋转，而"俯仰"是沿着横向y_轴的旋转。因为如果需要则装置用户自由旋转装置，所述装置可以具有相对于平台的横滚、俯仰和航向(导航方向)的若干变化。
[0049]所述装置可以倾斜到任意的取向，包括垂直或接近垂直取向。对于便携式装置导航，无缝方航方案在所有情况下都是必需的，包括这些垂直情况。当装置变得垂直或接近垂直时出现的一个问题是，装置的方位角和横滚会有较大变化，这也会引起平台的方位角估计的大的变化。装置的方位和横滚的较大变化由俯仰、横滚和方位角的界定引起。俯仰角度从-90度到90度，而方位和横滚均从-180度到180度。对于装置的原始坐标系，垂直或接近垂直意味着俯仰角度处于或者接近90度或-90度，而水平或接近水平不意味着垂直或接近垂直。
[0050]方位角度是在东北平面中从北方起顺时针的航向(导航方向)，装置的俯仰角度是在装置的传感器坐标系的前向轴与东北平面之间的角度，而横滚角度是围绕装置的前向轴的角度。当俯仰角度接近90度或-90度时，并且由于俯仰、横滚和方位进行界定的方式、尤其是由于俯仰角度在该界定中的不连续性，随着装置的前向轴变得垂直，横滚和方位都可以表示东北平面中的角度。此外，如果俯仰角度从80度朝向90度改变，角度将会在所述角度想要跨过90度的时候朝向80度回复。如果俯仰角度从-80度朝向-90度改变，即，角度将会在所述角度想要跨过-90度的时候朝向-80度回复，这也会发生。在任一种情况下，方位和横滚倾向于翻转180度，并且导致使用装置中的传感器获得导航方案产生了难题。
[0051]为了解决这些难题，本方法可以在装置的前向轴(装置中的加速度计的前向轴)垂直或接近垂直时或在该前向轴再次回复到接近水平时自动检测，并且可以触发用于改变轴界定并且改变(交换)导航系统中的对应变量(例如，与每个轴相关的偏向)的程序。存在三个所使用的轴界定，主要界定是根据装置的原始界定(例如，当装置是电话时根据电话的原始轴界定)，第二个界定是当装置的前向轴向上垂直或接近向上垂直时，第三个界定是当装置的前向轴向下垂直或接近向下垂直时。这样的界定可以避免当俯仰角度变得接近90度或-90度时出现的难题。应当注意，使具有遵循下列这些界定的不同轴的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、磁力计)均经历当检测到对应的转变时不同界定之间的改变以及与这些传感器相关所有参数(例如，加速度计和陀螺仪的偏向和比例系数，以及磁力计的偏向和比例系数)。
[0052]本方法中的第一步骤包括以由下列方式中的任一种方式检测装置的前向轴的转变:(i)从水平或接近水平到垂直或接近垂直，(?)从垂直或接近垂直到水平或接近水平，(iii)从向上垂直或接近向上垂直到向下垂直或接近向下垂直，(iv)从向下垂直或接近向下垂直到向上垂直或接近向上垂直。
[0053]在一些实施例中，装置的前向轴的转变的检测取决于俯仰和横滚角度，或取决于俯仰和横滚角度的平均值。俯仰和横滚值可以根据至少下列中的任一个来计算:(i)通过已知方法、例如四元法的陀螺仪，(ii)加速度计读数或平均的加速度计读数(不论是固定时间平均还是或移动平均)，或(iii)使用已知的积分技术的整体的导航方案，并整合不同的传感器和/或系统，例如下列中的一些或所有:加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计、里程计，或任何导航信息更新(例如，GNSS、WiFi或任何其它无线技术)。使用俯仰值、横滚值还是两者来检测转变的决定可以取决于在转变之前的当前坐标系界定。在一个这样的实施例中，从水平或接近水平到垂直或接近垂直(不论是向上还是向下)的转变基于俯仰角度来检测，而垂直或接近垂直(不论是向上还是向下)到水平或接近水平的转变基于俯仰角度或横滚角度来检测(这是由于在垂直或接近垂直情况下的轴的新界定并且因此的俯仰和横滚的新界定)。
[0054]在一些其它实施例中，装置的前向轴的转变的检测取决于加速度计读数或加速度计读数的平均的变化形式。加速度计读数或加速度计读数的平均的变化形式(不论是固定时间平均还是或移动平均)可以以下列方式中的任一种或更多种方式使用:(i)检测最近的轴以测量重力加速度，(ii)检测不同的重力分量，或(iii)计算装置的俯仰和横滚。
[0055]在一些其它实施例中，装置的前向轴的转变的检测同时取决于⑴俯仰和横滚角度或俯仰和横滚角度的平均值，和(ii)加速度计读数或加速度计读数的平均的变化形式。在这些实施例中，上面的第一实施例中的不同选择(即俯仰和横滚)和上面的第二实施例中的不同选择(即加速度计读数)也可以在这种情况下以类似的方式使用。
[0056]在一些实施例中，装置的前向轴的转变的检测取决于单个阈值(用于俯仰的单个阈值和/或用于横滚的单个阈值和/或用于加速度计读数的单个阈值)。在一些其它实施例中，装置的前向轴的转变的检测取决于多个阈值(用于俯仰和/或横滚和/或加速度计读数)。多个阈值可以取决于俯仰和/或横滚和/或加速度计读数在最近预定的持续时间内的时间平均。
[0057]当检测到转变时，基于检测到的转变类型轴界定从当前界定改变为更新的新界定。具有遵循下列这些界定的不同轴的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、磁力计)均经历当检测到对应的转变时不同界定之间的改变，包括其读数以及与这些传感器相关所有参数(例如，加速度计和陀螺仪的偏差和比例系数，以及磁力计的偏差和比例系数)。
[0058]当检测到转变并且轴从一种界定改变为另一种界定时，装置的姿态角度相应地调整，包括基于先前的方位、转变的种类(即从哪一个轴界定到哪一个轴界定)以及转变的触发原因和因素(诸如，俯仰值或历