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专利名称：移动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行内置的磁传感器的校准的移动设备、磁传感器的校准方法、以及存储了用于磁传感器的校准的程序的信息存储介质。
背景技术：
为了检测移动设备的方向(方位)，使用磁传感器。通过由磁传感器检测出的地磁的方向，从而能够确定内置了该磁传感器的移动设备的方向。磁传感器具有I个以上的基准轴，并输出用于表示沿着各基准轴的方向的磁的大小的输出值。磁传感器的输出值成为偏移值(地磁不存在时的输出值)和与地磁的大小相应的值的合计值，该偏移值根据周围的磁场的影响而变化。因此，为了使用磁传感器的输出数据来确定地磁的方向，需要高精度地估计偏移值。因此，执行估计该偏移值的校准处理。具体地，移动设备例如促使用户进行旋转移动设备的动作，取得该期间的磁传感器的输出数据。通过进行这样的动作，能够得到磁传感器的基准轴与地磁一致时的输出、以及与地磁反向时的输出的双方。从而，通过米用在·执行如此的动作时得到的磁传感器的输出值的最大值与最小值的平均值等的方法，能够计算偏移值。为了执行如上所述的校准处理，需要使用户故意进行特殊的动作。此外，如果仅使用对磁传感器的输出进行一定数量的采样而得到的采样数据来进行校准，而不进行上述的动作，则存在无法以足够的精度算出偏移值的顾虑。其原因在于，为了进行校准，移动设备的姿势比较大地变化之前和之后的采样数据成为必要，但是如果不使用户进行特殊的动作，则无法保证在移动设备中产生如此的姿势的变化。

发明内容
本发明考虑上述情况而完成，其目的之一在于，提供一种移动设备、磁传感器的校准方法以及存储了用于该方法的程序的信息存储介质，其能够高精度地计算磁传感器的偏移值，而无需使用户故意进行用于校准的特定的动作。本发明的移动设备是具备磁传感器的移动设备，其特征在于，包括姿势检测传感器，与所述磁传感器独立地检测该移动设备的姿势；采样数据取得部，在通过所述姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将所述磁传感器的输出数据作为采样数据来取得；以及偏移值计算部，基于所述取得的多个采样数据，计算被推测为所述磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值。此外，本发明的磁传感器的校准方法是用于具备磁传感器和与所述磁传感器独立地检测移动设备的姿势的姿势检测传感器的移动设备的磁传感器的校准方法，其特征在于，包括在通过所述姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将所述磁传感器的输出数据作为采样数据来取得的步骤；以及基于所述取得的多个采样数据，计算被推测为所述磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值的步骤。此外，本发明的信息存储介质是非临时性的计算机可读取的信息存储介质，并且存储有磁传感器的校准程序，其中，该磁传感器的校准程序用于具备磁传感器和与所述磁传感器独立地检测该移动设备的姿势的姿势检测传感器的移动设备，该磁传感器的校准程序使计算机执行如下处理在通过所述姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将所述磁传感器的输出数据作为采样数据来取得；以及基于所述取得的多个采样数据，计算被推测为所述磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值。


图I是表示本发明的实施方式的移动设备的外观的立体图。图2是表示本实施方式的移动设备的内部结构的方框图。图3是表不磁传感器的输出值空间的图。图4是表示本实施方式的移动设备的功能的功能方框图。
图5是表示由本实施方式的移动设备执行的偏移值更新处理的一例的流程图。
具体实施例方式本发明的实施方式的移动设备是具备磁传感器的移动设备，其特征在于，包括姿势检测传感器，与所述磁传感器独立地检测该移动设备的姿势；采样数据取得部，在通过所述姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将所述磁传感器的输出数据作为采样数据来取得；以及偏移值计算部，基于所述取得的多个采样数据，计算被推测为所述磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值。也可以是，在所述移动设备中，所述采样数据取得部在通过所述姿势检测传感器判定为所述移动设备朝向互相相差规定角度以上的方向的多个状态下，分别取得所述采样数据。也可以是，所述移动设备还具备用于存储所述偏移值的存储部，所述偏移值计算部对于基于所述多个采样数据而新算出的偏移值，评价其可靠性，并通过根据该可靠性的评价来校正所述算出的偏移值而得到的值，更新在所述存储部中存储的偏移值。进而也可以是，所述偏移值计算部基于在所述存储部中到此为止存储的偏移值、以及所述新算出的偏移值，评价该新算出的偏移值的可靠性。以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。图I是表示本发明的实施方式的移动设备I的外观的立体图。移动设备I是移动型游戏机或移动电话、智能机等便携型的设备，如图I所示，内置了磁传感器2、以及陀螺仪3。磁传感器2是用于检测磁的方向和大小的传感器。在本实施方式中设为，磁传感器2是在移动设备I中设定的、检测分别沿着互相正交的3个基准轴的方向的磁的大小的3轴的传感器。具体地，磁传感器2配置在移动设备I内，使得其3个基准轴即X轴、Y轴和Z轴分别与移动设备I的左右方向、上下方向和纵深方向一致。磁传感器2输出由用于表不分别沿着该3个基准轴的方向的磁的大小的3个输出值(xM、yM、zM)构成的输出数据。移动设备I能够使用磁传感器2的输出数据来确定地磁的方向。陀螺仪3是用于检测以规定的基准轴为旋转中心的旋转的角速度的传感器。在本实施方式中设为，与磁传感器2相同地，陀螺仪3是检测分别以3个基准轴为旋转中心的旋转的角速度的3轴的传感器。此外，陀螺仪3配置在移动设备I内，使得其3各基准轴与磁传感器2的3个基准轴一致。通过对陀螺仪3的输出进行积分，从而移动设备I能够取得自身旋转时的旋转角的信息。该信息表示移动设备I的方向(姿势)的变化量。图2是表示移动设备I的内部结构的结构方框图。如图2所示，移动设备I构成为包括控制部11、存储部12、输出部13。控制部11构成为包括CPU等，按照在存储部12中存储的程序来执行各种信息处理。在本实施方式中，控制部11读取磁传感器2和陀螺仪3的输出数据，并基于该数据来执行磁传感器2的校准处理。校准处理的结果而得到的磁传感器2的偏移值被存储在存储部12，并被用于磁传感器2的输出数据的校正。存储部12构成为包括RAM和ROM等的存储器元件，存储控制部11所执行的程序和各种数据。此外，存储部12也作为控制部11的工作存储器发挥作用。
输出部13例如为液晶显示器等图像显示设备和扬声器，输出控制部11所执行的处理的结果。下面，对本实施方式中的磁传感器2的校准处理的概要进行说明。磁传感器2的各基准轴的输出值通常为对偏移值加上因地磁而产生的磁场的大小的值。偏移值是在没有地磁的影响时由磁传感器2输出的值。例如，在移动设备I被配置成其中一个基准轴处于与地磁的方向正交的方向的情况下，该基准轴方向的地磁的大小为0，因此磁传感器2的该基准轴的输出值与偏移值一致。其中，以下，将X轴、Y轴和Z轴的偏移值分别表述为
和z。。这些偏移值根据移动设备I的周边磁场和温度等磁传感器2的动作环境而变动。因此，本实施方式的移动设备I定期进行估计当前的偏置值并将所估计的偏移值存储到存储部12的处理。以下，将这样的处理称为磁传感器2的校准处理。移动设备I通过从磁传感器2的各基准轴的输出值减去在存储部12中存储的偏移值，从而取得表示因地磁而产生的磁场的大小的值。由此，移动设备I能够确定对于自身的地磁的方向。这里，如下进行偏移值的估计。移动设备I分别在自身朝向互相不同的方向的多个状态下，将磁传感器2的输出数据作为采样数据D来取得。该采样数据D由对于X轴、Y轴和Z轴的各轴的磁传感器2的输出值构成。这里，考虑作为坐标轴而具有磁传感器2的各基准轴的输出值(％、y > zM)的假想的三维空间。以下，将该假想的三维空间称为磁传感器2的输出值空间。由3个输出值构成的I个采样数据D对应于该输出值空间内的一点。此外，由各基准轴的偏移值的组(Xtl、y(l、Ztl)构成的偏移数据也对应于该输出值空间的一点。以下，将与偏移数据对应的输出值空间内的点称为基准点O。此外，如果将用于表示在得到了某一米样数据D的时刻的地磁的方向和大小的向量设为地磁向量V,则在磁传感器2的输出值空间中，与该采样数据D对应的点应当一致于将基准点0设为始点时的地磁向量V的终点。即，如果将地磁向量V的各基准轴分量设为xv、yv、zv，则成立以下的关系式。Xv=Xm-X0yv=yM-y0Zv=Zm-Z0因此，如果基准点0的位置和地磁向量V的大小没有变化，则认为改变移动设备I的方向而取得的多个采样数据D，任何一个都在输出值空间中存在于以基准点0为中心且半径等于地磁向量V的大小的球的表面。
因此，移动设备I取得多个采样数据D，并计算球的中心点，其中与这些采样数据D对应的输出值空间内的各点位于该球的表面。该中心点被估计为基准点0的位置。S卩，移动设备I通过取得多个采样数据D，并计算从与这些采样数据D对应的点的任何一个的距离相等的输出值空间内的点的位置坐标，从而估计偏移值。为了如此估计偏移值，为了唯一决定球面最低需要没有处于同一平面内的4个采样数据D。其中，采样数据D的数目越增加，越能够高精度地估计偏移值。图3是表示输出值空间的情况的图，表示了如下情况分别与采样数据DfD4对应的点位于以与偏移数据对应的基准点D为中心的球面上。这里，优选为，用于估计偏移值的多个采样数据D尽量是在移动设备I朝向互相背离的方向的状态下取得的。这是因为，仅通过在处于比较近的方向的状态下取得的采样数据D无法高精度地进行球面的近似。因此，本实施方式的移动设备I作为与磁传感器2独立地检测移动设备I的姿势的传感器而使用陀螺仪3，决定在磁传感器2的校准中使用的采样数据D的取得定时。具体地，移动设备I定期取得陀螺仪3的输出数据，并根据该输出结果，在判断为移动设备I的姿势从上次取得采样数据D的时刻相比变化大的定时，将磁传感器2的输出数据作为新的采样数据D来取得。由此，即使没有让用户故意改变移动设备I的姿势，也能够在用户的使用过程中移动设备I的方向自然变化的定时，移动设备I取得 校准用的采样数据D。以下，对在本实施方式中由移动设备I实现的功能进行说明。如图4所示，在功能上，移动设备I构成为包括采样数据取得部21、偏移值计算部22、地磁方向确定部23、应用执行部24。通过由控制部11执行在存储部12中存储的程序，从而实现这些功能。采样数据取得部21取得4个以上的、用于校准磁传感器2的采样数据D。尤其，在本实施方式中，采样数据取得部21定期取得陀螺仪3的检测结果，并使用所取得的陀螺仪3的检测结果来决定采样数据D的取得定时。例如，采样数据取得部21使用陀螺仪3的检测结果，判定从上次取得了采样数据D的时刻相比移动设备I的方向是否变化了规定角度以上。然后，将在判断为移动设备I旋转了规定角度以上的时刻的、磁传感器2的输出数据，作为新的采样数据D来取得。通过反复进行这样的处理，采样数据取得部21取得4个以上的采样数据D。偏移值计算部22使用由采样数据取得部21取得的4个以上的采样数据D来计算各基准轴的偏移值(^、y0, Ztl),并存储到存储部12。具体地，偏移值计算部22将球的中心点的坐标值作为偏移值来计算，其中该球通过分别与多个采样数据D对应的输出值空间内的点。其中，在存储部12中已经存储有上次计算的偏移值的情况下，偏移值计算部22将所存储的值更新为新计算出的偏移值。这里，对使用4个采样数据DfD4来计算偏移值的计算式的具体例进行说明。如果将采样数据Di (i=l, 2, 3,4)的各基准轴分量表述为(Xi、yi、Zi),则通过下述的行列式来表示通过与这些4个采样数据Df D4对应的点的球的方程式。数I
权利要求
1.一种移动设备，其具备磁传感器，其特征在于，包括 姿势检测传感器，与所述磁传感器独立地检测该移动设备的姿势； 采样数据取得部，在通过所述姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将所述磁传感器的输出数据作为采样数据来取得；以及 偏移值计算部，基于所述取得的多个采样数据，计算被推测为所述磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值。
2.如权利要求I所述的移动设备，其特征在于， 所述采样数据取得部在通过所述姿势检测传感器判定为所述移动设备朝向互相相差规定角度以上的方向的多个状态下，分别取得所述采样数据。
3.如权利要求I所述的移动设备，其特征在于，还具备 用于存储所述偏移值的存储部， 所述偏移值计算部对于基于所述多个采样数据而新算出的偏移值，评价其可靠性，并通过根据该可靠性的评价来校正所述算出的偏移值而得到的值，更新在所述存储部中存储的偏移值。
4.如权利要求3所述的移动设备，其特征在于， 所述偏移值计算部基于在所述存储部中到此为止存储的偏移值、以及所述新算出的偏移值，评价该新算出的偏移值的可靠性。
5.一种磁传感器的校准方法，用于具备磁传感器和与所述磁传感器独立地检测移动设备的姿势的姿势检测传感器的移动设备，其特征在于，包括 在通过所述姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将所述磁传感器的输出数据作为采样数据来取得的步骤；以及 基于所述取得的多个采样数据，计算被推测为所述磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值的步骤。
6.一种非临时性的计算机可读取的信息存储介质，其存储有磁传感器的校准程序，其中， 该磁传感器的校准程序用于具备磁传感器和与所述磁传感器独立地检测移动设备的姿势的姿势检测传感器的移动设备， 该磁传感器的校准程序使计算机执行如下处理 在通过所述姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将所述磁传感器的输出数据作为采样数据来取得；以及 基于所述取得的多个采样数据，计算被推测为所述磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值。
全文摘要
本发明提供一种进行磁传感器的校准的移动设备、以及磁传感器的校准方法。移动设备具备磁传感器、以及与该磁传感器独立地检测该移动设备的姿势的姿势检测传感器，在通过该姿势检测传感器判定为该移动设备朝向互相不同的方向的多个状态下，分别将磁传感器的输出数据作为采样数据来取得，并基于所取得的多个采样数据，计算被推测为磁传感器在不检测地磁的情况下输出的偏移值。
文档编号G01C21/08GK102798393SQ20121015837
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月21日 优先权日2011年5月20日
发明者P.普罗菲特 申请人:索尼计算机娱乐公司