测量数据校准方法和电子设备与流程

本发明涉及测量数据校准方法和电子设备，具体涉及对从重力传感器获取的测量数据进行校准的测量数据校准方法和电子设备。

背景技术：

在诸如手机、平板电脑、数码相机、导航仪、游戏机等的电子设备中，内置有重力传感器。根据从重力传感器获取的测量数据，在内置有该重力传感器的电子设备中进行定位、速度计算、图像校正等的处理。因此，从重力传感器获取的测量数据的误差会对定位、速度计算、图像校正等的处理产生不良影响。

关于重力传感器，由于出厂工艺、传感器之间的差异以及安装过程中的偏差，从而导致从重力传感器获取的测量数据产生误差。由此，导致利用从重力传感器获取的测量数据的处理(如定位、速度计算、图像校正等)的精度变差，产生不良影响，从而用户的使用体验变差。

技术实现要素：

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种电子设备和测量数据校准方法，能够对从重力传感器获取的测量数据进行校准，从而提高利用重力传感器的测量数据的处理精度，提高用户的使用体验。

根据本发明的一个方面，提供一种内置有重力传感器的电子设备。所述电子设备包括：获取模块，配置来获取重力传感器的测量数据；误差计算模块，配置来基于所获取的多个测量数据，计算所述重力传感器的零点误差，基于计算出的零点误差、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算所述重力传感器的量程误差；校准模块，配置来基于计算出的零点误差和量程误差，对所获取的测量数据进行校准，从而获得校准后的测量数据。

根据本发明的另一方面，提供一种测量数据校准方法。所述测量数据校准方法包括：获取重力传感器的测量数据；基于所获取的多个测量数据，计算所述重力传感器的零点误差；基于计算出的零点误差、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算所述重力传感器的量程误差；以及基于计算出的零点误差和量程误差，对所获取的测量数据进行校准，从而获得校准后的测量数据。

根据本发明的测量数据校准方法和电子设备，基于从重力传感器获取的测量数据来计算该重力传感器的零点误差和量程误差，进而基于计算出的零点误差和量程误差对所获取的重力传感器的测量数据进行校准，从而校准后的重力传感器的测量数据的误差减小。由此，能够提高利用重力传感器的测量数据的处理精度，提高用户的使用体验。此外，在本发明中利用从重力传感器获取的任意的多个测量数据来计算重力传感器的零点误差，因此在计算零点误差时无需静置重力传感器，因此校准处理相对方便且灵活，并且随着重力传感器的测量数据增多而计算出的零点误差的量程误差的精度越来越高。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的电子设备的功能框图。

图2是表示本发明的实施方式的测量数据校准方法的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。

参照图1来说明本发明的实施方式的电子设备。图1是表示本发明的实施方式的电子设备的功能框图。

如图1所示，电子设备1包括获取模块101、误差计算模块102、校准模块103。其中，电子设备1例如为手机、平板电脑、数码相机、导航仪、游戏机等，但不限定于此，只要是内置有重力传感器的电子设备即可。

获取模块101配置来获取重力传感器的测量数据。在这里，由获取模块101获取的测量数据是校准前的测量数据。因此，由获取模块101获取的测量数据存在零点误差和量程误差。

具体地，由获取模块101获取的测量数据为矢量。例如，由获取模块101获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量。例如，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量。其中，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。其中，由获取模块101获取的矢量的测量数据也可以通过多个其他的分量来表示，只要能够根据该多个其他的分量来唯一地确定出矢量的测量数据即可。

其中，在特定方向上的分量的测量值和理论值与该特定方向上的零点误差和量程误差相关联。以X轴方向为例，在X轴方向上的分量的测量值和理论值与X轴方向上的零点误差和量程误差的关系如公式1所示。

【公式1】

X’*d+a＝X

其中，X’表示在X轴方向上的分量的理论值，a表示在X轴方向上的零点误差，d表示在X轴方向上的量程误差的系数，X表示在X轴方向上的分量的测量值。如公式1所示，在X轴方向上，零点误差是固定值，量程误差是随着理论值的绝对值而相对变化。

此外，对于Y轴和Z轴方向上的分量的测量值和理论值，也满足如公式1所示的关系。此外，从重力传感器获取的测量数据(矢量)在特定方向上的分量的测量值和理论值，也满足如公式1所示的关系。但是，各个方向上的零点误差之间是不同的，并且各个方向上的零点误差之间是不同的。

此外，获取模块101能够以预先设定的周期获取重力传感器的测量数据，也可以响应于特定的事件而获取重力传感器的测量数据。

误差计算模块102配置来基于所获取的多个测量数据，计算所述重力传感器的零点误差。具体地，误差计算模块102能够利用由获取模块101之前获取的多个测量数据，计算重力传感器的零点误差，该计算出的零点误差被用来对由获取模块101当前获取的测量数据进行校准。

例如，由获取模块101获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量的情况下，误差计算模块101利用由获取模块101之前获取的多个测量数据，分别计算第一方向上的零点误差、第二方向上的零点误差、第三方向上的零点误差。如上所述，重力传感器的测量数据在各个方向上的零点误差存在区别，因此通过分别计算各个方向上的零点误差，从而能够更加适当地对所获取的测量数据进行校准。

具体地，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，误差计算模块102利用所获取的多个测量数据，计算X轴方向上的零点误差、Y轴方向上的零点误差和Z轴方向上的零点误差。

由于各个方向上的零点误差可以认为在0点附近满足正态分布特性，因此各个方向上的零点误差例如能够应用误差反馈、最小二乘法等的计算方法来计算。

下面，具体说明通过最小二乘法，利用所获取的多个测量数据来计算X轴方向上的零点误差、Y轴方向上的零点误差和Z轴方向上的零点误差。

在由获取模块101获取的各个测量数据满足如下的公式2。

【公式2】

(X_i-a)²+(Y_i-b)²+(Z_i-c)²＝g²

其中，i表示测量数据的序号，X_i表示序号为i的测量数据的X轴方向上的分量，Y_i表示序号为i的测量数据的Y轴方向上的分量，Z_i表示序号为i的测量数据的Z轴方向上的分量，a、b、c分别表示X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的零点误差，g表示重力加速度。

此外，与公式2同样地，关于序号为i+1的测量数据也满足如下的公式3。

【公式3】

(X_i+1-a)²+(Y_i+1-b)²+(Z_i+1-c)²＝g²

其中，i+1表示测量数据的序号，X_i+1表示序号为i+1的测量数据的X轴方向上的分量，Y_i+1表示序号为i+1的测量数据的Y轴方向上的分量，Z_i+1表示序号为i+1的测量数据的Z轴方向上的分量，a、b、c分别表示X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的零点误差。

在这里，对于不同序号的测量数据来说，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的零点误差都是相同的。

对公式2和公式3进行消元，则能够得到如公式4所示的三元一次方程。

【公式4】

(X_i+1-X_i)a+(Y_i+1-Y_i)b+(Z_i+1-Z_i)c＝V_i

其中，对于特定的序号i来说，V_i的值能够根据X_i、Y_i、Z_i的值、以及X_i+1、Y_i+1、Z_i+1的值而计算出。

对公式4中的两边减去V_i，然后进行平方，从而得到一个等式。针对各个序号，对得到的等式进行相加，从而能够得到公式5。

【公式5】

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\left(\right(X_{i+1}-X_i)\·a+(Y_{i+1}-Y_i)\·b+(Z_{i+1}-Z_i)\·c-V_i)}^2=M$

其中，j表示表示测量数据的序号。

如上所述，由于X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的零点误差a、b、c在0点附近满足正态分布特性，因此使M的值最小的a、b、c的值可以认为是近似解。

因此，对公式5中的M关于a、b、c进行偏导计算，从而能够得到公式6。

【公式6】

通过对公式6所示的方程组进行计算，从而能够求出X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的零点误差a、b、c。

此外，在公式2至公式6中，例如对量程误差进行了省略，因此公式2至公式6所示的等式的两边可认为是约等于。

如上所述，在本发明的实施方式中，通过最小二乘法，利用所获取的多个测量数据来计算X轴方向上的零点误差、Y轴方向上的零点误差和Z轴方向上的零点误差。因此，随着所获取的测量数据的增多，计算出的X轴方向上的零点误差、Y轴方向上的零点误差和Z轴方向上的零点误差的精度越来越提高。

此外，在本发明的实施方式中，也可以利用其它的用于计算符合正态分布的变量的计算方法，计算X轴方向上的零点误差、Y轴方向上的零点误差和Z轴方向上的零点误差。并且，在矢量的测量数据通过多个其他的分量来表示的情况下，也可以使用上述的计算零点误差的方法。

如上所述，在本发明的实施方式的电子设备中，利用由获取模块101从重力传感器获取的任意的多个测量数据来计算重力传感器的零点误差，因此在计算零点误差时无需静置重力传感器，因此计算零点误差的处理相对方便。随着所获取的测量数据的增多，计算出的零点误差的精度越来越高。

在计算出了零点误差之后，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算重力传感器的量程误差。

具体地，由获取模块101获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量的情况下，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算在第一方向上的量程误差、第二方向上的量程误差和第三方向上的量程误差。

例如，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，误差计算模块102基于计算出的零点误差a、b、c、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算在X轴方向上的量程误差、Y轴方向上的量程误差和Z轴方向上的量程误差。

例如，在特定状态下获取的测量数据为(X₀、Y₀、Z₀)，并且在该特定状态下的重力传感器的理论数据为(X₀’、Y₀’、Z₀’)的情况下，根据公式1而能够求出X轴方向上的量程误差d、Y轴方向上的量程误差e、Z轴方向上的量程误差e。

【公式7】

d＝(X₀-a)/X₀’

e＝(Y₀-b)/Y₀’

f＝(Z₀-c)/Y₀’

其中，通过公式7计算出的X轴方向上的量程误差d、Y轴方向上的量程误差e、Z轴方向上的量程误差e表示量程误差的系数。

此外，在通过公式7来计算X轴方向上的量程误差d、Y轴方向上的量程误差e、Z轴方向上的量程误差e时，需要计算该特定状态下的重力传感器的理论数据(X₀’、Y₀’、Z₀’)。此外，在X₀’为0的情况下，使用其来计算X轴方向上的量程误差d时，导致难以计算量程误差d，同样，在Y₀’为0的情况下，使用其来计算Y轴方向上的量程误差e时，导致难以计算量程误差e，在Z₀’为0的情况下，使用其来计算Z轴方向上的量程误差f时，导致难以计算量程误差f。

因此，在本发明的实施方式中优选为，误差计算模块102基于计算出的零点误差，在重力加速度方向与第一方向一致的第一特定状态下获取的测量数据，计算在第一方向上的量程误差，基于计算出的零点误差，在重力加速度方向与第二方向一致的第二特定状态下获取的测量数据，计算在第二方向上的量程误差，基于计算出的零点误差，在重力加速度方向与第三方向一致的第三特定状态下获取的测量数据，计算在第三方向上的量程误差。

具体地，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在重力加速度方向与X轴方向一致的第一特定状态下获取的测量数据(X₀、Y₀、Z₀)，计算在X轴方向上的量程误差d。此时，在该第一特定状态下的理论数据为(g、0、0)。通过公式7，能够计算出X轴方向上的量程误差d为(X₀-a)/g。

同样，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在重力加速度方向与Y轴方向一致的第二特定状态下获取的测量数据(X₀、Y₀、Z₀)，计算在Y轴方向上的量程误差d。此时，在该第二特定状态下的理论数据为(0、g、0)。通过公式7，能够计算出Y轴方向上的量程误差e为(Y₀-b)/g。

同样，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在重力加速度方向与Z轴方向一致的第三特定状态下获取的测量数据(X₀、Y₀、Z₀)，计算在Z轴方向上的量程误差e。此时，在该第三特定状态下的理论数据为(0、0、g)。通过公式7，能够计算出Z轴方向上的量程误差f为(Z₀-c)/g。

由此，在本发明的实施方式中无需计算特定状态下重力传感器的理论数据，并且能够提高量程误差的计算精度。

此外，在本发明的实施方式中，根据计算出的零点误差来计算重力传感器的量程误差的处理可以在预先设定的时刻进行，也可以在计算出的零点误差的变化大于阈值时进行，也可以响应于特定的事件而进行。

校准模块103配置来基于计算出的零点误差和量程误差，对当前获取的测量数据进行校准，从而获得校准后的测量数据。

具体地，由获取模块101获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量的情况下，校准模块103基于计算出的第一方向上的零点误差和量程误差，对测量数据的第一方向上的分量进行校准，基于计算出的第二方向上的零点误差和量程误差，对测量数据的第二方向上的分量进行校准，基于计算出的第三方向上的零点误差和量程误差，对测量数据的第三方向上的分量进行校准。

例如，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，校准模块103基于计算出的X轴方向上的零点误差a和量程误差d，对测量数据的X轴分量X进行校准。根据公式1，校准后的X轴分量为(X-a)/d。校准模块103基于计算出的Y轴方向上的零点误差b和量程误差e，对测量数据的Y轴分量Y进行校准，校准后的Y轴分量为(Y-b)/e，并且校准模块103基于计算出的Z轴方向上的零点误差c和量程误差f，对测量数据的Z轴分量Z进行校准，校准后的Z轴分量为(Z-c)/f。

根据本发明的实施方式的电子设备1，基于从重力传感器获取的测量数据来计算该重力传感器的零点误差和量程误差，进而基于计算出的零点误差和量程误差对所获取的重力传感器的测量数据进行校准，从而校准后的重力传感器的测量数据的误差减小。由此，能够提高利用重力传感器的测量数据的处理精度，提高用户的使用体验。

下面，参照图2来说明本发明的实施方式的测量数据校准方法。图2是表示本发明的实施方式的测量数据校准方法的流程图。图2所示的测量数据校准方法能够应用于图1所示的电子设备1。如图1所示，电子设备1包括获取模块101、误差计算模块102、校准模块103。其中，电子设备1例如为手机、平板电脑、数码相机、导航仪、游戏机等，但不限定于此，只要是内置有重力传感器的电子设备即可。

在步骤S210中，获取重力传感器的测量数据。

具体地，在步骤S210中获取的测量数据是校准前的测量数据，存在零点误差和量程误差。其中，在步骤S210中获取的测量数据为矢量。例如，获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量。具体地，获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量。其中，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。其中，获取的矢量的测量数据也可以通过多个其他的分量来表示，只要能够根据该多个其他的分量来唯一地确定出矢量的测量数据即可。

其中，在特定方向上的分量的测量值和理论值与该特定方向上的零点误差和量程误差相关联。以X轴方向为例，在X轴方向上的分量的测量值和理论值与X轴方向上的零点误差和量程误差的关系如公式1所示。此外，对于Y轴和Z轴方向上的分量的测量值和理论值，也满足如公式1所示的关系。此外，从重力传感器获取的测量数据(矢量)在特定方向上的分量的测量值和理论值，也满足如公式1所示的关系。但是，各个方向上的零点误差之间是不同的，并且各个方向上的零点误差之间是不同的。

在步骤S220中，基于所获取的多个测量数据，计算所述重力传感器的零点误差。

具体地，在应用于图1所示的电子设备1的情况下，误差计算模块102能够利用由获取模块101之前获取的多个测量数据，计算重力传感器的零点误差，该计算出的零点误差被用来对由获取模块101当前获取的测量数据进行校准。

优选地，在步骤S210中获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量的情况下，在步骤S220中，利用之前获取的多个测量数据，分别计算第一方向上的零点误差、第二方向上的零点误差、第三方向上的零点误差。具体地，在应用于图1所示的电子设备1时，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，误差计算模块102利用所获取的多个测量数据，计算X轴方向上的零点误差、Y轴方向上的零点误差和Z轴方向上的零点误差。

由于各个方向上的零点误差可以认为在0点附近满足正态分布特性，因此各个方向上的零点误差例如能够应用误差反馈、最小二乘法等的计算方法来计算。

例如，获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，如上所述，根据公式2至公式6，通过最小二乘法对所获取的多个测量数据进行计算，从而求出X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的零点误差a、b、c。

此外，在本发明的实施方式中，也可以利用其它的用于计算符合正态分布的变量的计算方法，计算X轴方向上的零点误差、Y轴方向上的零点误差和Z轴方向上的零点误差。并且，在矢量的测量数据通过多个其他的分量来表示的情况下，也可以使用上述的计算零点误差的方法。

如上所述，在本发明的实施方式的测量数据校准方法中，利用从重力传感器获取的任意的多个测量数据来计算重力传感器的零点误差，因此在计算零点误差时无需静置重力传感器，因此计算零点误差的处理相对方便。随着所获取的测量数据的增多，计算出的零点误差的精度越来越高。

在步骤S230中，基于计算出的零点误差、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算重力传感器的量程误差。

具体地，在步骤S210中获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量的情况下，在步骤S230中，基于计算出的零点误差、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算在第一方向上的量程误差、第二方向上的量程误差和第三方向上的量程误差。

例如，在应用于图1所示的电子设备1时，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，误差计算模块102基于计算出的零点误差a、b、c、在特定状态下获取的测量数据和在该特定状态下的重力传感器的理论数据，计算在X轴方向上的量程误差、Y轴方向上的量程误差和Z轴方向上的量程误差。

例如，在特定状态下获取的测量数据为(X₀、Y₀、Z₀)，并且在该特定状态下的重力传感器的理论数据为(X₀’、Y₀’、Z₀’)的情况下，通过公式7而能够求出X轴方向上的量程误差d、Y轴方向上的量程误差e、Z轴方向上的量程误差e。

此外，在通过公式7来计算X轴方向上的量程误差d、Y轴方向上的量程误差e、Z轴方向上的量程误差e时，需要计算该特定状态下的重力传感器的理论数据(X₀’、Y₀’、Z₀’)。此外，在X₀’为0的情况下，使用其来计算X轴方向上的量程误差d时，导致难以计算量程误差d，同样，在Y₀’为0的情况下，使用其来计算Y轴方向上的量程误差e时，导致难以计算量程误差e，在Z₀’为0的情况下，使用其来计算Z轴方向上的量程误差f时，导致难以计算量程误差f。

因此，在本发明的实施方式中优选为，步骤S230包括：基于计算出的零点误差，在重力加速度方向与第一方向一致的第一特定状态下获取的测量数据，计算在第一方向上的量程误差，基于计算出的零点误差，在重力加速度方向与第二方向一致的第二特定状态下获取的测量数据，计算在第二方向上的量程误差，基于计算出的零点误差，在重力加速度方向与第三方向一致的第三特定状态下获取的测量数据，计算在第三方向上的量程误差。

具体地，在应用于图1所示的电子设备1时，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在重力加速度方向与X轴方向一致的第一特定状态下获取的测量数据(X₀、Y₀、Z₀)，计算在X轴方向上的量程误差d。此时，在该第一特定状态下的理论数据为(g、0、0)。通过公式7，能够计算出X轴方向上的量程误差d为(X₀-a)/g。同样，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在重力加速度方向与Y轴方向一致的第二特定状态下获取的测量数据(X₀、Y₀、Z₀)，计算在Y轴方向上的量程误差d。此时，在该第二特定状态下的理论数据为(0、g、0)。通过公式7，能够计算出Y轴方向上的量程误差e为(Y₀-b)/g。同样，误差计算模块102基于计算出的零点误差、在重力加速度方向与Z轴方向一致的第三特定状态下获取的测量数据(X₀、Y₀、Z₀)，计算在Z轴方向上的量程误差e。此时，在该第三特定状态下的理论数据为(0、0、g)。通过公式7，能够计算出Z轴方向上的量程误差f为(Z₀-c)/g。由此，在本发明的实施方式中无需计算特定状态下重力传感器的理论数据，并且能够提高量程误差的计算精度。

在步骤S240中，基于计算出的零点误差和量程误差，对所获取的测量数据进行校准，从而获得校准后的测量数据。

具体地，所获取的测量数据包括相互垂直的第一方向、第二方向和第三方向上的分量的情况下，在步骤S240中，基于计算出的第一方向上的零点误差和量程误差，对测量数据的第一方向上的分量进行校准，基于计算出的第二方向上的零点误差和量程误差，对测量数据的第二方向上的分量进行校准，基于计算出的第三方向上的零点误差和量程误差，对测量数据的第三方向上的分量进行校准。

例如，在应用于图1所示的电子设备1时，由获取模块101获取的测量数据包括X轴分量、Y轴分量和Z轴分量的情况下，校准模块103基于计算出的X轴方向上的零点误差a和量程误差d，对测量数据的X轴分量X进行校准。根据公式1，校准后的X轴分量为(X-a)/d。校准模块103基于计算出的Y轴方向上的零点误差b和量程误差e，对测量数据的Y轴分量Y进行校准，校准后的Y轴分量为(Y-b)/e，并且校准模块103基于计算出的Z轴方向上的零点误差c和量程误差f，对测量数据的Z轴分量Z进行校准，校准后的Z轴分量为(Z-c)/f。

根据本发明的实施方式的测量数据校准方法，基于从重力传感器获取的测量数据来计算该重力传感器的零点误差和量程误差，进而基于计算出的零点误差和量程误差对所获取的重力传感器的测量数据进行校准，从而校准后的重力传感器的测量数据的误差减小。由此，能够提高利用重力传感器的测量数据的处理精度，提高用户的使用体验。

本领域普通技术人员可以意识到，结合在本发明的实施方式描述的各个模块和步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现。并且软件可以置于任意形式的计算机存储介质中。为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在上面详细描述了本发明的各个实施方式。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施方式进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。