[发明专利]用于改进定向数据的系统和方法

说明书

相关申请案的交叉参考

本专利申请案主张2011年11月1日申请的标题为“用于确定移动装置的重力、线性加速度以及旋转向量的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING GRAVIT Y.LINEAR ACCELERATION.AND ROTATION VECTOR FOR A MOBILE DEVICE)”的第61/554,423号美国临时专利申请案、2011年11月11日申请的标题为“陀螺仪辅助的磁异常减轻(GYROSCOPE-AIDED MAGNETIC ANOMALY MITIGATION)”的第61/558,994号美国临时专利申请案，以及2011年11月11日申请的标题为“通过使用卡尔曼滤波器融合加速度计和陀螺仪的重力向量(GRAVITY VECTOR BY FUSING ACCELEROMETER AND GYROSCOPE USING A KALMAN FILTER)”的第61/558,966号美国临时专利申请案，以及2012年10月12日申请的标题为“用于改进定向数据的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING ORIENTATION DATA)”的第13/651，343号美国非临时专利申请案和2012年10月12日申请的标题为“用于改进定向数据的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING ORIENTATION DATA)”的第13/651，350号美国非临时专利申请案，以及2012年10月12日申请的标题为“用于改进定向数据的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING ORIENTATION DATA)”的第13/651，355号美国非临时专利申请案的权益，所述申请案全部以全文引用的方式并入本文中以用于所有目的。

背景技术

本发明的各方面涉及计算技术。具体来说，本发明的各方面涉及移动计算装置技术，例如用于改进定向数据的系统、方法、设备，以及计算机可读媒体。

例如智能电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)和其它装置等计算装置越来越多地包含触摸屏、加速度计、磁力计、陀螺仪、相机、接近度传感器、麦克风、气压计，和/或可允许这些装置俘获运动和定向和/或其它感测条件以作为用户输入的形式的其它传感器。应用开发者以及装置的用户正在寻找利用与所述装置相关联的运动和装置定向的新且新颖的方式。大传感器阵列在大多数装置上已变得常见。

例如加速度计、陀螺仪、磁力计等传感器辅助确定装置的运动和定向。加速度计测量加速度力，包含重力。陀螺仪例如基于角动量的守恒原理来测量装置的相对定向。磁力计是用于测量磁场的方向和强度的仪器。这些传感器的融合可允许对装置的运动和定向的平滑和准确表征。在装置处，在硬件、固件和软件层级，使用各种传感器融合技术来改进来自这些传感器的结果。传感器融合是组合传感数据或从来自不同源的传感数据得到的数据，使得所得的定向信息在某一意义上比在个别使用这些源时可能的情况更准确、更完整，或更可靠。

融合传感器输入呈现用于在不损害用于确定装置的运动和定向的准确性的情况下增加装置系统的功率和时间效率的唯一组机会。然而，融合传感器输入还可呈现对系统集成的唯一组挑战且限制某些改进。举例来说，传感器可以与其它元件或系统所预期或利用的格式不同的格式来提供信息。举例来说，一些操作系统、应用和/或其它形式的硬件可利用来自传感器的特定格式的测量值以作为输入(例如)以用于标准化目的。因此，不仅有益于增加传感器数据或测量值的速度和准确度，而且有益于以装置的较高层可消耗的适当格式产生此类数据或测量值。

此外，许多装置(例如，相机)预期来自传感器的快速响应以用于启用应用，例如相机图像中的角度补偿。此些应用具有严格的延迟要求以及高准确度需要。用于滤除噪声的已知滤波器可包括静态一阶滤波器，其具有低性能且无法对传感器的操作环境中的改变的噪声进行快速调适。

本发明的各方面提供得到定向数据的更便利和有效的方式。

发明内容

针对用于使用基于传感器的装置中的重力向量、磁向量和/或旋转向量来确定装置的定向的电力有效系统而提供技术。传感器可包含(但不限于)惯性传感器和基于MEMS的传感器。在本发明的一些实施例中，使用例如加速度计、磁力计和陀螺仪等惯性传感器。此外，提供用于在节省电力的同时加速对重力向量和磁向量的确定、增加准确度且重新格式化输出以用于流行的操作系统框架(例如，谷歌安卓)的技术。