专利名称：控制动态装置的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制动态装置旋转的旋转角精度的方法和系统，特别涉及一种方法和系统，其中安装在动态装置中的陀螺仪的转换因子被再次测量，并且只要满足预定条件，就更新之前的转换因子，使得该动态装置可随时起作用，从而控制该动态装置的旋转角精度。
背景技术：
通常，陀螺仪是测量角速度的传感器，其测量对象或车辆旋转的角速度。在使用陀螺仪的情况下，仅仅只有旋转的角速度用于实际控制比如可携式摄像机的图像稳定器、三维鼠标、用于遥控(RC)直升机的动态控制器以及用于汽车的电子稳定程序。
如上所述，在使用陀螺仪的情况下，多种类型的误差、噪声、灵敏度和温度浮动不会产生许多问题，其中误差为比如转换因子误差、转换因子非线性、静态偏移误差、运行误差、连续运行误差、量化误差以及非结构误差，噪声为比如白色噪声、彩色噪声、动态噪声、激励噪声以及共振频率噪声，灵敏度为比如G灵敏度和G2灵敏度，温度浮动例如转换因子和偏移。
也就是，各种误差基本被控制在需要高精度导航系统的范围内，并且除了转换因子误差外，它们被认为是不重要的。
然而在当前，使用微型机电系统(MEMS)的廉价惯性传感器，其质量相对较低，其除了传统控制用途之外，正越来越广泛的用于导航系统中，比如汽车导航和个人导航。因此，上述误差开始变为影响这些惯性传感器的重要变量。
通常，导航系统通过导航传感器提供关于位置识别的信息，比如位置、状态、速度、加速度、时间、角方向以及角速度。在传统导航系统中使用的导航传感器通常属于军需品，其价格昂贵，精确性高。因为昂贵的传感器精确性高，其误差保持很小，所以不需要很多的误差补偿，并且误差补偿的影响相对不大。
然而在当前，随着MEMS技术变得越来越先进、小型化和廉价，惯性传感器发展成为民用。虽然MEMS型惯性传感器小型而廉价，但是其具有比昂贵的传感器更多的误差因子，并且如果上述误差因子不能调整的话，就不能获得导航系统的精确性。因此，误差补偿是使用小型/廉价惯性传感器的惯性导航系统非常重要的部分。
上述误差因子大体上可分为确定性误差和非确定性误差。与本发明有关的确定性误差，其特性对于各个传感器来说是确定的，且能够通过使用各种误差补偿方法预先进行补偿。确定性误差包括有转换因子误差和静态偏移误差。
转换因子表示根据陀螺仪的输出电压而定的角速率，转换因子的单位是deg/sec/V或rad/sec/V。也就是，转换因子是转换根据输出电压而定的角速度值的因子。
在转换因子中，根据偏压或偏压电阻产生某一误差。修正转换因子误差表示实际转换因子和理论转换因子之间的差。转换因子误差导致角度误差。在MEMS传感器的情况下，由于转换因子误差根据传感器而定为至多5％至10％，如果根据每个实例转换因子没有得到补偿，就将产生最大5％到10％的初始角误差和累积误差。如图1所示，如上所述，静态转换因子的线性误差等于实际测量值的斜度和理论值的斜度之间的差。
另一方面，如图2所示，静态转换因子的非线性误差表示根据输入角速度大小而定的输出的变化。静态转换因子的线性误差与输入角速度的大小是不相关的，如图1所示，而静态转换因子的非线性误差是根据输入大小而定的误差，如图2所示。
在传统的廉价动态装置中，由于电阻的变化或偏移的影响而产生许多转换因子误差。同样，传统的廉价动态装置有这样一个问题，其可能产生由温度变化、时间通道或动力变化导致的误差。在误差没有得到补偿的情况下，该动态装置的转换因子误差就会增大。然而，对于传统的方法，其不能提供为精确执行旋转而补偿动态装置转换因子的方法。
在图3中，为了有效的清洁某个区域，清洁自动装置使用廉价的动态装置在图3中所示的路线上移动。然而，在清洁自动装置使用传统的廉价动态装置的情况下，如果转换因子的误差大于预定的标准值，就不会输出旋转角速度。相应的，如图4所示，该清洁自动装置以不同于确定旋转角的角度旋转，从而不能有效的清洁该区域。
如上所述，因为转换因子的误差大于预定标准值且旋转角的精度较低，所以传统的廉价动态装置以大于或小于确定旋转角的旋转角旋转，从而不能进行精确旋转。特别的，在转换因子误差累积的情况下，问题将不可避免的增加。
发明内容
技术目的为了解决上述传统方法存在的问题，本发明提供一种控制动态装置旋转的旋转角精度的方法和装置。
本发明还提供一种测试动态装置旋转的转换因子，并且在转换因子误差大于预定标准值时更新该转换因子的方法和装置。
本发明还提供一种通过补偿动态装置中产生的转换因子的线性误差来控制旋转中的动态装置以精确的旋转角进行运转的方法和装置。
本发明还提供一种通过在随时起作用的时候周期性的调整转换因子来使得动态装置旋转以进行精确操作的方法和装置。
本发明还提供一种方法和装置，用于在动态装置对接到对接站之后、从对接站分离之前或之后以及操作时，控制安装在旋转中的动态装置中的陀螺仪的转换因子误差。
本发明还提供一种方法和装置，用于在使用廉价动态装置的情况下补偿转换因子的误差，比如由于温度变化、时间通道变化或施加的电压而产生的误差，也就是在使用廉价动态装置时产生或增加的转换因子误差。
技术方案根据本发明的一个方面，提供一种控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法，包括步骤将安装在动态装置中以控制旋转运动的陀螺仪的转换因子确定为第一转换因子；第一步在向陀螺仪施加预定测试操作的情况下，测量输出角速度；第二步基于该测试操作以及对应于该测试操作的输出角速度，测量第二转换因子；第三步计算该第一转换因子和该第二转换因子之间的误差；以及第四步在该误差大于预定标准值的情况下，通过该第二转换因子更新陀螺仪的第一转换因子，其中，在该动态装置处于随时起作用的情况下，或者在输入关于预定操作的操作命令的情况下，在执行操作之前执行第一至第四步。
根据本发明的另一个方面，提供一种控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法，包括步骤保持与安装在该动态装置中的陀螺仪相关的第一转换因子表，该第一转换因子表是根据所施加的操作和与该施加的操作相对应的角速度而定的；第一步在向陀螺仪施加预定测试操作的情况下，测量输出角速度；第二步基于该测试操作以及对应于该测试操作的输出角速度，产生第二转换因子表；第三步参考该第一转换因子表和该第二转换因子表，计算该第一转换因子和该第二转换因子之间的误差；以及第四步在该误差大于预定标准值的情况下，通过使用该第二转换因子表更新陀螺仪的第一转换因子表，其中，在该动态装置处于随时起作用的情况下，或者在输入用于预定操作的操作命令的情况下，在执行操作之前执行第一至第四步。
根据本发明的另一个方面，提供一种利用对接站控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法，包括步骤将安装在动态装置中以控制旋转运动的陀螺仪的转换因子确定为第一转换因子；步骤确定该动态装置是否对接到预定对接站，其中该对接站包括加载该动态装置的加载设备；第一步基于该对接站的基准点，输入旋转命令，该旋转命令用于使得该动态装置旋转某个角度；第二步基于该基准点，测量该动态装置根据旋转命令实际转过的角度；第三步计算该某个角度和该测量的旋转角之间的误差；第四步在该误差大于预定标准值的情况下，基于该第一转换因子和该某个角度其中之一计算第二转换因子；以及第五步通过该第二转换因子更新该动态装置的第一转换因子。
根据本发明的另一个方面，提供一种控制动态装置旋转运动的旋转角精度的装置，包括转换因子数据库，包括与安装在动态装置中的陀螺仪相关的第一转换因子表和第二转换因子表，该第一转换因子表是根据施加的电压以及与所施加电压对应的角速度而定的，该第二转换因子表是根据转换因子的测试结果而定的；角速度测量单元，在测试电压施加到该陀螺仪上的情况下，该角速度测量单元测量输出角速度；转换因子误差计算单元，基于该测试电压和对应于该测试电压的输出角速度，转换因子误差计算单元产生第二转换因子表，并且该转换因子误差计算单元参考该第一转换因子表和该第二转换因子表计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差；以及转换因子调整单元，在该误差大于预定标准值的情况下，该转换因子调整单元利用该第二转换因子表来更新关于陀螺仪的第一转换因子表。
图1为一种静态转换因子的线性误差实例的曲线图；图2为一种静态转换因子的非线性误差实例的曲线图；图3为动态装置正常操作的情况下轨迹的曲线图；图4为动态装置由于转换因子误差而非正常操作的情况下轨迹的曲线图；图5为根据本发明实施例的用于控制动态装置旋转角的装置结构图；图6为根据本发明的转换因子表格图；图7为根据本发明实施例的控制动态装置旋转角的方法的流程图；图8为根据本发明另一实施例的控制动态装置旋转角的方法的流程图；图9为根据本发明另一实施例的控制动态装置旋转角的方法的流程图；以及图10为根据本发明实施例的动态装置对接到对接站的状态示意图。
最佳实施方式以下将参考附图详细说明根据本发明的用于控制动态装置旋转的旋转角精度的方法和装置。
图5为根据本发明实施例的用于控制动态装置旋转角的装置结构图，图6为根据本发明的转换因子表格图。控制装置500可安装在动态装置中。同样，根据实施例，该控制装置500可安装在动态装置外部或安装在对接站，如下所述。在动态装置连接到控制装置500的情况下，该控制装置500可控制动态装置。
参考图5和图6，根据本发明的实施例，该控制装置500控制动态装置旋转的旋转角精度，包括转换因子数据库510、角速度测量单元520、转换因子误差计算单元530和转换因子调整单元540.
该转换因子数据库510包括与安装在动态装置中的陀螺仪相关的第一转换因子表和第二转换因子表，该第一转换因子表是根据施加的电压以及与所施加电压对应的角速度而定的，该第二转换因子表是根据预定的测试电压以及与测试电压对应的角速度而定的。如图6所示，该第一或第二转换因子表表示施加的电压、与所施加电压对应的角速度以及根据角速度而定的转换因子。同样，根据实施例，尽管与所施加电压对应的角速度记录在图6中，也仅仅只有施加的电压和转换因子记录在转换因子表中。
在满足预定条件的情况下，该控制装置500调整安装在动态装置中的陀螺仪的转换因子。例如，该控制装置500在动态装置处于随时起作用的情况下调整转换因子，其中该动态装置不执行操作，并处于随时待命而起作用的状态。同样，根据实施例，在动态装置处于随时起作用的情况下，并在动态装置根据输入的预定操作命令而执行预定操作之前，该控制装置500调整转换因子。
为了调整转换因子，在动态装置处于随时起作用的情况下或者在输入用于预定操作的操作命令的情况下，角速度测量单元520向陀螺仪施加测试操作，并测量输出角速度，该输出角速度是由动态装置执行根据施加的测试操作而定的旋转操作而产生的。例如，在动态装置处于随时起作用的情况下，该角速度测量单元520周期性的向陀螺仪施加测试操作，并测量与施加的测试操作对应的输出角速度。
在动态装置对接到预定对接站的情况下，角速度测量单元520在动态装置对接到对接站之后或从对接站分离之前向陀螺仪施加测试操作，并测量由动态装置执行根据施加的测试操作而定的旋转而产生的输出角速度。
在动态装置处于随时起作用的情况下，或者在有关预定操作的命令输入的情况下执行预定操作之前，基于测试操作和测量到的对应于测试操作的输出角速度，转换因子误差计算单元530产生第二转换因子表，并且该转换因子误差计算单元530参考第一和第二转换因子表计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差。可以通过比较第一转换因子和第二转换因子，从第一和第二转换因子之间的差来计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差。同样，为了计算第一和第二转换因子之间的误差，可以使用任何期望的误差计算方法。例如，可以使用第一转换因子和第二转换因子之间的比值或差。
在动态装置处于随时起作用的情况下，转换因子误差计算单元530基于测试操作和测量到的对应于测试操作的输出角速度而周期性的产生第二转换因子表，并参考第一和第二转换因子表计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差。在动态装置对接到预定对接站的情况下，转换因子误差计算单元530在动态装置对接到对接站之后或在动态装置从对接站分离之前，基于测试操作和测量到的对应于测试操作的输出角速度而产生第二转换因子表，并参考第一和第二转换因子表计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差。
在动态装置处于随时起作用的情况下，或者在有关预定操作的命令输入的情况下执行预定操作之前，转换因子调整单元540通过在计算得到的转换因子之间的误差大于预定标准值的情况下使用第二转换因子表来更新关于陀螺仪的第一转换因子表。在动态装置处于随时起作用的情况下，转换因子调整单元540通过在由转换因子误差计算单元530计算得到的误差大于预定标准值的情况下使用第二转换因子表来周期性的更新关于陀螺仪的第一转换因子表。在动态装置对接到预定对接站的情况下，在动态装置对接到对接站之后或在动态装置从对接站分离之前，转换因子调整单元540通过在计算得到的转换因子之间的误差大于预定标准值的情况下使用第二转换因子表来更新关于陀螺仪的第一转换因子表。
例如，如图6所示，在第一转换因子为3的情况下，当施加10V的测试操作时，理论上，输出角速度只能为30rad/sec。然而，在动态装置使用廉价陀螺仪的情况下，由于偏移误差比如内部电阻的变化，实际的角速度可能大于或小于理论上的角速度30rad/sec。在这种情况下，如果测量到的实际角速度为31rad/sec，那么第二转换因子，也就是实际转换因子，为3.1。如果利用第一转换因子和第二转换因子之间的差来计算误差，其中第一转换因子是在制造陀螺仪的过程中或补偿误差的过程中设定的，那么计算得到的转换因子的误差就为0.1。在产生转换因子误差的情况下，通过利用第二转换因子表来更新第一转换因子表，其中该转换因子误差大于预定标准值，动态装置从这个预定标准值开始执行大于某一程度的关于旋转操作的不精确操作。
如上所述，因为在计算得到的转换因子误差大于预定标准值的情况下，关于旋转的旋转角精度降低了，所以动态装置不能精确的执行相应的操作。因此，在本发明中，为了在动态装置旋转的转换因子误差大于预定标准值的情况下再调整转换因子而通过测试计算得到转换因子表，通过利用该转换因子表来更新现有的转换因子表。相应的，根据本发明，因为在动态装置旋转的转换因子误差大于预定标准值的情况下更新了转换因子表，所以可以控制动态装置来精确的进行旋转，并且可以输出期望的旋转角，从而精确的执行使用者想要的操作。
图7为根据本发明实施例的控制动态装置旋转角的方法的流程图。根据本实施例的控制方法可以通过图5中所示的控制装置500来执行。
参考图7，在步骤710中，动态装置的控制装置500确定安装在动态装置中来控制旋转的陀螺仪的转换因子为第一转换因子。该第一转换因子为设定在安装在动态装置中的陀螺仪中的转换因子，并且其是用于与根据动态装置的测试而定的其它实际转换因子相比较的标准。根据本发明，该第一转换因子可以是制造陀螺仪时确定的转换因子，或者是在先前的测试中确定的转换因子。
根据本发明，可以在动态装置处于随时起作用的情况下进行用于再调整转换因子的测试。同样，在预定操作命令输入到动态装置中的情况下，为了精确的执行操作命令，可以在执行操作命令之前进行该测试。同样，可以周期性的进行该测试。以下，将详细说明用于调整陀螺仪第一转换因子的测试过程。
在步骤720中，通过向陀螺仪施加预定的测试操作来测量根据测试操作而定的输出角速度。
在步骤730中，基于测试操作以及与该测试操作对应的输出角速度来测量第二转换因子。该第二转换因子为测试操作和根据该测试操作而定的输出角速度之间的比值。
动态装置的控制装置500计算第一转换因子和第二转换因子之间的差(步骤740)，并确定计算得到的误差是否大于预定的标准值(步骤750)。
在计算得到的误差大于预定标准值的情况下，控制装置500通过第二转换因子更新陀螺仪的第一转换因子。也就是，在第一转换因子和第二转换因子之间的误差大于预定标准值的情况下，其中第一转换因子是在制造时或在先前的测试中确定的，而第二转换因子是由当前测试确定的，控制装置500确定由于根据内部因素比如陀螺仪的电阻的特性的变化而定的偏移误差，而使得第一转换因子是不精确的，并将第一转换因子变为第二转换因子来修正改变的特性。相应的，可以精确的输出期望的旋转角速度，并且可以更加精确的控制动态装置旋转的旋转角。
图8为根据本发明另一实施例的控制动态装置旋转角的方法的流程图。
参考图8，在步骤810中，动态装置的控制装置500保持与安装在动态装置中的陀螺仪相关的根据所施加的操作而定的第一转换因子表以及根据所施加的操作而定的角速度。在第一转换因子表中，施加的操作、与所施加的操作对应的角速度或者根据所施加操作和角速度而定的转换因子与相关的陀螺仪相匹配。同样，根据该实施例，该第一转换因子表可包括所施加操作和转换因子，作为一对。
在步骤820中，在动态装置处于随时起作用的情况下，或者在有关预定操作的命令输入的情况下执行预定操作之前，该控制装置500向陀螺仪施加测试操作，并测量对应于该测试操作的输出角速度。
在步骤830中，控制装置500基于测试操作和对应于该测试操作的输出角速度产生第二转换因子表。在第二转换因子表中，测试操作和根据对应于该测试操作的输出角速度而定的转换因子相匹配。
控制装置500参考第一转换因子表和第二转换因子表计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差(步骤840)，并且确定计算得到的误差是否大于预定的标准值(步骤850)。
在计算得到的误差大于预定标准值的情况下，在步骤860中，控制装置通过利用第二转换因子表更新关于陀螺仪的第一转换因子表。另一方面，仅仅只有在第一转换因子表与第二转换因子表进行比较，并且误差大于预定标准值的情况下，才能将第一转换因子变为第二转换因子。例如，在测试电压为从0到10[V]的情况下，误差不大于预定标准值，但是在测试电压大于10[V]的情况下，误差大于预定标准值。在这种情况下，仅仅在测试电压大于10[V]的情况下第一转换因子表才能进行更新。
在动态装置处于随时起作用的情况下，控制装置500可周期性的执行步骤820至860。
如上所述，在控制动态装置旋转的旋转角精度的方法中，根据另一个实施例，周期性的计算转换因子的误差，并且在误差大于预定标准值的情况下更新转换因子表，从而精确的控制根据旋转而定的旋转角，使得动态装置能精确的进行旋转。
图8为根据本发明另一实施例的利用对接站控制动态装置旋转角的方法的流程图。
参考图9和图10，在步骤910中，动态装置1010的控制装置500将动态装置1010的转换因子确定为第一转换因子，以控制旋转。
在步骤920中，动态装置1010的控制装置500确定动态装置1010是否对接到对接站1000。该对接站1000可以是用于动态装置1010的存储容器或者是用于在动态装置1010处于随时起作用的情况下加载该动态装置1010的加载设备。
在动态装置1010对接到对接站1000的情况下，在步骤930中，控制装置500产生旋转命令，以使得动态装置1010旋转某一角度。同样，可以从外部装置比如对接站1000中通过动态装置1010的连接单元(图中未示)来输入该旋转命令。
在步骤940中，基于预定的参考线，动态装置1010的控制装置500测量动态装置1010根据旋转命令而实际转过的旋转角。
例如，如图10所示，可以选择包括对接站1000的点1011以及动态装置1010的旋转中心的参考线。
在动态装置1010根据旋转命令旋转以及停止的情况下，在动态装置1010从点1011旋转之后其位置为1012的情况下，该动态装置1010可使用预定的传感器，基于参考线，来测量动态装置转过的旋转角。
在步骤950中，控制装置500基于测量到的旋转角来计算第二转换因子。该第二转换因子是基于动态装置的操作电压、测量到的旋转角和旋转时间而计算得到的。
在步骤960中，动态装置1010的控制装置500计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差。该第一转换因子和第二转换因子之间的误差可以通过根据实施例的预定方法计算得到，比如第一和第二转换因子之间的差或者第一和第二转换因子之间的比值。
在步骤970中，动态装置1010的控制装置500确定计算的误差是否大于预定的标准值。在第一和第二转换因子之间的误差大于动态装置1010中预定标准值的情况下，关于动态装置1010的旋转角精度就会被认为低于某个水平，该动态装置1010的旋转可被确定为是不精确的。
在计算误差大于预定标准值的情况下，在步骤980中，动态装置1010的控制装置500通过第二转换因子更新动态装置1010的第一转换因子。
同样，根据本发明的另一个实施例，动态装置1010可通过利用根据旋转命令动态装置1010不得不旋转的某一角度来计算旋转误差，并且该动态装置1010可计算该动态装置根据旋转命令实际转过的旋转角。也就是，在旋转命令用于将动态装置1010旋转360°的情况下，该动态装置1010看计算点1011和位置1012之间的误差1013.
在根据本实施例的动态装置1010的情况下，在旋转角的误差1013大于预定标准值的情况下，利用误差1013和第一转换因子来计算第二转换因子，该第二转换因子为动态装置的实际转换因子，并且由第二转换因子来更新动态装置的第一转换因子，从而获得更加精确的第二转换因子。
同样，根据本发明的另一个实施例，动态装置1010的控制装置可在动态装置1010从对接站1000分离之前执行步骤930至980。
如上所述，在本发明中，在动态装置对接到对接站之后或者在动态装置从对接站分离之前，动态装置的转换因子的误差得到补偿，从而使得动态装置进行旋转时产生的不精确操作最小化。
根据本发明的另一个实施例，在动态装置没有对接到对接站的状态下，可以测量动态装置根据预定旋转命令而实际转过的旋转角。为此，可以在动态装置中使用磁强计或摄像机。
以下将说明采用磁强计测量旋转角的过程。装备有磁强计传感器的动态装置可以测量包括动态装置上的点的线表示的从动态装置旋转中心的方向，比如正北。该动态装置可确定其中一根线为参考线，这根线表示根据旋转命令而旋转之前测量到的方向，并且这根线包括旋转中心。
同样，动态装置可以根据旋转命令实际旋转该磁强计，可以测量到包括旋转中心和动态装置上的点的线表示新的方向，以及可以基于参考线利用新测量的方向来测量动态装置转过的旋转角。在这种情况下，动态装置可以利用磁强计来确定参考线的方向。
另一方面，尽管由于地球磁场的扭曲该磁强计不能测量预定方向的绝对坐标，但是该磁强计传感器可以测量动态装置转过了多少，从而仍然能够获得测量动态装置旋转角大小的起始目标。
同样，以下将说明采用摄像机测量旋转角的过程。根据本实施例的动态装置包括有摄像机，并利用从摄像机中输入的图像信号来测量旋转角。
在动态装置停止的位置上，动态装置选择一个从摄像机中输入的关于预定静止图像的图像信号上的点。例如，可以选择由摄像机拍摄的图像的画面上的点。在这种情况下，动态装置的旋转中心连接到该点的线可以用作用于测量旋转角的参考线。
在根据旋转命令旋转并处于随时起作用的状态之后，动态装置从摄像机接收预定的图像信号。同样，当接收图像信号的时候，动态装置沿着根据旋转命令旋转的同样的方向进行附加旋转，直到输入与关于静止图像的图像信号相同的图像信号，也就是返回到了起始位置。
通过测量附加旋转的角度，该动态装置可以测量动态装置根据旋转角实际转过的角度。
也就是，可以通过测量动态装置根据让动态装置旋转某个角度的旋转命令而实际转过的旋转角来测量动态装置旋转的精度。在该某个角度与旋转角之间的误差大于预定标准值的情况下，或者在已有的第一转换因子和通过动态装置旋转角获得的第二转换因子之间的误差大于预定标准值的情况下，更新动态装置的转换因子，从而保证动态装置旋转的精度。
同样，在利用磁强计或摄像机测量旋转角的情况下，因为在动态装置没有对接到对接站的状态下可以定期的或不定期的调整动态装置旋转的精度，所以不需要该动态装置返回到对接站来调整旋转精度。
同样，本发明的实施例包括计算机可读介质，该计算机可读介质包括用于执行由计算机实现的各种操作的程序指令。该计算机可读介质可以包括程序指令、数据文件和/或数据结构。该程序指令和介质可以是为本发明目的而专门设计和架构的，或者可以是计算机软件领域技术人员公知的和可获取的。计算机可读介质的实例包括磁性介质(比如硬盘、软盘和磁带)、光学介质(比如CD-ROMs或DVD)、磁光介质(比如光磁软盘)以及硬件设备(比如ROMs、RAMs或闪存等等)，它们特别设置成存储和执行程序指令。该介质还可以是包括有载波的传输介质，比如光学或金属线、波导等等，该载波传输指定程序指令、数据结构等的信号。程序指令的实例包括机器代码比如由编译器生成的代码，和包含高级语言代码的文件，利用解释程序可由计算机执行该高级语言代码。
工业实用性根据本发明，提供一种控制动态装置旋转的旋转角精度的方法和装置，来使得动态装置的不精确操作最小化。
同样，根据本发明，测试动态装置旋转的转换因子，并且在转换因子大于预定标准值的情况下更新转换因子。
同样，根据本发明，提供一种方法和装置，用于在进行旋转的动态装置处于随时起作用的状态下来精确计算中因子的误差，以及在误差大于预定标准值的情况下更新转换因子，从而更精确的进行旋转。
同样，根据本发明，在动态装置对接到对接站之后或从对接站分离之前，补偿安装在动态装置中的陀螺仪的转换因子误差，从而增大动态装置进行旋转的情况下的旋转角精度。
同样，根据本发明，对由于温度、时间和施加的电压导致的变化而产生的转换因子误差进行联机补偿，从而执行更加精确的操作。
参考优选实施例已经详细显示和说明了本发明，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围内，可以在形式和细节上做出各种修改。因此，本发明的范围不是由发明的详细说明限定的，而是由所附的权利要求限定的，并且，在该范围内的所有区别都将包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法，包括步骤将安装在动态装置中以控制旋转运动的陀螺仪的转换因子确定为第一转换因子；第一步在向陀螺仪施加预定测试操作的情况下，测量输出角速度；第二步基于该测试操作以及对应于该测试操作的输出角速度，测量第二转换因子；第三步计算该第一转换因子和该第二转换因子之间的误差；以及第四步在该误差大于预定标准值的情况下，通过该第二转换因子更新陀螺仪的第一转换因子，其中，在该动态装置处于随时起作用的情况下，或者在输入关于预定操作的操作命令的情况下，在执行操作之前执行第一至第四步。
2.一种控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法，包括步骤保持与安装在该动态装置中的陀螺仪相关的第一转换因子表，该第一转换因子表是根据所施加的操作和与该施加的操作相对应的角速度而定的；第一步在向陀螺仪施加预定测试操作的情况下，测量输出角速度；第二步基于该测试操作以及对应于该测试操作的输出角速度，产生第二转换因子表；第三步参考该第一转换因子表和该第二转换因子表，计算该第一转换因子和该第二转换因子之间的误差；以及第四步在该误差大于预定标准值的情况下，通过使用该第二转换因子表更新陀螺仪的第一转换因子表，其中，在该动态装置处于随时起作用的情况下，或者在输入用于预定操作的操作命令的情况下，在执行操作之前执行第一至第四步。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在该动态装置处于随时起作用的情况下，周期性的执行第一至第四步。
4.一种利用对接站控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法，包括步骤将安装在动态装置中以控制旋转运动的陀螺仪的转换因子确定为第一转换因子；第一步基于该第一转换因子，产生旋转命令，该旋转命令用于使得该动态装置旋转某个角度；第二步通过利用预定参考线来测量动态装置实际转过的旋转角，该预定参考线包括该动态装置的旋转中心；第三步基于该某个角度和该测量的旋转角之间的误差，计算第二转换因子；第四步计算该第一转换因子和该第二转换因子之间的误差；以及第五步在该误差大于预定标准值的情况下，通过该第二转换因子更新第一转换因子。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，第二步包括步骤确定该动态装置是否对接到预定对接站，其中该对接站包括加载该动态装置的加载设备；在该动态装置对接到对接站的情况下，选择一根包括该对接站的点，从该动态装置旋转中心的线作为该参考线；在该动态装置根据旋转命令旋转之后，利用该对接站的点来确定该参考线；以及基于确定的参考线来测量该动态装置实际转过的角度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在该动态装置从所述对接站分离之前执行第一至第五步。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，该动态装置进一步包括有磁强计传感器，且第二步包括步骤利用该磁强计传感器，选择从该动态装置旋转中心的预定方向作为参考线；在该动态装置根据旋转命令旋转之后，利用测量方向的该磁强计来确定该参考线；以及基于确定的参考线来测量该动态装置实际转过的角度。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，该动态装置进一步包括有摄像机，且第二步包括步骤从输入到摄像机的图像信号中选择一个关于预定静止图像的图像信号上的点；选择一根包括从该动态装置旋转中心的点的线作为该参考线；当该动态装置根据旋转命令旋转时，从该摄像机接收图像信号；动态装置沿着根据旋转命令旋转的同样的方向进行附加旋转，直到关于静止图像的图像信号输入到摄像机中；以及利用附加旋转的角度，该动态装置测量动态装置根据旋转命令实际转过的角度。
9.一种利用对接站控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法，包括步骤将安装在动态装置中以控制旋转运动的陀螺仪的转换因子确定为第一转换因子；确定该动态装置是否对接到预定对接站，其中该对接站包括加载该动态装置的加载设备；基于该对接站的基准点，输入旋转命令，该旋转命令用于使得该动态装置旋转某个角度；基于该基准点，测量该动态装置根据旋转命令实际转过的角度；计算该某个角度和该测量的旋转角之间的误差；在该误差大于预定标准值的情况下，基于该第一转换因子和该某个角度其中之一计算第二转换因子；以及通过该第二转换因子更新该动态装置的第一转换因子。
10.一种计算机可读记录介质，其中，记录有用于执行根据权利要求1至9中任一个方法的程序。
11.一种控制动态装置旋转运动的旋转角精度的装置，包括转换因子数据库，包括与安装在动态装置中的陀螺仪相关的第一转换因子表和第二转换因子表，该第一转换因子表是根据施加的电压以及与所施加电压对应的角速度而定的，该第二转换因子表是根据转换因子的测试结果而定的；角速度测量单元，在测试电压施加到该陀螺仪上的情况下，该角速度测量单元测量输出角速度；转换因子误差计算单元，基于该测试电压和对应于该测试电压的输出角速度，转换因子误差计算单元产生第二转换因子表，并且该转换因子误差计算单元参考该第一转换因子表和该第二转换因子表计算第一转换因子和第二转换因子之间的误差；以及转换因子调整单元，在该误差大于预定标准值的情况下，该转换因子调整单元利用该第二转换因子表来更新关于陀螺仪的第一转换因子表。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，在该动态装置是对接到该对接站的装置的情况下，在该动态装置对接到预定对接站之后或该动态装置从对接站分离之前，角速度测量单元、转换因子误差计算单元和转换因子调整单元中的任一个执行该操作。
全文摘要
提供一种控制动态装置旋转运动的旋转角精度的方法和装置，包括步骤将安装在动态装置中以控制旋转运动的陀螺仪的转换因子确定为第一转换因子；第一步在向陀螺仪施加预定测试操作的情况下，测量输出角速度；第二步基于该测试操作以及对应于该测试操作的输出角速度，测量第二转换因子；第三步计算该第一转换因子和该第二转换因子之间的误差；以及第四步在该误差大于预定标准值的情况下，通过该第二转换因子更新陀螺仪的第一转换因子，其中，在该动态装置处于随时起作用的情况下，或者在输入关于预定操作的操作命令的情况下，在执行操作之前执行第一至第四步。
文档编号G01C19/02GK101057196SQ200580033976
公开日2007年10月17日 申请日期2005年7月5日 优先权日2004年10月5日
发明者郑学荣, 宋辰祐 申请人:迈克罗茵费尼蒂公司