专利名称：包括产生装置和比较装置的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括产生装置和比较装置的系统，还涉及产生装 置、比较装置、源、方法、处理器程序产品以及数据载体。
这类产生装置的示例是包括取向传感器的装置，这类系统的示例 是这种装置的环境。
背景技术：
US 2004/0172838公开了一种现有技术系统，该系统用于测量物 体方向的装置。另外，该装置还包括磁传感器和倾斜传感器。
该公知系统存在缺陷，特别是由于它提供的可能应用数目相对较 少。该系统设计用于向通知用户。
发明内容
本发明的目的是提供一种提供更多可能应用的系统。 本发明的其他目的是提供了能够提供更多可能应用的产生装置、 比较装置、源、方法、处理器程序产品以及数据载体。
根据本发明的系统包括
产生装置，包括用于产生传感器信号的传感器，所述传感器信号
代表所述产生装置中至少一部分的取向；以及
比较装置，包括用于比较所述传感器信号和参考信号以解译所述 取向的比较器。
除了用于产生代表所述产生装置中至少一部分的取向的传感器信 号的传感器的产生装置，通过引入包括用于比较传感器信号和参考信 号以解译取向的比较器的比较装置，对产生装置中至少一部分的取向 进行解译。其结果是，源自产生装置的传感器信号不仅用于通知用户，
还能通过参考信号而获得解译。这在很大程度上增加了可能的应用数 目。
根据本发明的系统还具有其他的优点，特别是增加的可能应用数 目将以多种方式改善用户的体验和生活。例如，所述传感器包含取向 传感器，比如基于磁传感器的罗盘和倾斜传感器，亦不排除其他传感
现
滞o
根据本发明，该系统的实施例限定为产生装置和比较装置是同一 设备的组成部分。通过把两种装置组合到同一设备中，这一个设备就 能够产生代表该设备中至少一部分的取向的信号，并可以解译该取向。
根据本发明，该系统的实施树限定为产生装置和比较装置是不同 设备，产生装置还包括发射机，用于把传感器信号发送给比较装置， 比较装置还包括接收机，用于接收传感器信号。通过把两种装置放置 到不同的设备中，产生装置能够产生代表该产生装置中至少一部分的 取向的信号，比较装置能够距离产生装置较近或者距离产生装置较远 地解译该取向。发射机和接收机可以进行有线通讯或者通过无线电或 红外线进行无线通讯，亦不排除其他通讯方式。
根据本发明，该系统的实施例限定为传感器信号包括代表第一取 向的第一传感器信号和/或代表第二取向的第二传感器信号和/或代表 第三取向的第三传感器信号。第一、第二、第三取向可以是坐标系
(frame)取向，例如X轴、Y轴和Z轴，或滚动(rolling)，俯仰 (pitching)和偏转(yawing)，或者可以是角度取向，亦不排除其他取 向。传感器信号可以包括x坐标、y坐标和z坐标，或者可以包括滚 动值、俯仰值和偏转值，或者可以包括角度值，亦不排除其他信号。
根据本发明，该系统的实施例限定为比较装置还包括用于产生参 考信号的参考传感器。该比较装置相对独立于外部环境。而参考传感 器可以依赖于或不依赖于外部环境。在产生装置和比较装置形成同一 设备的组成部分的情况下，参考传感器要定位于比较装置中的参考位 置上，以避免产生装置中至少一部分的取向对参考传感器产生影响。根据本发明，该系统的实施例限定为比较装置还包括用于存储参 考信号的参考存储器。该参考存储器防止每次要解译取向时都使用参 考传感器，从而降低了系统功耗。
根据本发明，该系统的实施例限定为比较装置还包括用于从源接 收参考信号的另一接收机，该源包括用于向比较装置发送参考信号的 另一发射机。该比较装置并不独立于外部环境而需要从外部环境获得 参考信号。该源可以供给多于一个的比较装置，从而提高源的效率。 该另一发射机和另一接收机可以进行有线通讯，或者通过无线电或红 外线进行无线通讯，亦不排除其他通讯方式。
根据本发明，该系统的实施例限定为比较装置还包括用于存储参 考信号的参考存储器。该参考存储器防止每次要解译取向时都使用源， 从而降低了系统功耗。
根据本发明，该系统的实施例限定为该系统还包括源。该系统包 括产生装置、比较装置和源，是灵活的系统，可以在任何地点使用。
根据本发明，该系统的实施例限定为源包括用于产生参考信号的 参考传感器。该源相对独立于外部环境。该参考传感器可以依赖于或 不依赖于外部环境。
根据本发明，该系统的实施例限定为源包括用于存储来自参考传 感器的参考信号的参考存储器。该源并不独立于外部环境而需要从外 部环境获得参考信号。该参考传感器可以供给多于一个的源，从而提 高参考传感器的效率。参考信号可以有线地或者通过无线电或红外线 而无线地通讯，亦不排除其他通讯方式。
根据本发明，该系统的实施例限定为比较装置还包括用于比较来 自比较器的比较结果和阈值并响应于另一比较结果而产生结果信号的 另一比较器。该另一比较器引入可调整灵敏度。该结果信号可以开始 作用(反作用)，如激活(去激活)，亦不排除其他作用(反作用)。
根据本发明，该系统的实施例限定为还包括
另一产生装置，包括用于产生另一传感器信号的另一传感器，所 述另一传感器信号代表所述另一产生装置中至少一部分的另一取向， 所述另一传感器信号将与另一参考信号相比较，以解译所述另一取向。可以通过比较装置或包括再一比较器的另一比较装置，对另一传 感器信号和另一参考信号进行比较，以解译另一取向，再一比较器用 于对另一传感器信号和另一参考信号进行比较，以解译另一取向。另 一参考信号可以与原参考信号相对应，也可以不相对应。
根据本发明，产生装置、比较装置、源、方法、处理器程序产品 和数据载体的实施例与系统的实施例相对应。
本发明基于如下观察产生装置提供的可能应用数目相对较少； 并基于如下基本思想引入比较装置，以解译产生装置中至少一部分 的取向。
本发明解决的问题在于，提供了一种系统，该系统提供了更多可 能的应用，其优点在于更多可能的应用将通过以多种方式改善用户的 体验和生活。
本发明的上述和其他方面将通过参照下述实施例而显而易见并得 以说明。
在附图中
图1示出了根据本发明的系统第一实施例，包括根据本发明的产 生装置、比较装置和另一产生装置；
图2示出了根据本发明的系统第二实施例，包括根据本发明的产 生装置和比较装置；
图3示出了根据本发明的系统第三实施例，包括根据本发明的产 生装置和比较装置；
图4示出了根据本发明的系统第四实施例，包括根据本发明的产 生装置、比较装置和源；
图5示出了由参考信号定义的参考坐标系和由传感器信号及相应 旋转定义的旋转后的坐标系，该相应旋转为逆时针方向；以及
图6示出了由参考信号定义的参考坐标系和由传感器信号及相应 旋转定义的旋转后的坐标系，该相应旋转为顺时针方向。
具体实施例方式
图1所示的本发明系统1包括一个设备4，该设备4包括根据本 发明的产生装置2、根据本发明的另一产生装置6和根据本发明的比 较装置3，产生装置6具有传感器21，用于产生代表产生装置2中至 少一部分的取向的传感器信号，另一产生装置6具有另一传感器61， 用于产生代表另一产生装置6中至少一部分的另一取向的另一传感器 信号，比较装置3具有比较器31和另一比较器37，比较器31用于比 较传感器信号和参考信号以解译取向，另一比较器37用于比较另一传 感器信号和另一参考信号以解译另一取向。可选地， 一个比较器31 或37可以用于执行例如在时间上复用的比较。两个参考信号都源自参 考传感器33。可选地，它们也可以源自不同的参考传感器。这些参考 信号可以彼此相同或不相同。比较器31和37的输出连接到处理器38， 处理器38再连接到接口 39。
例如，设备4为汽车，产生装置2为后视镜，另一产生装置6为 方向盘，比较装置3置于车上的其他位置。例如，传感器21、 61和参 考传感器33每个都包括一个或多个磁传感器以及一个或多个倾斜传 感器。比较器31和37比较传感器信号和参考信号，并把比较结果提 供给处理器38。其结果为，处理器38能够估计已知司机组中哪个司 机将要驾驶汽车，并作为对该估计的响应，处理器38能够控制接口 39，例如接口 39包括语音系统，从而在与司机讲话时使用正确的司机 名字。另外，这个已知组中的司机应该事先在语音系统中输入了他们 的名字，并且这些名字和比较结果应该事先关联起来，并且/或者这些 名字和比较结果的关联应该事先存储起来。
可选地，比较器31 (或37)比较来自后视镜中传感器21 (或者 来自方向盘中传感器61)的传感器信号和参考信号，并把比较结果提 供给处理器38。其结果是，处理器38能够估计将要驾驶汽车的司机 的高矮胖瘦，并作为对估计结果的响应，处理器38能够控制接口 39， 例如接口 39包括控制器，以控制方向盘的机动取向(或者后视镜的机 动取向)从而对其进行调整。
图2所示的根据本发明的系统1包括设备4，设备4包括产生装置2和比较装置3，产生装置2具有有传感器21，用于产生代表产生 装置2中至少一部分的取向的传感器信号，比较装置3具有比较器31， 用于比较传感器信号和参考信号以解译取向。该参考信号源自参考存 储器34，参考存储器34用于存储源自参考传感器33的参考信号。比 较器31的输出连接到另一比较器36的第一输入，该另一比较器36 还包括连接到处理器38并用于接收一个或多个阈值的第二输入、以及 连接到处理器38的输入的输出。处理器38连接到接口 39，并控制参 考存储器34和参考传感器33的输入。另一比较器36比较源自比较器 31的比较结果和上述一个或多个阈值，并作为对另一比较结果的响 应，产生结果信号并提供给处理器38。
参考存储器34防止了每次要解译取向时都使用参考传感器33， 从而降低了系统1的功耗。该另一比较器36引入了可调整灵敏度。可 以通过调整上述一个或多个阈值以及/或者通过选择要使用的一个或 多个阈值，调整该灵敏度。
图3所示的根据本发明的系统1与图2所示的系统1相对应，区 别仅在于此时产生装置2和比较装置3形成了不同设备(未示出)的 组成部分。另外，产生装置2具有发射机22，比较装置3具有接收机 32，以交换传感器信号。发射机22和接收机32可以进行有线或无线 通讯。通讯7包括如BLUET00TH、 GSM、 GPRS、 UMTS等无线电通讯或红 外线通信，亦不排除其他通讯方式。
例如，产生装置2为汽车，比较装置3是隧道。传感器21和参考 传感器33每个都包括一个或多个磁传感器以及一个或多个倾斜传感 器。比较器31比较传感器信号和参考信号，并把比较结果提供给处理 器38。其结果为，处理器38能够估计汽车是否在隧道中发生了事故， 并作为对估计结果的响应，处理器38能够控制接口 39，例如接口39 包括警报系统，用于向隧道入口处的其他司机指示隧道里发生了事故。
参考传感器33并不是始终需要的，而可以不采用参考传感器33， 由于隧道通常不会移动，所以参考存储器34只需要通过例如隧道校准 而接收一次参考信号。如果比较装置3是移动装置，那么参考传感器 33必须始终存在，或者要定期地校准该移动装置。
图4所示的根据本发明的系统1与图3所示的系统1相对应，区 别仅在于这里的比较装置3不再包括参考传感器33。而是系统1具有 源，源包括另一发射机51，用于向比较装置3发送参考信号，比较装 置3还包括另一接收机35，用于接收来自源5的参考信号。源5还包 括用于产生参考信号的参考传感器52、以及参考存储器53，参考存储 器53连接到参考传感器52和另一发射机51，并用于存储源自参考传 感器52的参考信号。另一发射机52和另一接收机35可以进行有线或 无线通讯。通讯8包括如BLUET00TH、 GSM、 GPRS、 UMTS等无线电通讯 或红外线通信，亦不排除其他通讯方式。
例如，产生装置2为拖车，比较装置3是拉着拖车的汽车，源5 是隧道。传感器21和参考传感器52每个都包括一个或多个磁传感器 以及一个或多个倾斜传感器。比较器31比较传感器信号和参考信号， 并把比较结果提供给处理器38。其结果为，处理器38能够估计汽车 后面的拖车是否在隧道中发生了问题，并且作为对估计结果的响应， 处理器38能够控制接口 39，例如接口 39包括警报系统，用于警示该
汽车司机。
参考传感器52并不是始终需要的，而可以不采用参考传感器52， 由于通常情况下隧道不会移动这一事实，所以参考存储器53只需要通 过例如隧道校准接收一次参考信号。比较装置3中的参考存储器34 可以存在，以避免过于频繁地发送参考信号。可选地，如果参考信号 是足够并定期地发送的，则可以不采用比较装置3中的参考存储器34。
在不背离本发明范围的情况下，可以有很多其他的应用。为了监 视老年人，可以将产生装置放置于鞋子、手表、眼镜、衣服等位置， 并可以将比较装置放置在老年人的家里。相比于现有技术中只检测人 的垂直或水平位置的检测器，根据本发明的系统可以辨别人是坐着、 俯身、躺着还是伸展等等。因此，处理器和/或接口产生的错误警报更 少。
为了控制多媒体设备，产生装置可以放置到遥控器、手表、头戴 耳机等中，比较装置可以放置到多媒体设备和/或头戴耳机中，可能的 源可以放置到多媒体设备中。由此，可以更加精细先进的方式控制音
频和/或视频。
移动电话可以具有产生装置和比较装置可以具有移动电话，以控 制移动电话的取向，并根据其取向来采取行动，比如接听电话、进入 待机模式或活动模式等。例如，参考传感器源自位于房子或汽车里的 源，或者是通过移动网络提供的等。
传感器信号可以包括代表第一取向的第一传感器信号和/或代表 第二取向的第二传感器信号和/或代表第三取向的第三传感器信号。第
一、二、三取向可以是坐标系取向，例如X轴、Y轴和Z轴，或滚动、
俯仰和偏转，或者可以是角度取向，亦不排除其他取向。传感器信号
可以包括x坐标、y坐标和z坐标，或者可以包括滚动值、俯仰值和 偏转值，或者可以包括角度值等。因此，根据本发明的系统及其一个 或多个传感器至少是一维的，优选的是二维或三维的。传感器信号和 参考信号可以彼此直接比较，或者例如在转换之后进行间接比较。该 比较可以包括模拟比较和/或数字比较。传感器信号和参考信号可以包 括模拟信号和/或数字信号。
图5示出的参考坐标系由参考信号X、 Y、 Z定义，旋转后的坐标 系X' 、 Y' 、 Z'由传感器信号和相应的旋转定义，该旋转以Z轴作为旋 转轴并在X、 Y平面内作逆时针方向旋转。
图6示出的参考坐标系由参考信号X、 Y、 Z定义，旋转后的坐标 系X"、 Y"、 Z"由传感器信号和相应的旋转定义，该旋转以Z轴作为旋 转轴，并在X、 Y平面内作顺时针方向旋转。
一般，三维角度由三个角度定义，这三个角度定义了在对准两个 坐标系时需要用到的旋转变换矩阵。例如，这个旋转变换矩阵包括三 个矩阵相乘，如US 2004/0172838中公开的。
当然，在不背离本发明范围的前提下，在其他平面并具有其他轴 的许多其他坐标系和许多其他围绕也是可以的。也不排除其他种类的 取向传感器。产生装置和/或比较装置可以基于无电池应答器技术 (battery less transponder technology), 而由进入的无线电、红
外线或其他信号为产生传感器信号和/或进行解译而提供能量。例如来 自源的参考信号可以作为这种供能信号。可选地，非供能的激活信号
可以提供给产生装置和/或比较装置，用于产生传感器信号和/或进行 解译。另外，可以将参考信号和/或传感器信号和/或其他任何信号编 码，以防止对本发明的未授权使用。在这种情况下，可以使用编码器 对装置或源发出的信号进行编码，并使用解码器对进入装置的信号进 行解码等。
应该注意，以上提到的实施例说明而不是限制本发明，在不背离 所附权利要求的范围的前提下，本领域技术人员可以设计很多可选实 施例。在权利要求中，括号中的任何附图标记都不应视为限制权利要 求。动词"包含"及其相关词的使用并不排除除了那些在权利要求中 声明的元件和步骤之外的其他元件和步骤的存在。元件前面的冠词 "一"并不排除多个这样的元素的存在。本发明可以通过包括多个不 同元件的硬件实现，也可以通过适当编程的计算机实现。在枚举了多 种装置的系统权利要求中，这些装置中的多种可以由同一硬件实现。 特定措施在彼此不同的从属权利要求中引述的这一事实并不表示无法 有利地使用这些措施的组合。
权利要求
1.一种系统(1)，包括产生装置(2)，包括用于产生传感器信号的传感器(21)，所述传感器信号代表所述产生装置(2)中至少一部分的取向；以及比较装置(3)，包括比较器(31)，用于比较所述传感器信号和参考信号以解译所述取向。
2. 根据权利要求1所述的系统(1)，所述产生装置(2)和所述比 较装置(3)是同一设备(4)的组成部分。
3. 根据权利要求1所述的系统(1)，所述产生装置(2)和所述比 较装置(3)是不同的设备，所述产生装置(2)还包括用于向所述比 较装置(3)发送所述传感器信号的发射机(22)，所述比较装置(3) 还包括用于接收所述传感器信号的接收机(32)。
4. 根据权利要求1所述的系统(1)，所述传感器信号包括代表第一 取向的第一传感器信号和/或代表第二取向的第二传感器信号和/或代 表第三取向的第三传感器信号。
5. 根据权利要求1所述的系统(1)，所述比较装置(3)还包括用 于产生所述参考信号的参考传感器(33)。
6. 根据权利要求5所述的系统(1)，所述比较装置(3)还包括用 于存储所述参考信号的参考存储器(34)。
7. 根据权利要求1所述的系统(1)，所述比较装置(3)还包括用 于接收来自源(5)的参考信号的另一接收机(35)，所述源(5)包括 用于向所述比较装置(3)发送参考信号的另一发射机(51)。
8. 根据权利要求7所述的系统n)，所述比较装置(3)还包括用 于存储所述参考信号的参考存储器(34)。
9. 根据权利要求7所述的系统(1)，还包括所述源(5)。
10. 根据权利要求9所述的系统(1)，所述源(5)包括用于产生所 述参考信号的参考传感器(52)。
11. 根据权利要求9所述的系统(1),所述源(5)包括用于存储源自参考传感器(52)的参考信号的参考存储器(53)。
12. 根据权利要求1所述的系统(1)，所述比较装置(3)还包括另 一比较器(36)，所述另一比较器(36)用于将源自所述比较器(31) 的比较结果与阈值相比较，并响应于另一比较结果而产生结果信号。
13. 根据权利要求1所述的系统(1)，还包括-另一产生装置(6)，包括用于产生另一传感器信号的另一传感器 (61)，所述另一传感器信号代表所述另一产生装置(6)中至少一部 分的另一取向，所述另一传感器信号将与另一参考信号相比较，以解 译所述另一取向。
14. 一种在如权利要求1定义的系统(1)中使用的产生装置(2)， 所述产生装置(2)包括用于产生传感器信号的传感器(21)，所述传 感器信号代表所述产生装置(2)中至少一部分的取向。
15. —种在如权利要求l定义的系统(1)中使用的比较装置(3)， 所述比较装置(3)包括用于比较所述传感器信号和参考信号以解译所 述取向的比较器(31)。
16. —种在如权利要求l定义的系统(1)中使用的源(5)，所述 源(5)包括用于向所述比较装置(3)发送所述参考信号到另一发射 机(51)。
17. —种用于解译产生装置(2)中至少一部分的取向的方法，所 述产生装置(2)包括用于产生代表所述取向的传感器信号的传感器(21)，所述方法包括比较所述传感器信号和参考信号以解译所述取向 的歩骤。
18. —种用于解译产生装置(2)中至少一部分的取向的处理器程 序产品，所述产生装置(2)包括用于产生代表所述取向的传感器信号 的传感器(21)，所述处理器程序产品包括比较所述传感器信号和参考 信号以解译所述取向的功能。
19. 一种数据载体，包括如权利要求18中定义的处理器程序产品。
全文摘要
系统(1)包括产生装置(2)，产生装置(2)包括用于产生代表产生装置(2)取向的传感器信号的传感器(21)，系统还包括比较装置(3)，比较装置(3)包括用于比较传感器信号和参考信号以解译取向的比较器(31)，从而增加可能的应用数目。产生装置(2)和比较装置(3)可以构成同一设备或不同设备的组成部分，并进行有线通讯或者通过无线电或红外线进行无线通讯。用于产生参考信号的参考传感器(33，52)和/或用于存储参考信号的参考存储器(34，53)可以位于比较装置(3)中和/或位于源(5)中，并进行有线通讯或者通过无线电或红外线进行无线通讯。另外，比较装置(3)中的比较器(36)可以引入可调整灵敏度。
文档编号G05D1/02GK101180592SQ200680017851
公开日2008年5月14日 申请日期2006年5月9日 优先权日2005年5月24日
发明者汉斯·M·B·波依, 特尼斯·J·伊金克, 维克托·M·G·范艾科特 申请人:Nxp股份有限公司