專利名稱：測(cè)量參考傾斜的便攜式終端及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量參考傾斜的便攜式終端和測(cè)量該參考傾斜的方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包含利用重力加速度值測(cè)量參考傾斜的運(yùn)動(dòng)傳感器的便攜式終端，和一種測(cè)量參考傾斜的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，便攜式終端，例如移動(dòng)通信終端或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的使用大大增加。這些便攜式終端在很多應(yīng)用，例如，打電話，管理時(shí)間表，使用嵌入式數(shù)字相機(jī)拍照，觀看衛(wèi)星廣播或者玩游戲都廣泛使用。特別地，隨著便攜式終端的游戲數(shù)量顯著地增長(zhǎng)，這些終端具有適合適用于玩游戲的各種形狀和功能。一般地，便攜式終端使用鍵盤(pán)或者觸摸屏來(lái)操縱。也可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)傳感器的運(yùn)動(dòng)和傾斜來(lái)操縱。因此，當(dāng)閱讀一本顯示在便攜式終端上面的書(shū)時(shí)，滾動(dòng)功能可以通過(guò)使用便攜式終端傾斜來(lái)操縱，而不用操縱滾動(dòng)條。另外，正在開(kāi)發(fā)運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的新游戲。
通過(guò)利用其檢測(cè)的傾斜以及鍵盤(pán)的按鈕來(lái)玩游戲的便攜式終端需要運(yùn)動(dòng)傳感器來(lái)檢測(cè)該傾斜和該運(yùn)動(dòng)信息。有很多類型的運(yùn)動(dòng)傳感器，具有代表性的類型是使用加速計(jì)的傳感器。
圖1示出了通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量加速度值。在圖1中，通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量的加速度是重力加速度。運(yùn)動(dòng)傳感器計(jì)算對(duì)于時(shí)間(t)的x軸110的加速度Ax(t)、y軸110的加速度Ay(t)和z軸120的加速度Az(t)，并且根據(jù)時(shí)間測(cè)量加速度的偏差。以這種方式，運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量便攜式終端的傾斜和位置變化。
運(yùn)動(dòng)傳感器可以用于如飛機(jī)、船或者導(dǎo)彈的交通工具中作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)的一部分。在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，x軸的滾動(dòng)角Roll(Φ)和y軸的俯仰角Pitch(θ)由下面的等式(1)計(jì)算。
φ＝atan2(-Ay，-Az)θ=atan2(Ax,Ay2+Az2)---(1)]]>其中，atan2(a，b)是arg(b+ia)，i是虛數(shù)單位，arg是復(fù)數(shù)的幅角。這里，上面的等式(1)可被修正。
當(dāng)使用具有運(yùn)動(dòng)傳感器的便攜式終端玩游戲時(shí)，需要關(guān)于某一狀態(tài)的相對(duì)傾斜值。即，需要便于用戶操縱和傾斜便攜式終端來(lái)方便玩游戲的開(kāi)始狀態(tài)。這個(gè)傾斜被稱為參考傾斜。
每次當(dāng)按下一個(gè)按鈕，例如便攜式終端的游戲開(kāi)始按鈕，便攜式終端的傾斜信息被測(cè)量來(lái)作為參考傾斜。
但是，當(dāng)按下按鈕測(cè)量參考傾斜時(shí)，由于按下按鈕時(shí)發(fā)生振動(dòng)，導(dǎo)致很難準(zhǔn)確測(cè)出參考傾斜。因?yàn)樵谛⌒徒K端中誤差的增加，所以這種問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。另外，如果當(dāng)按下按鈕時(shí)用戶正在移動(dòng)，則由于移動(dòng)引起的加速度成分被反映在上述的等式(1)中，從而參考傾斜也不能被準(zhǔn)確地測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種提高測(cè)量參考傾斜精確度的便攜式終端。
另外，本發(fā)明提供了一種提高精確度地測(cè)量參考傾斜的方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測(cè)量參考傾斜的便攜式終端，該便攜式終端包括運(yùn)動(dòng)傳感器，利用重力加速度測(cè)量便攜式終端的傾斜；控制器，將預(yù)定時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值或其中的權(quán)值和的平均值來(lái)計(jì)算傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種測(cè)量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括將時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并測(cè)量時(shí)間段中的加速度，通過(guò)使用測(cè)量的加速度計(jì)算單獨(dú)的時(shí)間段中的標(biāo)準(zhǔn)偏差；確定一個(gè)時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中，計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差連續(xù)地降到預(yù)定臨界值以下，超過(guò)重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量；根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值或其中的權(quán)值和的平均值來(lái)計(jì)算傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1示出傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量的加速度值；圖2是根據(jù)本發(fā)明測(cè)量參考傾斜的便攜式終端的方框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間段測(cè)量參考傾斜的方法的流程圖；和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間延遲后測(cè)量參考傾斜的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示例在附圖中示出。為了清楚簡(jiǎn)明，省略了對(duì)于眾所周知的特性的詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供了一種具有運(yùn)動(dòng)傳感器的便攜式終端。特別地，本發(fā)明提供了一種測(cè)量參考傾斜的便攜式終端和一種測(cè)量參考傾斜的方法。
圖2是根據(jù)本發(fā)明測(cè)量參考傾斜的便攜式終端的方框圖。
參照?qǐng)D2，便攜式終端包括控制器200、顯示單元202、鍵區(qū)204、存儲(chǔ)器206、運(yùn)動(dòng)傳感器208、通信單元210、天線212、編解碼器214、麥克風(fēng)216和揚(yáng)聲器218。
控制器200控制用于視頻通信的便攜式終端的所有操作。例如，控制器200處理并控制語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)通信。同樣，控制器200使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量參考傾斜。這里省略了控制器200的一般處理和控制操作的詳細(xì)描述。
顯示單元202顯示操作期間生成的狀態(tài)信息(或指示器)，例如數(shù)字和字母、運(yùn)動(dòng)畫(huà)面和靜止畫(huà)面。顯示單元202可以使用彩色液晶顯示器(LCD)。
鍵區(qū)204包括數(shù)字鍵0-9和多個(gè)功能鍵，例如，菜單鍵、取消(刪除)鍵、構(gòu)造鍵、對(duì)話鍵、結(jié)束鍵、網(wǎng)路連接鍵和導(dǎo)航鍵。除一般的功能之外，鍵區(qū)204還包含傾斜測(cè)量按鈕，從而與用戶按鍵相應(yīng)的鍵輸入數(shù)據(jù)被傳送到控制器200。
存儲(chǔ)器206存儲(chǔ)控制便攜式終端所有操作的程序。同樣，存儲(chǔ)器206臨時(shí)存儲(chǔ)操作中生成的數(shù)據(jù)和補(bǔ)充數(shù)據(jù)(例如，電話號(hào)碼，SMS消息和圖片數(shù)據(jù))。
運(yùn)動(dòng)傳感器208測(cè)量便攜式終端的狀態(tài)信息。運(yùn)動(dòng)傳感器208是一種加速度測(cè)量裝置，用于測(cè)量作用于便攜式終端的加速度值。
在接收操作中，通信單元210通過(guò)下行轉(zhuǎn)換從天線210接收到的RF信號(hào)的頻率來(lái)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)和信道解碼。在發(fā)送操作中，通信單元210執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼和擴(kuò)頻，上轉(zhuǎn)換經(jīng)過(guò)信道編碼和擴(kuò)頻后的數(shù)據(jù)的頻率，并通過(guò)天線212發(fā)送該頻率。另外，通信單元210通過(guò)導(dǎo)頻信道接收基站的標(biāo)識(shí)號(hào)。
連接到控制器200的編解碼器214，以及連接到編解碼器214的麥克風(fēng)216和揚(yáng)聲器218用作語(yǔ)音通信的音頻輸入/輸出塊?？刂破?00產(chǎn)生脈沖編碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)，編解碼器214將PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號(hào)。模擬音頻信號(hào)通過(guò)揚(yáng)聲器218輸出。另外，編解碼器214將通過(guò)麥克風(fēng)216接收到的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PCM數(shù)據(jù)，并將PCM數(shù)據(jù)提供給控制器200。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間段測(cè)量參考傾斜的方法的流程圖。
在操作300中，將時(shí)間分成時(shí)間段，并在每個(gè)時(shí)間段測(cè)量加速度值。
在操作302中，指示用戶保持便攜式終端處于不動(dòng)位置的消息在測(cè)量加速度的時(shí)間段顯示。
在操作304中，通過(guò)使用操作300中在每個(gè)時(shí)間段測(cè)量的加速度值來(lái)計(jì)算每個(gè)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。然后，確定運(yùn)動(dòng)最小的時(shí)間段。在這個(gè)時(shí)間段中，加速度的偏差連續(xù)地降到閾值以下，超過(guò)重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量。
在操作306中，以下在等式(2)中計(jì)算在確定的時(shí)間段(B)中的x軸加速度Ax(t)的均值，y軸加速度Ay(t)的均值和z軸加速度Az(t)的均值，或者以下在等式(3)計(jì)算權(quán)值和的平均值。
Axm=Σt∈BAx(t)N]]>Aym=Σt∈BAy(t)N---(2)]]>Azm=Σt∈BAz(t)N]]>(N在B段加速度測(cè)量的頻率)
Axw=Σt∈Bw(t)Ax(t)]]>Ayw=Σt∈Bw(t)Ay(t)---(3)]]>Azw=Σt∈Bw(t)Az(t)]]>在等式(3)中，關(guān)于時(shí)間(t)的所有權(quán)值(w(t))的和等于1。當(dāng)游戲開(kāi)始時(shí)，希望便攜式終端的用戶保持不動(dòng)。因此，游戲開(kāi)始時(shí)，可賦給較大的權(quán)值。
在操作308中，使用在操作306中計(jì)算的權(quán)值的和的平均值，根據(jù)等式(1)計(jì)算便攜式終端的參考位置(即，參考傾斜)。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的在時(shí)間延遲后測(cè)量參考傾斜的方法的流程圖。
參照?qǐng)D4，在操作400和402中，當(dāng)按下加速度測(cè)量按鈕時(shí)，顯示指示用戶保持便攜式終端處于不動(dòng)位置的消息。
在操作404和406中，時(shí)間延遲發(fā)生并且每個(gè)軸的加速度被測(cè)量。
在操作408中，使用每個(gè)軸的測(cè)量的加速度值，根據(jù)等式(1)計(jì)算便攜式終端的參考傾斜。
根據(jù)本發(fā)明，測(cè)量參考傾斜的便攜式終端包括運(yùn)動(dòng)傳感器，利用重力加速度值測(cè)量便攜式終端的傾斜；控制器，將預(yù)定時(shí)間分成時(shí)間段并通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并確定運(yùn)動(dòng)最小的時(shí)間段，根據(jù)確定的時(shí)間段中的加速度平均值或其中的權(quán)值和的平均值計(jì)算傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜，從而，測(cè)量參考傾斜中出現(xiàn)的誤差可以減小。
盡管是參照其特定的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種便攜式終端，包括運(yùn)動(dòng)傳感器，利用重力加速度值測(cè)量便攜式終端的傾斜；和控制器，將預(yù)定時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)所述確定的一個(gè)時(shí)間段的加速度平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式終端，其中，便攜式終端是移動(dòng)電話終端。
3.一種便攜式終端，包括運(yùn)動(dòng)傳感器，利用重力加速度值測(cè)量便攜式終端的傾斜；和控制器，將預(yù)定的時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
4.一種測(cè)量參考傾斜的便攜式終端，包括運(yùn)動(dòng)傳感器，利用重力加速度值測(cè)量便攜式終端的傾斜；和控制器，在開(kāi)始測(cè)量便攜式終端的傾斜后延遲一段時(shí)間，使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量便攜式終端的傾斜，并將測(cè)量的傾斜設(shè)置為參考傾斜。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式終端，還包括測(cè)量?jī)A斜按鈕，當(dāng)其被按下時(shí)開(kāi)始測(cè)量參考傾斜。
6.如權(quán)利要求4所述的便攜式終端，其中，控制器通過(guò)進(jìn)行以下操作來(lái)測(cè)量便攜式終端的傾斜，所述操作為將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段，并根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜。
7.如權(quán)利要求4所述的便攜式終端，其中，控制器通過(guò)進(jìn)行以下操作來(lái)測(cè)量便攜式終端的傾斜，所述操作為將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段，根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜。
8.一種測(cè)量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括將時(shí)間周期分成單獨(dú)的時(shí)間段并測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度；通過(guò)使用測(cè)量的加速度計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的標(biāo)準(zhǔn)偏差；確定一個(gè)時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中，計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差連續(xù)地降到閾值以下，超過(guò)重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量；和根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值來(lái)計(jì)算傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
9.一種測(cè)量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括將時(shí)間周期分成單獨(dú)的時(shí)間段，并測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值；通過(guò)使用測(cè)量的加速度計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的標(biāo)準(zhǔn)偏差；確定一個(gè)時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中，計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)偏差連續(xù)地降到閾值以下，超過(guò)重復(fù)的預(yù)設(shè)數(shù)量；和根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
10.一種測(cè)量便攜式終端的參考傾斜的方法，包括在開(kāi)始測(cè)量參考傾斜后延遲一段時(shí)間；在延遲時(shí)間之后測(cè)量?jī)A斜，并將測(cè)量的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在執(zhí)行延遲步驟之前按下用于測(cè)量參考傾斜的測(cè)量按鈕。
12.如權(quán)利要求10所述的便攜式終端，其中，測(cè)量?jī)A斜包括將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段；通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度值；計(jì)算每個(gè)單獨(dú)的時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段；和根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜。
13.如權(quán)利要求10所述的便攜式終端，其中，測(cè)量?jī)A斜包括將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段；通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度值；計(jì)算每個(gè)單獨(dú)的時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段；根據(jù)確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度權(quán)值和的平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)量參考傾斜的便攜式終端和使用其測(cè)量參考傾斜的方法。便攜式終端包括運(yùn)動(dòng)傳感器，利用重力加速度值測(cè)量便攜式終端的傾斜；和控制器，將預(yù)設(shè)時(shí)間分成單獨(dú)的時(shí)間段并通過(guò)使用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量每個(gè)時(shí)間段中的加速度值，計(jì)算每個(gè)單獨(dú)時(shí)間段中的加速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定運(yùn)動(dòng)最小的一個(gè)時(shí)間段，從確定的一個(gè)時(shí)間段中的加速度平均值或其中權(quán)值和的平均值來(lái)計(jì)算便攜式終端的傾斜，并將計(jì)算的傾斜設(shè)置為便攜式終端的參考傾斜。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1866168SQ20061008019
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者金永完, 方遠(yuǎn)哲, 金東潤(rùn) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社