專利名稱：移動設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及進行內置的磁傳感器的校準的移動設備、磁傳感器的校準方法、以及存儲了用于磁傳感器的校準的程序的信息存儲介質。
背景技術：
為了檢測移動設備的方向(方位)，使用磁傳感器。通過由磁傳感器檢測出的地磁的方向，從而能夠確定內置了該磁傳感器的移動設備的方向。磁傳感器具有I個以上的基準軸，并輸出用于表示沿著各基準軸的方向的磁的大小的輸出值。磁傳感器的輸出值成為偏移值(地磁不存在時的輸出值)和與地磁的大小相應的值的合計值，該偏移值根據周圍的磁場的影響而變化。因此，為了使用磁傳感器的輸出數據來確定地磁的方向，需要高精度地估計偏移值。因此，執(zhí)行估計該偏移值的校準處理。具體地，移動設備例如促使用戶進行旋轉移動設備的動作，取得該期間的磁傳感器的輸出數據。通過進行這樣的動作，能夠得到磁傳感器的基準軸與地磁一致時的輸出、以及與地磁反向時的輸出的雙方。從而，通過米用在·執(zhí)行如此的動作時得到的磁傳感器的輸出值的最大值與最小值的平均值等的方法，能夠計算偏移值。為了執(zhí)行如上所述的校準處理，需要使用戶故意進行特殊的動作。此外，如果僅使用對磁傳感器的輸出進行一定數量的采樣而得到的采樣數據來進行校準，而不進行上述的動作，則存在無法以足夠的精度算出偏移值的顧慮。其原因在于，為了進行校準，移動設備的姿勢比較大地變化之前和之后的采樣數據成為必要，但是如果不使用戶進行特殊的動作，則無法保證在移動設備中產生如此的姿勢的變化。

發(fā)明內容
本發(fā)明考慮上述情況而完成，其目的之一在于，提供一種移動設備、磁傳感器的校準方法以及存儲了用于該方法的程序的信息存儲介質，其能夠高精度地計算磁傳感器的偏移值，而無需使用戶故意進行用于校準的特定的動作。本發(fā)明的移動設備是具備磁傳感器的移動設備，其特征在于，包括姿勢檢測傳感器，與所述磁傳感器獨立地檢測該移動設備的姿勢；采樣數據取得部，在通過所述姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將所述磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得；以及偏移值計算部，基于所述取得的多個采樣數據，計算被推測為所述磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值。此外，本發(fā)明的磁傳感器的校準方法是用于具備磁傳感器和與所述磁傳感器獨立地檢測移動設備的姿勢的姿勢檢測傳感器的移動設備的磁傳感器的校準方法，其特征在于，包括在通過所述姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將所述磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得的步驟；以及基于所述取得的多個采樣數據，計算被推測為所述磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值的步驟。此外，本發(fā)明的信息存儲介質是非臨時性的計算機可讀取的信息存儲介質，并且存儲有磁傳感器的校準程序，其中，該磁傳感器的校準程序用于具備磁傳感器和與所述磁傳感器獨立地檢測該移動設備的姿勢的姿勢檢測傳感器的移動設備，該磁傳感器的校準程序使計算機執(zhí)行如下處理在通過所述姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將所述磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得；以及基于所述取得的多個采樣數據，計算被推測為所述磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式的移動設備的外觀的立體圖。圖2是表示本實施方式的移動設備的內部結構的方框圖。圖3是表不磁傳感器的輸出值空間的圖。圖4是表示本實施方式的移動設備的功能的功能方框圖。
圖5是表示由本實施方式的移動設備執(zhí)行的偏移值更新處理的一例的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施方式的移動設備是具備磁傳感器的移動設備，其特征在于，包括姿勢檢測傳感器，與所述磁傳感器獨立地檢測該移動設備的姿勢；采樣數據取得部，在通過所述姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將所述磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得；以及偏移值計算部，基于所述取得的多個采樣數據，計算被推測為所述磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值。也可以是，在所述移動設備中，所述采樣數據取得部在通過所述姿勢檢測傳感器判定為所述移動設備朝向互相相差規(guī)定角度以上的方向的多個狀態(tài)下，分別取得所述采樣數據。也可以是，所述移動設備還具備用于存儲所述偏移值的存儲部，所述偏移值計算部對于基于所述多個采樣數據而新算出的偏移值，評價其可靠性，并通過根據該可靠性的評價來校正所述算出的偏移值而得到的值，更新在所述存儲部中存儲的偏移值。進而也可以是，所述偏移值計算部基于在所述存儲部中到此為止存儲的偏移值、以及所述新算出的偏移值，評價該新算出的偏移值的可靠性。以下，基于附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖I是表示本發(fā)明的實施方式的移動設備I的外觀的立體圖。移動設備I是移動型游戲機或移動電話、智能機等便攜型的設備，如圖I所示，內置了磁傳感器2、以及陀螺儀3。磁傳感器2是用于檢測磁的方向和大小的傳感器。在本實施方式中設為，磁傳感器2是在移動設備I中設定的、檢測分別沿著互相正交的3個基準軸的方向的磁的大小的3軸的傳感器。具體地，磁傳感器2配置在移動設備I內，使得其3個基準軸即X軸、Y軸和Z軸分別與移動設備I的左右方向、上下方向和縱深方向一致。磁傳感器2輸出由用于表不分別沿著該3個基準軸的方向的磁的大小的3個輸出值(xM、yM、zM)構成的輸出數據。移動設備I能夠使用磁傳感器2的輸出數據來確定地磁的方向。陀螺儀3是用于檢測以規(guī)定的基準軸為旋轉中心的旋轉的角速度的傳感器。在本實施方式中設為，與磁傳感器2相同地，陀螺儀3是檢測分別以3個基準軸為旋轉中心的旋轉的角速度的3軸的傳感器。此外，陀螺儀3配置在移動設備I內，使得其3各基準軸與磁傳感器2的3個基準軸一致。通過對陀螺儀3的輸出進行積分，從而移動設備I能夠取得自身旋轉時的旋轉角的信息。該信息表示移動設備I的方向(姿勢)的變化量。圖2是表示移動設備I的內部結構的結構方框圖。如圖2所示，移動設備I構成為包括控制部11、存儲部12、輸出部13。控制部11構成為包括CPU等，按照在存儲部12中存儲的程序來執(zhí)行各種信息處理。在本實施方式中，控制部11讀取磁傳感器2和陀螺儀3的輸出數據，并基于該數據來執(zhí)行磁傳感器2的校準處理。校準處理的結果而得到的磁傳感器2的偏移值被存儲在存儲部12，并被用于磁傳感器2的輸出數據的校正。存儲部12構成為包括RAM和ROM等的存儲器元件，存儲控制部11所執(zhí)行的程序和各種數據。此外，存儲部12也作為控制部11的工作存儲器發(fā)揮作用。
輸出部13例如為液晶顯示器等圖像顯示設備和揚聲器，輸出控制部11所執(zhí)行的處理的結果。下面，對本實施方式中的磁傳感器2的校準處理的概要進行說明。磁傳感器2的各基準軸的輸出值通常為對偏移值加上因地磁而產生的磁場的大小的值。偏移值是在沒有地磁的影響時由磁傳感器2輸出的值。例如，在移動設備I被配置成其中一個基準軸處于與地磁的方向正交的方向的情況下，該基準軸方向的地磁的大小為0，因此磁傳感器2的該基準軸的輸出值與偏移值一致。其中，以下，將X軸、Y軸和Z軸的偏移值分別表述為
和z。。這些偏移值根據移動設備I的周邊磁場和溫度等磁傳感器2的動作環(huán)境而變動。因此，本實施方式的移動設備I定期進行估計當前的偏置值并將所估計的偏移值存儲到存儲部12的處理。以下，將這樣的處理稱為磁傳感器2的校準處理。移動設備I通過從磁傳感器2的各基準軸的輸出值減去在存儲部12中存儲的偏移值，從而取得表示因地磁而產生的磁場的大小的值。由此，移動設備I能夠確定對于自身的地磁的方向。這里，如下進行偏移值的估計。移動設備I分別在自身朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，將磁傳感器2的輸出數據作為采樣數據D來取得。該采樣數據D由對于X軸、Y軸和Z軸的各軸的磁傳感器2的輸出值構成。這里，考慮作為坐標軸而具有磁傳感器2的各基準軸的輸出值(％、y > zM)的假想的三維空間。以下，將該假想的三維空間稱為磁傳感器2的輸出值空間。由3個輸出值構成的I個采樣數據D對應于該輸出值空間內的一點。此外，由各基準軸的偏移值的組(Xtl、y(l、Ztl)構成的偏移數據也對應于該輸出值空間的一點。以下，將與偏移數據對應的輸出值空間內的點稱為基準點O。此外，如果將用于表示在得到了某一米樣數據D的時刻的地磁的方向和大小的向量設為地磁向量V,則在磁傳感器2的輸出值空間中，與該采樣數據D對應的點應當一致于將基準點0設為始點時的地磁向量V的終點。即，如果將地磁向量V的各基準軸分量設為xv、yv、zv，則成立以下的關系式。Xv=Xm-X0yv=yM-y0Zv=Zm-Z0因此，如果基準點0的位置和地磁向量V的大小沒有變化，則認為改變移動設備I的方向而取得的多個采樣數據D，任何一個都在輸出值空間中存在于以基準點0為中心且半徑等于地磁向量V的大小的球的表面。
因此，移動設備I取得多個采樣數據D，并計算球的中心點，其中與這些采樣數據D對應的輸出值空間內的各點位于該球的表面。該中心點被估計為基準點0的位置。S卩，移動設備I通過取得多個采樣數據D，并計算從與這些采樣數據D對應的點的任何一個的距離相等的輸出值空間內的點的位置坐標，從而估計偏移值。為了如此估計偏移值，為了唯一決定球面最低需要沒有處于同一平面內的4個采樣數據D。其中，采樣數據D的數目越增加，越能夠高精度地估計偏移值。圖3是表示輸出值空間的情況的圖，表示了如下情況分別與采樣數據DfD4對應的點位于以與偏移數據對應的基準點D為中心的球面上。這里，優(yōu)選為，用于估計偏移值的多個采樣數據D盡量是在移動設備I朝向互相背離的方向的狀態(tài)下取得的。這是因為，僅通過在處于比較近的方向的狀態(tài)下取得的采樣數據D無法高精度地進行球面的近似。因此，本實施方式的移動設備I作為與磁傳感器2獨立地檢測移動設備I的姿勢的傳感器而使用陀螺儀3，決定在磁傳感器2的校準中使用的采樣數據D的取得定時。具體地，移動設備I定期取得陀螺儀3的輸出數據，并根據該輸出結果，在判斷為移動設備I的姿勢從上次取得采樣數據D的時刻相比變化大的定時，將磁傳感器2的輸出數據作為新的采樣數據D來取得。由此，即使沒有讓用戶故意改變移動設備I的姿勢，也能夠在用戶的使用過程中移動設備I的方向自然變化的定時，移動設備I取得 校準用的采樣數據D。以下，對在本實施方式中由移動設備I實現的功能進行說明。如圖4所示，在功能上，移動設備I構成為包括采樣數據取得部21、偏移值計算部22、地磁方向確定部23、應用執(zhí)行部24。通過由控制部11執(zhí)行在存儲部12中存儲的程序，從而實現這些功能。采樣數據取得部21取得4個以上的、用于校準磁傳感器2的采樣數據D。尤其，在本實施方式中，采樣數據取得部21定期取得陀螺儀3的檢測結果，并使用所取得的陀螺儀3的檢測結果來決定采樣數據D的取得定時。例如，采樣數據取得部21使用陀螺儀3的檢測結果，判定從上次取得了采樣數據D的時刻相比移動設備I的方向是否變化了規(guī)定角度以上。然后，將在判斷為移動設備I旋轉了規(guī)定角度以上的時刻的、磁傳感器2的輸出數據，作為新的采樣數據D來取得。通過反復進行這樣的處理，采樣數據取得部21取得4個以上的采樣數據D。偏移值計算部22使用由采樣數據取得部21取得的4個以上的采樣數據D來計算各基準軸的偏移值(^、y0, Ztl),并存儲到存儲部12。具體地，偏移值計算部22將球的中心點的坐標值作為偏移值來計算，其中該球通過分別與多個采樣數據D對應的輸出值空間內的點。其中，在存儲部12中已經存儲有上次計算的偏移值的情況下，偏移值計算部22將所存儲的值更新為新計算出的偏移值。這里，對使用4個采樣數據DfD4來計算偏移值的計算式的具體例進行說明。如果將采樣數據Di (i=l, 2, 3,4)的各基準軸分量表述為(Xi、yi、Zi),則通過下述的行列式來表示通過與這些4個采樣數據Df D4對應的點的球的方程式。數I
權利要求
1.一種移動設備，其具備磁傳感器，其特征在于，包括 姿勢檢測傳感器，與所述磁傳感器獨立地檢測該移動設備的姿勢； 采樣數據取得部，在通過所述姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將所述磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得；以及 偏移值計算部，基于所述取得的多個采樣數據，計算被推測為所述磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值。
2.如權利要求I所述的移動設備，其特征在于， 所述采樣數據取得部在通過所述姿勢檢測傳感器判定為所述移動設備朝向互相相差規(guī)定角度以上的方向的多個狀態(tài)下，分別取得所述采樣數據。
3.如權利要求I所述的移動設備，其特征在于，還具備 用于存儲所述偏移值的存儲部， 所述偏移值計算部對于基于所述多個采樣數據而新算出的偏移值，評價其可靠性，并通過根據該可靠性的評價來校正所述算出的偏移值而得到的值，更新在所述存儲部中存儲的偏移值。
4.如權利要求3所述的移動設備，其特征在于， 所述偏移值計算部基于在所述存儲部中到此為止存儲的偏移值、以及所述新算出的偏移值，評價該新算出的偏移值的可靠性。
5.一種磁傳感器的校準方法，用于具備磁傳感器和與所述磁傳感器獨立地檢測移動設備的姿勢的姿勢檢測傳感器的移動設備，其特征在于，包括 在通過所述姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將所述磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得的步驟；以及 基于所述取得的多個采樣數據，計算被推測為所述磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值的步驟。
6.一種非臨時性的計算機可讀取的信息存儲介質，其存儲有磁傳感器的校準程序，其中， 該磁傳感器的校準程序用于具備磁傳感器和與所述磁傳感器獨立地檢測移動設備的姿勢的姿勢檢測傳感器的移動設備， 該磁傳感器的校準程序使計算機執(zhí)行如下處理 在通過所述姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將所述磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得；以及 基于所述取得的多個采樣數據，計算被推測為所述磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種進行磁傳感器的校準的移動設備、以及磁傳感器的校準方法。移動設備具備磁傳感器、以及與該磁傳感器獨立地檢測該移動設備的姿勢的姿勢檢測傳感器，在通過該姿勢檢測傳感器判定為該移動設備朝向互相不同的方向的多個狀態(tài)下，分別將磁傳感器的輸出數據作為采樣數據來取得，并基于所取得的多個采樣數據，計算被推測為磁傳感器在不檢測地磁的情況下輸出的偏移值。
文檔編號G01C21/08GK102798393SQ20121015837
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權日2011年5月20日
發(fā)明者P.普羅菲特 申請人:索尼計算機娛樂公司