动态磁力计校准的制作方法
【专利说明】动态磁力计校准
[000。 背景
[0002] 各种设备（诸如游戏控制器）可W包括用于确定设备取向并且因此影响该设备和 /或其他设备上的控制的磁力计。虽然该些传感器通常在生产期间被校准一次或多次，但该 些传感器在使用期间可能易于受到各种环境因素的影响。
[0003] 概述
[0004] 公开了涉及在玩游戏期间校准包括磁力计的游戏控制器的各实施例。例如，一个 公开的实施例提供了一种方法，该方法包括对接收自磁力计的磁性信息采样，该磁性信息 的每一样本包括环境磁场沿第一轴、第二轴和第H轴中的每一者的向量分量，第一轴、第二 轴和第H轴彼此正交。该方法进一步包括向计算设备输出从磁性信息的多个样本的第一样 本中W及从方向偏移数据中导出的初始游戏控制器取向信号，该方向偏移数据包括沿第一 轴的第一方向偏移、沿第二轴的第二方向偏移W及沿第H轴的第H方向偏移。该方法进一 步包括，对于第一轴、第二轴和第H轴中的每一者，标识来自磁性信息的多个样本的有效最 小观测值和有效最大观测值，W及基于有效最小观测值和有效最大观测值来计算更新的方 向偏移数据。该方法进一步包括向计算设备输出从磁性信息的多个样本中的第二样本中W 及从经更新的方向偏移数据中导出的经校准的游戏控制器取向信号。
[0005] 提供本概述是为了 W简化的形式介绍将在W下【具体实施方式】中进一步描述的概 念选择。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制 所要求保护主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中所提 及的任何或所有缺点的实现。
【附图说明】
[0006] 图1示出用于使用包括磁力计的游戏控制器的示例使用环境。
[0007] 图2A-2C示出对游戏控制器的示例操纵。
[0008] 图3A-3C示出与图2A-2C的示例操纵相对应的内部参考系。
[0009] 图4示出了用于在玩游戏期间校准包括磁力计的游戏控制器的方法的一个实施 例的过程流。
[0010] 图5示出包括被维持的最小值和被维持的最大值的示例轴。
[0011] 图6示出了用于在玩游戏期间校准包括磁力计的游戏控制器的方法的另一实施 例的过程流。
[0012] 图7A示出包括沿第一平面的第一样本集W及沿第二平面的第二样本集的内部参 考系。
[0013] 图7B示出包括第二样本集的图7A的第二平面。
[0014] 图8示出了根据本公开的一实施例的无线控制器。
[0015] 图9示出根据本公开的一实施例的非限制性计算设备。
[0016] 详细描述
[0017] 如上所提及的，各种设备（诸如游戏控制器）可W包括用于确定设备取向的一个 或多个磁力计。典型的磁力计被配置成提供磁性信息，该磁性信息包括沿一个或多个轴的 环境磁场的表示（例如向量分量）。如此处所使用的，"环境磁场"指的是地球磁场加上任 何其他可检测到的场，诸如由一个或多个附近设备生成的磁场、和/或由一个或多个附近 材料引起的地球磁场的崎变。
[0018] 由于局部环境磁场在使用所述设备期间基本上是时间无关的，因此该场可W提供 用于检测设备取向的参考点。换言之，在确定环境磁场的取向时，对包括磁力计的游戏控制 器的操纵可W基于游戏控制器相对于环境磁场的位移来确定。该种配置往往是非限制性 的，并且由磁力计提供的磁性信息可用于经由任何合适的机制或各种机制的组合来确定游 戏控制器的取向和/或位置。
[0019] 然而，将领会的是，对环境磁场的测量可能受到可存在于设备中或设备周围的各 种材料的影响。例如，焊料、连接器、螺丝和包括含铁材料的其他组件可能使地球磁场崎变。 由于该些材料通常不是关于磁力计对称分布的，因此将领会所述崎变可能是取向依赖的。 为了补偿该一崎变，每一磁力计可W在制造级在最终产品内被校准。所述校准可包括对于 每一轴，磁力计被配置成测量例如增益（敏感度）的调整和/或轴偏移的调整。
[0020] 尽管该些调整可W提供立即可用的准确测量，但将进一步领会，在初始校准之后 各种因素可能影响磁力计的准确性。例如，变化的化学性的电池（例如碱性电池相对于媒 氨电池）可W使磁场不同地崎变，并且可能因而要求独特的校准。作为另一示例，如果设备 外壳包括一个或多个含铁材料（例如经由锻铅等），所述外壳中的改变（例如位置偏移、物 理损伤引起的微骨折等）可能影响磁力计的性能。作为又一示例，在环境内生成的外部场 也可能导致校准的偏移。
[0021] 给定该些因素的动态本质，将领会，在使用期间动态地校准磁力计可能是合乎需 要的。因此，在此公开了涉及在玩游戏期间校准包括磁力计的游戏控制器的各个实施例。 换言之，游戏控制器可被设计成提供校准同时并发地影响计算设备上的控制。由此，在玩游 戏之前或期间不需要主动的用户校准（例如，在预定义的位置中保持、执行预定义的运动 等）。W此方式，用户能够拿起控制器、采取任何位置、并且开始使用控制器而无需执行任何 显式校准。
[0022] 图1示出了用于使用包括磁力计（未示出）的游戏控制器102的示例使用环境 100的实施例。如所解说的，游戏控制器102缺少外部支撑（例如转向柱），并且可能因此 能够自由操纵至任何取向。环境100包括操作禪合至显示设备106的计算设备104。计算 设备104可被配置成执行应用程序（例如赛车游戏），该应用程序包括供经由显示设备106 输出的被撞染对象108 (例如车辆）。控制器102可被配置成向计算设备104传达从接收自 磁力计的磁性信息中导出的游戏控制器取向信号，W使得对控制器102的操纵影响对被撞 染对象108的相关联操纵。例如，对控制器102绕轴110顺时针旋转可影响对象108的向 右转。
[0023] 将理解，赛车游戏场景是出于示例的目的而被呈现的，且不旨在W任何方式进行 限制。例如，在其他实施例中，被撞染对象108可包括被飞行模拟游戏撞染的飞机，并且因 而对控制器102绕轴112的旋转可影响对象108的对应向上或向下俯仰。在又一些其他实 施例中，控制器102绕轴114的旋转可影响被撞染对象108的对应向左或向右偏航。将领 会，控制器102的运动可W沿任何一个或多个自由度"D0F"来检测，并且所述运动可W影响 计算设备104上的任何合适的控制而不背离本公开的范围。
[0024] 如所解说的，控制器102进一步包括被配置成由游戏玩家一只手或两只手握住的 U形手柄部分116(例如辆轮）。该并不意味着W任何方式进行限制。在其他实施例中，手 柄部分116可包括基本上环形（例如0形）的配置，例如如图8所解说的。在还有一些其 他实施例中，游戏控制器可W采用基本上任何形状和/或可W被集成到另一设备中，诸如 手持式移动设备。控制器102可任选地包括方向输入机构118 (例如方向垫、游戏杆等）、输 入机构120(例如按钮、触发器等）和/或其他用户控件。将理解，该一配置是出于示例的 目的而呈现的，并且游戏控制器可W具有任何合适的配置而不背离本公开的范围。
[00巧]无论具体配置如何，将领会，控制器102可W操纵至任何合适的取向。换言之，控 制器102可W在玩游戏期间具有任何取向。相应地，如上所提及的，环境磁场可用于确定控 制器102的取向。尽管本公开涉及使用磁力计来确定取向，但将领会的，可W结合磁力计来 使用附加的传感器（例如加速计、巧螺仪等）。例如，在一些实施例中，磁力计可被配置成检 测沿两条轴（例如轴110和轴112)的环境磁场。相应地，在该些场景中，当环境磁场沿第 H轴（例如轴114)取向时，控制器102沿所述轴的旋转可能无法经由磁力计被检测到，并 且因而可W使用一个或多个附加的传感器。作为另一示例，磁力计可与旋转传感器（例如 巧螺仪）结合使用W便衰减旋转传感器的非理想效应（例如巧螺仪漂移）。将领会，该些场 景是出于示例的目的被呈现的。
[0026] 现在转向图2A-2C，示出了在外部参考系202内对包括磁力计的无线控制器 200(例如图1的无线控制器102)的示例操纵。如此处所使用的"外部参考系"指的是周围 环境的参考系（例如与地球表面垂直的Z轴）。图2A进一步包括内部参考系204,包括第 一轴206、第二轴208和第H轴210。如此处所使用的"内部参考系"指的是磁力计的参考 系。将领会，所解说的内部参考系204相对于外部参考系202的取向出于示例的目的被呈 现，并且内部参考系204 W及由此磁力计可W包括控制器200内的任何合适的取向而不背 离本公开的范围。图2A进一步解说表示环境磁场的环境场向量212。
[0027] 图3A示出了图2A的内部参考系204的另一表示。图3A进一步包括表示图3A的 环境场向量212相对于内部参考系204的向量214。如上所提及的，控制器200的运动可W 通过标识控制器200相对于参考向量的位移来确定。相应地，出于示例的目的，向量214将 用作图2和