專利名稱：具有2d磁力計(jì)的低成本電子羅盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子裝置，其包括具有二維磁力計(jì)的定向傳感
器。
背景技術(shù)：
US專利6,836,971公開了 一種傾斜補(bǔ)償式電子羅盤。該傾斜補(bǔ) 償式電子羅盤的操作是基于對地球磁場在垂直于雙軸磁傳感器的兩 個(gè)測量軸的方向上的分量Z進(jìn)行計(jì)算而不是進(jìn)行測量的?？梢允褂?適用于廣闊(wide)地理區(qū)域的地球磁場強(qiáng)度的存儲(chǔ)值來計(jì)算該正交 分量Z。該計(jì)算還需要使用從雙軸傳感器測量的磁場值。一旦Z已知， 并且使用來自雙軸傾斜傳感器的輸入，則可以通過使所測量的磁場強(qiáng) 度值從傾斜的雙軸傳感器精確地旋轉(zhuǎn)回本地水平面來計(jì)算補(bǔ)償?shù)恼?交分量X和Y。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種定向傳感器和傾斜補(bǔ)償羅盤向量重建方法，該 方法僅使用單獨(dú)的2D磁力計(jì)作為其感測輸入。與已知的上述US專 利6,836,971中描述的傾斜補(bǔ)償羅盤示例相比，本發(fā)明中不需要加速 計(jì)。因此，本發(fā)明描述了極限最低成本的傾斜補(bǔ)償式羅盤的構(gòu)想。為 了實(shí)現(xiàn)該構(gòu)想，犧牲剛體姿態(tài)中三個(gè)自由度中的一個(gè)作為自由變量。 在實(shí)踐中，這可以通過要求保持羅盤體軸x水平來實(shí)現(xiàn)。盡管這表現(xiàn) 出一種局限性，但是其影響在實(shí)際使用中很小。例如，在本發(fā)明的實(shí) 施例中，將羅盤集成到移動(dòng)電話中。當(dāng)用戶讀取其顯示屏?xí)r，這種電 話體軸x通常被保持為水平。因此，當(dāng)考慮該裝置的實(shí)際使用時(shí)，可 以事先確定該裝置的x軸定向的兩個(gè)自由度之一。
因此，本發(fā)明提供一種電子裝置，其包括具有二維磁力計(jì)的定
4向傳感器。該傳感器用于提供第一信號(hào)和第二信號(hào)，以分別確定所述 裝置所在的地理位置的三維地磁場向量的第一分量和第二分量。所述 裝置具有第一構(gòu)件，其用于根據(jù)第一分量和第二分量以及所述裝置所 處的地理位置的地磁場的給定強(qiáng)度來確定地磁場向量的第三分量的 多個(gè)候選。所述裝置具有第二構(gòu)件，其用于在假設(shè)所述裝置的軸保持 水平的情況下，根據(jù)所述裝置所處的地理位置的地磁場向量的給定傾 斜度和給定強(qiáng)度來確定重力向量的多個(gè)其他候選，。所述裝置具有第 三構(gòu)件，用于選擇地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選中相關(guān)的一個(gè)， 并且用于選擇重力向量的多個(gè)其他候選中相關(guān)的另一個(gè)。
本發(fā)明基于如下假設(shè)已知所述裝置所處位置的地磁場的大小 和傾斜度的值；在所述裝置的實(shí)際使用中，該裝置的體軸中的至少一 個(gè)被保持水平?；谶@些假設(shè)，可推測所述裝置相對于地球的實(shí)際定 向(以及變量，諸如朝向以及傾斜角等)。
可以以硬件的方式或者通過使用專用微控制器或者使用運(yùn)行專 用軟件指令的通用數(shù)據(jù)處理器來實(shí)現(xiàn)上述的第一構(gòu)件和/或第二構(gòu)件 和/或第三構(gòu)件。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在某些情況下可以假設(shè)地磁場的大小和 傾斜度的值為常量，并且可以在生產(chǎn)階段將其程序化為給定常量。
可選地，本發(fā)明的所述裝置用于獲得其所處地理位置的地磁場 的大小和傾斜度。這可以以多種方式實(shí)現(xiàn)。
在第一示例實(shí)施例中，本發(fā)明的所述裝置具有第四構(gòu)件，例如 具有用于確定所述裝置所處的地理位置的GPS單元或者具有連接到
GPS單元的接口。例如可以使用存儲(chǔ)有針對區(qū)域或整個(gè)星球的值的
板載查找表或者使用數(shù)學(xué)模型(例如世界地磁模型)來根據(jù)地理位置 計(jì)算地磁特性，或者如果所述裝置具有通信裝置，則通過無線連接方 式將所述位置信息數(shù)據(jù)傳輸給服務(wù)供應(yīng)商，服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)而將本地值 發(fā)送或上傳到所述裝置，來將所述地理位置信息映射為本地地磁強(qiáng)度 和傾斜度的值。
在第二示例實(shí)施例中，所述裝置包括通信裝置，例如移動(dòng)電話。 這種裝置在服務(wù)供應(yīng)商的蜂窩結(jié)構(gòu)中運(yùn)行。每個(gè)小區(qū)覆蓋一個(gè)地理區(qū)域，在該地理區(qū)域內(nèi)漫游移動(dòng)電話用戶通過無線的方式與小區(qū)信標(biāo)通 信。因此，服務(wù)供應(yīng)商知道用戶出現(xiàn)在哪個(gè)小區(qū)。因此，可以使用用 戶出現(xiàn)在的小區(qū)的信標(biāo)標(biāo)識(shí)來確定用戶的地理位置信息，所確定的地 理位置信息具有小區(qū)特性尺度的分辨率。接著，使用該位置信息來查 找相關(guān)的地磁場強(qiáng)度和傾斜度。例如，可以在所述裝置中存儲(chǔ)査找表， 該査找表將從信標(biāo)接收到的信標(biāo)標(biāo)識(shí)映射為本地地磁場強(qiáng)度和傾斜 度的值。在另一個(gè)示例中，可以使用查找表來將信標(biāo)標(biāo)識(shí)映射為地理 位置，再可以通過另一個(gè)查找表或者數(shù)學(xué)模型(如世界地磁模型)將 該地理位置映射為本地地磁場特性。在再一個(gè)示例中，服務(wù)供應(yīng)商具 有在所述裝置實(shí)際使用期間將本地值傳輸?shù)接脩粞b置的信標(biāo)。
本發(fā)明還涉及一種用于向電子裝置的用戶提供服務(wù)的方法，所 述電子裝置包括具有二維磁力計(jì)的定向傳感器。所述傳感器用于提供 第一信號(hào)和第二信號(hào)，以分別確定所述裝置所處的地理位置的三維地 磁場向量的第一分量和第二分量。所述方法包括如下步驟接收表示 第一信號(hào)和第二信號(hào)的數(shù)據(jù)；基于第一分量和第二分量并且基于所述 裝置所處的地理位置的地磁場的給定強(qiáng)度來確定地磁場向量的第三 分量的多個(gè)候選；假設(shè)所述裝置的一個(gè)軸保持水平，基于所述裝置所
處的地理位置的地磁場向量的給定傾斜度和給定強(qiáng)度來確定重力向 量的多個(gè)其他候選；選擇地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選中相關(guān)的
一個(gè)；選擇重力向量的多個(gè)其他候選中相關(guān)的另一個(gè)；接著，基于地 磁場的第一分量和第二分量，并且基于所選擇的候選和所選擇的另一 個(gè)候選來確定表示所述裝置的姿態(tài)的其他數(shù)據(jù)。
這種方法在商業(yè)上對(例如通過無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))從用戶的電子 裝置接收傳感器數(shù)據(jù)并在服務(wù)器上執(zhí)行計(jì)算的服務(wù)供應(yīng)商來說是有 利的。計(jì)算結(jié)果表示所述裝置相對于地球的姿態(tài)。所述結(jié)果通過數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)返回到所述裝置。
本發(fā)明還涉及電子裝置上使用的軟件，所述電子裝置包括具有 二維磁力計(jì)的定向傳感器。所述傳感器可操作用于提供第一信號(hào)和第 二信號(hào)，以分別用于確定所述裝置所處的地理位置的三維地磁場向量 的第一分量和第二分量。所述軟件包括執(zhí)行如下步驟的指令基于第一分量和第二分量并且基于所述裝置所處的地理位置的地磁場向量
的給定強(qiáng)度來確定地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選；假設(shè)所述裝置 的一個(gè)軸保持水平，基于所述裝置所處的地理位置的地磁場向量的給 定傾斜度和給定強(qiáng)度來確定重力向量的多個(gè)其他候選；選擇地磁場向
量的第三分量的多個(gè)候選中相關(guān)的一個(gè)；選擇重力向量的多個(gè)其他候 選中相關(guān)的另一個(gè)；以及基于地磁場向量的第一分量和第二分量，并 且基于所選擇的候選和所選擇的另一個(gè)候選來確定表示所述裝置的 姿態(tài)的其他數(shù)據(jù)。
因此，對于具有數(shù)據(jù)處理器的電子裝置(如移動(dòng)電話)來說，
在商業(yè)上所述軟件作為與上述類型的傳感器組合式的附加添加是有 利的。


以下通過示例的方法并參考附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中 圖1示出了本發(fā)明的裝置中的功能的方框圖2和圖4示出了公式的概況，用于說明圖1所示的裝置的操 作；并且
圖3示出了由圖2所示的公式編址的關(guān)系具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的電子裝置100的功能圖示。裝置100包括2D磁 力計(jì)102，其提供信號(hào)MMx和MMy。從這兩個(gè)信號(hào)來確定三個(gè)正交 分量中的兩個(gè)，這兩個(gè)正交分量指定了相對于固定到裝置100的坐標(biāo) 系統(tǒng)的裝置IOO所處的地理位置的地磁場向量。所述坐標(biāo)系統(tǒng)具有x 軸、垂直于x軸的y軸以及垂直于x軸和y軸的z軸。本文中x軸和 y軸方向上的地磁場分量分別被表示為Bx和By。裝置100具有補(bǔ)償 模塊104，以對信號(hào)MMx和MMy的例如偏移、靈敏度、軸心差等進(jìn) 行補(bǔ)償。補(bǔ)償模塊104的輸出表示沿著裝置100的坐標(biāo)系統(tǒng)中的兩個(gè) 正交方向的地磁場向量B的分量。補(bǔ)償模塊104從校正單元106接 收校正參數(shù)。校正單元106是例如存儲(chǔ)預(yù)先確定的參數(shù)值的存儲(chǔ)器。
7可替換地，校正單元106執(zhí)行自動(dòng)校正程序。將由補(bǔ)償模塊104確定 的地磁場向量B的兩個(gè)正交分量提供給模塊108，模塊108計(jì)算向量 B的兩個(gè)候選。模塊108連接到模塊110，模塊110提供與裝置100 所處的位置的地磁場的強(qiáng)度相關(guān)的信息。所述強(qiáng)度等于地磁場向量的 大小。因此，由于三個(gè)分量的平方和等于所述強(qiáng)度的平方，因此給定 強(qiáng)度就可以得到向量B的第三個(gè)分量值的兩個(gè)候選解。這第三個(gè)分 量的兩個(gè)候選解將產(chǎn)生向量B的兩個(gè)相應(yīng)的候選解。
模塊110從模塊112接收當(dāng)?shù)氐膹?qiáng)度值，模塊112在地磁場的 地圖上查找裝置100的當(dāng)前的地理位置。可以以各種方式來確定裝置 100的地理位置。例如，模塊112具有GPS單元(未示出)和存儲(chǔ) 器(未示出)，其中GPS單元直接確定所述地理位置，存儲(chǔ)器存儲(chǔ) 作為地理位置函數(shù)的地磁場的相關(guān)參數(shù)或者存儲(chǔ)執(zhí)行諸如世界磁場 模型之類的數(shù)學(xué)模型的軟件?？商鎿Q地，模塊112具有GPS單元和 電信單元(未示出)，其中GPS單元確定裝置100的位置，電信單 元用于通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以無線的方式與在別處的服務(wù)器進(jìn)行通信。接著 所述電信單元向該服務(wù)器傳輸裝置100的當(dāng)前位置，然后服務(wù)器確定 與裝置100的當(dāng)前位置相關(guān)的地磁場的參數(shù)并且通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將這 些參數(shù)提交給裝置100。另一種可替換方案是，裝置100包括移動(dòng)電 信裝置，諸如移動(dòng)電話。電信業(yè)務(wù)的基本設(shè)施使得至少能以該業(yè)務(wù)所 覆蓋的地理區(qū)域中的小區(qū)的維度的分辨率來確定移動(dòng)電話的地理位 置?？梢酝ㄟ^使每個(gè)小區(qū)的服務(wù)器向其客戶端發(fā)送這些參數(shù)的方式或 者通過向客戶端裝置100發(fā)送小區(qū)標(biāo)識(shí)的方法再次將該位置綁定到 地磁場的相關(guān)的本地參數(shù)，其中裝置100接著通過使用如裝置100 中的存儲(chǔ)器(未示出)中所存儲(chǔ)的這些數(shù)值的表或者使用諸如世界地 磁場模型之類的數(shù)學(xué)模型來確定其地理位置和地磁場的相關(guān)參數(shù)。
如上所述，模塊108確定地磁場向量B的兩個(gè)候選解。在本文 的剩余部分，這些候選將被表示為B,和B2。為了可以確定裝置100 的姿態(tài)，必須也獲得地球重力向量的解。假設(shè)x軸被保持水平。可選 地，這可以由用戶通過模塊114來向裝置100進(jìn)行證實(shí)，模塊114 包括例如水平裝置，類似于木匠的水平儀或者水銀開關(guān)。因此，重力向量不具有沿X軸的分量。因此，重力向量和所測量的地磁場向量的
點(diǎn)積與分量By和Bz相關(guān)，而與Bx無關(guān)。模塊112向模塊116提供 位置信息，模塊116以類似于上述與地磁場強(qiáng)度相關(guān)的方法之一來確 定裝置100所處的當(dāng)前位置的地磁場的傾角。所述傾角是指地磁場磁 力線與地球表面相交處的角。換句話說，所述傾角是由地磁場向量B 與水平面所成的角。該角度的范圍從地磁南極的負(fù)90度通過赤道附 近的零度直到地磁北極的正90度?；诘卮艌鰪?qiáng)度和所述傾角，可 以計(jì)算重力向量g與地磁場B的點(diǎn)積。由于假設(shè)重力向量g的x分 量為0 (gx=0)，因此在地磁場向量候選為B,的情況下向量g的其 他分量gy和gz必須符合圖2所示的等式(202)，或者在地磁場向量 候選為B2的情況下符合圖2所示的等式(204)。等式(202)和(204) 將向量分量與向量的點(diǎn)積建立關(guān)聯(lián)。歸一化的重力向量的大小為如圖 2的等式(206)中所表示的單位l。因此，可以通過等式(208)和
(210)獲得重力向量分量gy和gz的解。為了使其可視化，考慮圖3。 圖3示出了水平的gy軸和垂直的gz軸生成(gy， gz)平面的圖 示300。以軸交點(diǎn)為圓心的圓302表示等式(206)。線304對應(yīng)于 等式(202)并且線306對應(yīng)于等式(204)。線304與圓302的交點(diǎn) 對應(yīng)于重力向量分量gy和gz的解，重力向量分量gy和gz又與地磁場 向量候選Bi對應(yīng)。這些解由圖4中的表達(dá)式402和404給出。同樣 地，線306與圓302的交點(diǎn)對應(yīng)于重力向量分量gy和gz的解，重力 向量分量gy和gz又與地磁場向量候選B2相對應(yīng)。這些解由圖4中的 表達(dá)式406和408給出。因此，通常重力向量g總共存在四個(gè)候選解 gu， gu， g"和g22。但是，如果表達(dá)式(402) - (408)中的判別式
(即，平方根因子的變元)變?yōu)镺，則表達(dá)式(402)和(404)或者 表達(dá)式(406)和(408)的這些解將退化。這種情況對應(yīng)于與圓302 相切的線304或306，從而使其各相交點(diǎn)重合。這在體軸x指向北或 者南的情況下發(fā)生。如果x軸不保持完全水平，則一些解的判別式甚 至可能變?yōu)樨?fù)數(shù)。在這種情況下，線304和306中的一條或者兩條不 與圓302相交。如果判別式變?yōu)樨?fù)，則不存在重力向量g的精確解。 因此可以像判別式為0時(shí)一樣，通過處理近似得到一個(gè)解。模塊118執(zhí)行上述基于從模塊108、 116和114所接收的輸入來確定重力向量g的可能的分量的過程。
向量B具有兩個(gè)候選解，并且每個(gè)向量B具有兩個(gè)向量g的候選解。這產(chǎn)生了向量g的總共四個(gè)候選解，向量g的四個(gè)候選解對應(yīng)于四個(gè)候選的姿態(tài)。正確的解是對應(yīng)于裝置100的實(shí)際姿態(tài)的候選。從三個(gè)偽解中選擇正確解的過程如下所述。
假設(shè)在前一時(shí)刻已選擇了正確的解。接著，在當(dāng)前時(shí)刻，可以基于實(shí)現(xiàn)最佳連續(xù)性來從歷史選擇的解中預(yù)先選擇一個(gè)解。該歷史選擇的解可以是在前一時(shí)刻選擇的解或者可以是先前時(shí)刻選擇的解的平均值。可以基于g候選與歷史選擇的g解的最佳連續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)來為兩個(gè)B候選的每個(gè)預(yù)選擇最可能的g候選。該步驟將要進(jìn)一步進(jìn)行估計(jì)的解的總數(shù)從4減小到2。如果對于給定的B候選，g向量的解的判別式基本上大于0，則給出最佳連續(xù)性的g向量為可使其到歷史選擇的g向量的解的矢量距離最小的那個(gè)解。如果判別式剛剛大于0，則線304或306與圓302的交點(diǎn)彼此靠近。因此，諸如與所測量的信號(hào)MMx和MMy相關(guān)的噪聲之類的誤差增加了預(yù)選錯(cuò)誤的g向量候選的可能性。某種程度上，這個(gè)問題可以通過記錄裝置IOO可能動(dòng)態(tài)而平滑地改變的姿態(tài)來減輕。因此，在這種情況下(預(yù)選特定g向量候選，其與歷史選擇的g向量解的矢量差與前一時(shí)刻計(jì)算所得的類似矢
量差為最佳匹配)最佳連續(xù)性的不同標(biāo)準(zhǔn)可能是適當(dāng)?shù)?。最佳匹配的?biāo)準(zhǔn)在于所述解產(chǎn)生矢量差的最小矢量距離。換句話說，所選擇的解給出了 g向量的改變速率的最佳連續(xù)性。如果判別式為O，則兩個(gè)g向量解很難區(qū)分(退化)，可以選擇這兩個(gè)g向量解中的任何一個(gè)。如果判別式為負(fù)，則可以用O來代替，并且可以將任意一個(gè)退化解用作近似的g向量的解。
上述方法將要進(jìn)一步估計(jì)的解的總數(shù)從四個(gè)減小為兩個(gè)。在該階段，仍然存在兩個(gè)B向量候選，此時(shí)每個(gè)向量候選對應(yīng)于一個(gè)單獨(dú)的g向量候選。可以基于復(fù)合(堆疊)向量(Bx By Bz 0 gy gz) t來實(shí)現(xiàn)從兩個(gè)剩余候選中進(jìn)行預(yù)選。如果與兩個(gè)候選解相關(guān)的兩個(gè)復(fù)合向量之間的矢量距離基本上大于0，如果預(yù)選了其相關(guān)的復(fù)合向量
10具有到歷史選擇的復(fù)合向量的最小矢量距離的候選，則實(shí)現(xiàn)了復(fù)合向量的最佳連續(xù)性。歷史選擇的復(fù)合向量可以是前一時(shí)刻的復(fù)合向量或者其可以是先前時(shí)刻的復(fù)合向量的平均值。如果與兩個(gè)候選解相關(guān)的兩個(gè)復(fù)合向量之間的矢量距離剛剛大于0，如果如上述方法來實(shí)現(xiàn)選擇，則由于系統(tǒng)誤差而導(dǎo)致預(yù)選錯(cuò)誤解的可能性將增大到不能接受的程度。預(yù)選具有相關(guān)復(fù)合向量的解是更可靠的，所述復(fù)合向量與歷史選擇的復(fù)合向量的矢量差與前一時(shí)刻計(jì)算所得的類似矢量差為最佳匹配。
在該階段，已實(shí)現(xiàn)了最佳候選的預(yù)選。但是，偶然情況下也可能選擇了偽解，尤其是當(dāng)正確的解非常接近偽解時(shí)。一旦選擇了偽解，所有后續(xù)的解也將錯(cuò)誤，直到偽解充分接近另一個(gè)解以使新的跳變發(fā)生為止。因此，提供一種機(jī)制，其可以區(qū)分偽解和正確的解。由于每個(gè)偽解對應(yīng)于具有水平X軸的有效姿態(tài)，因此必須定義其他姿態(tài)限制
以允許在正確的解和偽解之間進(jìn)行區(qū)分。如果系統(tǒng)偶然地跟蹤到偽
解，則裝置100的姿態(tài)的改變可能引起偽解進(jìn)入姿態(tài)的禁止范圍。當(dāng)檢測到正在跟蹤的解進(jìn)入了禁止范圍，則丟棄該解以有利于另一解。由于存在三個(gè)其他的解，提供一種機(jī)制來以最大可能性獲得正確的解。這可以通過不僅僅在最后選擇階段之后而是在每個(gè)選擇階段之后對禁止范圍違反進(jìn)行檢查來實(shí)現(xiàn)。因此，在已預(yù)選了每個(gè)B向量候選的g向量之后執(zhí)行檢查，并且也在預(yù)選了復(fù)合向量之后執(zhí)行檢查。因此，總共執(zhí)行三次對禁止范圍違反的檢查。如果沒有獲得先前時(shí)刻的正確解，則上述程序也可以用作初始化過程。
作為禁止范圍定義和相應(yīng)檢査的一個(gè)示例實(shí)施例，考慮裝置100傾角被限制在
范圍的限制。這意味著gy《0并且gz《0。如果在某一階段，g向量的解被(預(yù))選為gy>0或者gz<0，則g向量解對應(yīng)于禁止的姿態(tài)并且因此表示偽解。如果在例如沒有預(yù)選解的選擇階段中其他g向量解滿足gy《0并且gz《0，則必須在該選擇階段中選擇該其他解。如果兩個(gè)g向量的解均不滿足gy《0并且gz《0，則選擇最靠近所允許的傾角間隔的中心的那個(gè)解，即(gy +1 / 2 + (gz +1 / 2 V^)2為最小的解。模塊120執(zhí)行上述過程。由于現(xiàn)在已經(jīng)確定了相對于固定在裝置100的參考坐標(biāo)系的Bx， By和B^因此模塊122確定裝置100相對于地球的定向。在模塊124中根據(jù)所確定的裝置100的定向來計(jì)算諸如朝向和傾角之類的其他量，模塊124向輸出126 (例如圖形用戶界面)提供這些數(shù)據(jù)。
上述實(shí)施例取決于根據(jù)裝置100的地理位置來對本地地磁場的大小和傾斜度的確定。
用于特定地理區(qū)域，可以假設(shè)所述大小和傾斜度為常量。艮口，如果所述大小和傾斜度在指定區(qū)域內(nèi)變化，在實(shí)際使用中本發(fā)明的實(shí)際用途可以忽略該變化。因此，可以在裝置100中程序化所述大小和傾斜度的值，使得裝置100適用于相關(guān)區(qū)域。
優(yōu)選地，可以使用運(yùn)行在通用數(shù)據(jù)處理器(未示出)上的軟件來實(shí)現(xiàn)模塊104、 108、 110、 112、 116、 118、 120、 122和124的一部分或全部功能，或者可以使用專用的微控制器(未示出)來實(shí)現(xiàn)這些功能。
1權(quán)利要求
1.一種電子裝置(100)，其包括具有二維磁力計(jì)的定向傳感器(102)，其中所述傳感器用來提供第一信號(hào)和第二信號(hào)，以分別用于確定所述裝置所處的地理位置的三維地磁場向量的第一分量和第二分量；所述裝置具有第一構(gòu)件(108)，其用于根據(jù)第一分量和第二分量并且根據(jù)所述電子裝置所處的地理位置的地磁場的給定強(qiáng)度來確定地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選；所述裝置具有第二構(gòu)件(118)，其用于在假設(shè)所述電子裝置的一個(gè)軸保持水平的情況下根據(jù)所述電子裝置所處的地理位置的地磁場向量的給定傾斜度和給定強(qiáng)度來確定重力向量的多個(gè)其他候選；以及所述裝置具有第三構(gòu)件(120)，其用于選擇地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選中相關(guān)的一個(gè)，并且用于選擇重力向量的多個(gè)其他候選中相關(guān)的另一個(gè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其包括數(shù)據(jù)處理器，用于在軟 件控制下實(shí)現(xiàn)第一構(gòu)件、第二構(gòu)件和第三構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其包括電信設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置包括第四構(gòu)件 (112)，用于確定地理位置。
5. —種用于向電子裝置(100)的用戶提供服務(wù)的方法，所述電 子裝置(100)包括具有二維磁力計(jì)的定向傳感器(102)，其中所述傳感器用來提供第一信號(hào)和第二信號(hào)，以分別用于確定所 述電子裝置所處的地理位置的三維地磁場向量的第一分量和第二分所述方法包括接收表示第一信號(hào)和第二信號(hào)的數(shù)據(jù)；根據(jù)第一分量和第二分量，并且根據(jù)所述電子裝置所處的地理位置的地磁場的給定強(qiáng)度來確定地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選； 假設(shè)所述電子裝置的一個(gè)軸保持水平，根據(jù)所述電子裝置所處的地理位置的地磁場向量的給定傾斜度和給定強(qiáng)度來確定重力向量的多個(gè)其他候選；選擇地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選中相關(guān)的一個(gè)候選； 選擇重力向量的多個(gè)其他候選中相關(guān)的另一個(gè)候選； 根據(jù)地磁場向量的第一分量和第二分量，并且根據(jù)所選擇的一個(gè)候選和所選擇的另一個(gè)候選來確定表示所述電子裝置的姿態(tài)的其他數(shù)據(jù)。
6. —種在電子裝置(100)上使用的軟件，該電子裝置包括具有 二維磁力計(jì)的定向傳感器(102)，其中所述傳感器用來提供第一信號(hào)和第二信號(hào)，以分別用于確定所 述電子裝置所處的地理位置的三維地磁場向量的第一分量和第二分所述軟件包括用于執(zhí)行如下步驟的指令根據(jù)第一分量和第二分量，并且根據(jù)所述電子裝置所處的地理 位置的地磁場的給定強(qiáng)度來確定地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選；假設(shè)所述電子裝置的一個(gè)軸保持水平，根據(jù)所述電子裝置所處 的地理位置的地磁場向量的給定傾斜度和給定強(qiáng)度來確定重力向量 的多個(gè)其他候選；選擇地磁場向量的第三分量的多個(gè)候選中相關(guān)的一個(gè)候選； 選擇重力向量的多個(gè)其他候選相關(guān)的另一個(gè)候選； 根據(jù)地磁場向量的第一分量和第二分量，并且根據(jù)所選擇的一個(gè)候選和所選擇的另一個(gè)候選來確定表示所述電子裝置的姿態(tài)的其他數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種具有2D磁力計(jì)的電子羅盤，其用于確定地磁場向量的三個(gè)分量中的兩個(gè)。給出所述裝置所處位置的地磁場的大小和傾斜度的值。如果在實(shí)際使用中所述裝置的至少一個(gè)體軸保持水平，則可以有根據(jù)地推測所述裝置關(guān)于地球的實(shí)際定向(如朝向和傾角)。因此，該羅盤是成本非常低的裝置。
文檔編號(hào)G01C17/38GK101652630SQ200880010891
公開日2010年2月17日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者哈里斯·迪里克, 漢斯·馬克·貝爾特·貝維, 特尼斯·讓·伊金克 申請人:Nxp股份有限公司