本發(fā)明涉及具有空間應(yīng)用的由用戶可攜帶的物體，特別是表，用戶是借助火箭或航天飛機(jī)(在下文中這兩者被稱為“火箭”)行進(jìn)在空間中的宇航員或另外的個(gè)體。更具體地，本發(fā)明涉及用于通過為此目的提供的具有自主檢測設(shè)備的這樣的可攜帶物體來確認(rèn)檢測到跨過卡門線的方法，確認(rèn)方法由可攜帶物體實(shí)現(xiàn)?？ㄩT線限定了地球的大氣和空間之間的常規(guī)界線。典型地認(rèn)同的是其對應(yīng)于100km的高度；然而，該高度根據(jù)各種組織而變化，特別是在85km和110km之間變化。卡門線還是如下界線：其中為了維持飛行，航天器必須實(shí)質(zhì)上以允許其維持它的圍繞地球的軌道的軌道速度飛行。

背景技術(shù)：

1、各種表已經(jīng)被宇航員在空間任務(wù)中佩戴。由宇航員佩戴的一些表已經(jīng)因其魯棒性和精確性而被選擇，而不具有特定于空間中的飛行或任務(wù)的任何功能。其它表，特別地電子類型的表，提供了針對空間中的任務(wù)有用的特定功能。這些特定功能典型地涉及時(shí)間的測量，例如用于倒計(jì)時(shí)和/或警告。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于通過由用戶可攜帶的物體、特別是表來確認(rèn)檢測到跨過卡門線的方法，檢測和確認(rèn)這兩者由可攜帶物體基于在由可攜帶物體實(shí)現(xiàn)的檢測方法的檢測階段期間由該可攜帶物體作出的測量來執(zhí)行。因此，這樣的檢測旨在由可攜帶物體在由該可攜帶物體實(shí)現(xiàn)的檢測方法的檢測階段期間自主地執(zhí)行，并且因此不借助于可攜帶物體和火箭之間或者與外部系統(tǒng)、特別是供應(yīng)空間中的位置信息的一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星的任何實(shí)時(shí)通信。本發(fā)明還涉及這樣的由用戶可攜帶的物體。

2、特別是，可攜帶物體旨在包括由加速度傳感器、時(shí)間基準(zhǔn)和電子單元形成的檢測設(shè)備，該檢測設(shè)備被布置以便能夠在由可攜帶物體實(shí)現(xiàn)的檢測處理/方法的檢測階段期間測量由可攜帶物體經(jīng)歷的加速度并且在電子單元中處理所作出的加速度測量，以便使得能夠通過可攜帶物體基于這些加速度測量來檢測到跨過卡門線，并且在有利的替代實(shí)施例中，基于至少一個(gè)預(yù)定參考值或作為預(yù)定校正系數(shù)的函數(shù)而被計(jì)算的參考值并且基于由用戶針對卡門線在給定范圍的值內(nèi)、特別是在85和110km之間選擇的高度。由于“預(yù)定”而應(yīng)當(dāng)理解的是所考慮的數(shù)據(jù)在檢測處理/方法的檢測階段之前被記錄在可攜帶物體中。

3、對于諸如表的可攜帶物體而言不可能的是合并有具有加速度傳感器和角速度傳感器(陀螺儀)的高性能慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，加速度傳感器被設(shè)計(jì)為準(zhǔn)確地測量沿著該可攜帶物體的坐標(biāo)系的三個(gè)軸的加速度，角速度傳感器(陀螺儀)被設(shè)計(jì)為準(zhǔn)確地測量沿著這三個(gè)軸的角速度，這允許在固定地球坐標(biāo)系中準(zhǔn)確地確定可攜帶物體的位置。更進(jìn)一步地，精確的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的成本是非常高的。因此，在優(yōu)選的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的可攜帶物體值得注意之處在于其被設(shè)計(jì)為能夠通過機(jī)載于給定類型的火箭上的該可攜帶物體來自主地檢測到跨過卡門線，該可攜帶物體具有作為僅有的所要求的技術(shù)部件的加速度傳感器、存儲器和電子單元，加速度傳感器能夠測量在與該可攜帶物體相關(guān)的坐標(biāo)系中相對于可攜帶物體的加速度向量的分量，存儲器包含所述預(yù)定參考值或者所述被計(jì)算的參考值，電子單元被布置成處理由加速度傳感器供應(yīng)的測量。為了檢測可攜帶物體是否已跨過卡門線，該可攜帶物體因此不要求陀螺儀，其當(dāng)然可以是小型的，由微機(jī)電系統(tǒng)(還按首字母縮寫“mems”而已知)形成，但是其典型地是相對不準(zhǔn)確的，并且在任何情況下并非充分準(zhǔn)確以允許在空間飛行期間精確檢測特定于所述加速度傳感器的坐標(biāo)系的定向上的改變以便能夠確定在起飛和跨過卡門線之間的任何時(shí)間處火箭的運(yùn)動的加速度的豎向分量并且因此允許隨時(shí)間的經(jīng)過確定其高度。對于檢測到跨過卡門線所要求的測量而言，該優(yōu)選實(shí)施例因此避免了與小陀螺儀關(guān)聯(lián)的問題，小陀螺儀是相對不準(zhǔn)確的并且因此不能夠提供對可攜帶物體的角速度的充分準(zhǔn)確的測量以正確地確定其瞬時(shí)定向并且于是其在空間中的位置、特別是其高度上的改變，而相對不昂貴的、相同尺度量級的小尺寸的3d加速度傳感器可以提供沿著三個(gè)軸的準(zhǔn)確加速度測量。

4、在優(yōu)選的替代實(shí)施例中，用于檢測跨過卡門線的方法提供了基于由加速度傳感器測量的加速度向量的范數(shù)來計(jì)算比較距離，電子單元被布置成能夠計(jì)算這些范數(shù)并且執(zhí)行被定期測量的加速度向量的范數(shù)或在mems類型的加速度計(jì)的情況下有利地減去重力加速度的這樣的范數(shù)的隨時(shí)間的二重積分，以便獲取虛構(gòu)的比較距離，其被與上面提及的預(yù)定參考值或所計(jì)算的參考值進(jìn)行比較。加速度傳感器提供固有坐標(biāo)系中的加速度向量，而加速度向量的范數(shù)是獨(dú)立于坐標(biāo)系的，即其是不變的，不管在其中給定了該加速度向量的坐標(biāo)系的空間定向如何，從而針對加速度測量的測量坐標(biāo)系的定向的不確定性不再是問題。該優(yōu)選的替代實(shí)施例是高度有利的，因?yàn)槠淇朔巳缦率聦?shí)：與可攜帶物體相關(guān)的坐標(biāo)系即由被相對于可攜帶物體固定的加速度傳感器限定的坐標(biāo)系具有相對地球坐標(biāo)系的在火箭發(fā)射基地和卡門線之間的空間飛行期間是可變化的定向，特別是因?yàn)榛鸺蛔裱Q向線性軌跡。此外，作為佩戴可攜帶物體的用戶的移動的結(jié)果，特別是在腕表的情況下，可攜帶物體的定向可能隨時(shí)間的經(jīng)過相對于火箭變化。

5、在可攜帶物體和用于通過該可攜帶物體檢測跨過卡門線的方法的開發(fā)期間，出于該目的使用可攜帶物體的加速度向量的定期測量作為在該檢測方法的檢測階段中涉及的僅有的測量以及基于所測量的加速度向量的范數(shù)的計(jì)算，發(fā)明人認(rèn)識到這樣的方法可能在某些特定情形中導(dǎo)致錯誤結(jié)果，也就是導(dǎo)致在跨過卡門線還未發(fā)生時(shí)就由可攜帶物體檢測到該事件。這被稱為“假陽性”。這對于可攜帶物體，特別是對于其目的是向其用戶指示特殊事件、即行程進(jìn)入太空的表而言是一個(gè)問題。因此合期望的是找到一種解決方案以用于確定可攜帶物體在檢測階段期間自主地檢測到跨過卡門線的可能性，以便能夠確認(rèn)這樣的檢測與否。

6、在可能導(dǎo)致來自所設(shè)想的檢測方法、特別是來自優(yōu)選的替代實(shí)施例的錯誤結(jié)果的情形之中，特別是存在如下情形：其中可攜帶物體經(jīng)受相繼的突然加速，例如接近地一同發(fā)生的一系列沖擊。這可能發(fā)生在多個(gè)自發(fā)或非自發(fā)的情形中，或者甚至發(fā)生在當(dāng)在腕部上佩戴被設(shè)計(jì)用于相關(guān)的空間應(yīng)用的表時(shí)進(jìn)行諸如網(wǎng)球或乒乓球的運(yùn)動時(shí)。諸如跑步的其它活動可能進(jìn)一步導(dǎo)致在佩戴在用戶的腕部上的表未經(jīng)受強(qiáng)沖擊的情況下的錯誤檢測。此外，飛機(jī)中的特技飛行可以容易地造成“假陽性”，如在游樂場中某些有吸引力處可能的那樣，當(dāng)佩戴者爬入到經(jīng)受相對高的加速度的一件設(shè)備中時(shí)，如在“過山車”的情況下那樣。其它特定情形也可能導(dǎo)致在本背景中錯誤地檢測到跨過卡門線，例如如果表被放置在如下設(shè)備中：其對被放置在設(shè)備內(nèi)部的物體施加顯著的向心力(例如衣物烘干機(jī)或甚至沙拉甩水器)。本發(fā)明的目的因此是提供用于檢測其中檢測到跨過卡門線是不確定的、不太可能的或不可能的至少一定數(shù)量的情況的手段，以便能夠使這樣的錯誤檢測無效。

7、為了解決前面提及的問題，本發(fā)明涉及一種用于通過由用戶可攜帶的并且包括由加速度傳感器、時(shí)間基準(zhǔn)和電子單元形成的檢測設(shè)備的物體來確認(rèn)檢測到跨過由預(yù)定高度限定的卡門線的方法，該檢測設(shè)備被布置以便能夠在由可攜帶物體實(shí)現(xiàn)的用于檢測跨過卡門線的方法的檢測階段期間測量由可攜帶物體經(jīng)歷的加速度，并且在電子單元中處理這些加速度測量以便使得能夠由可攜帶物體基于這些加速度測量和在檢測方法的檢測階段之前被記錄在可攜帶物體中的數(shù)據(jù)來檢測跨過卡門線。用于確認(rèn)檢測到跨過卡門線的方法利用由可攜帶物體在檢測方法的所述檢測階段期間針對取決于被施加在該可攜帶物體上的至少一個(gè)力的至少一個(gè)變量而作出的相繼的測量。確認(rèn)方法由電子單元執(zhí)行，電子單元計(jì)算有關(guān)所述相繼的測量的至少一個(gè)置信度指數(shù)并且然后檢查是否滿足針對所述至少一個(gè)置信度指數(shù)給定的至少一個(gè)條件，以便通過可攜帶物體確認(rèn)檢測到跨過卡門線與否。

8、在有利的替代實(shí)施例中，加速度傳感器測量可攜帶物體在該表的坐標(biāo)系中的固有加速度向量。所述變量是固有加速度向量的范數(shù)減去重力加速度的范數(shù)，可攜帶物體的固有加速度向量等于該可攜帶物體所經(jīng)受的除了重力以外的各力的向量和除以其質(zhì)量。

9、在優(yōu)選的替代實(shí)施例中，可攜帶物體進(jìn)一步包括角速度傳感器(陀螺儀)，并且置信度指數(shù)是由在由角速度傳感器優(yōu)選地定期地作出的角速度測量上給定的函數(shù)限定的。有利地，角速度傳感器(陀螺儀)由微機(jī)電系統(tǒng)(mems)形成。