用于补偿加速度传感器的方法和电子仪器技术

本发明专利技术提出一种用于补偿加速度传感器的方法，其中在第一方法步骤中根据三个空间方向求得加速度值，在第二方法步骤中对于三个空间方向中的每个空间方向由加速度值产生比较值并且在第三方法步骤中将每个比较值与第一阈值进行比较，此外在第四方法步骤中根据三个空间方向中的每个空间方向的至少一个加速度值计算总和值，其中在第五方法步骤中将总和值与第二阈值进行比较，并且当在第三方法步骤中对于三个空间方向中的每个空间方向比较值都小于阈值时并且当在第五方法步骤中总和值大于第二阈值时，在第六方法步骤中执行加速度传感器的补偿。

【技术实现步骤摘要】
用于补偿加速度传感器的方法和电子仪器
本专利技术涉及一种用于补偿加速度传感器的方法和一种电子仪器。
技术介绍
这样的方法是普遍公知的。例如由文献DE102007002835A1已知一种用于校准转动率传感装置的方法，在该方法中利用加速度传感装置的倾斜信息进行校准。另外，一旦检测到静止位置，则加速度传感装置将一个使校准初始化的零信号发送给转动率传感装置，从而总是仅在静止位置中执行转动率传感装置校准。但是这种方法不适用于通过测量在便携式仪器的静止状态或“1g”状态中的重力加速度来校准便携式仪器中的加速度传感器，因为在这里除了检测静止状态(检测与重力加速度叠加的加速度的缺失)以外，还必需将静止状态与“自由下落”区分开，因为在“自由下落”中仅通过加速度传感器不能测量重力加速度。
技术实现思路
按照本专利技术，提出了一种用于补偿加速度传感器的方法，其中，在第一方法步骤中根据三个空间方向求得加速度值，在第二方法步骤中对于三个空间方向中的每个空间方向由所述加速度值产生比较值并且在第三方法步骤中将所述比较值中的每个与第一阈值进行比较，其特征在于，在第四方法步骤中根据三个空间方向中的每个空间方向的至少一个加速度值计算总和值，在第五方法步骤中将所述总和值与第二阈值进行比较，当不仅在第三方法步骤中对于三个空间方向中的每个空间方向所述比较值都小于所述第一阈值，而且在第五方法步骤中所述总和值大于所述第二阈值时，在第六方法步骤中执行所述加速度传感器的补偿，其中，在所述第一方法步骤中将对于每个空间方向求得的加速度值和/或另外的加速度值与之前求得的加速度值进行比较，其中，将新求得的加速度值和/或另外的加速度值以及之前已经求得的加速度值分别圆整，并且当已圆整的新求得的加速度值和/或另外的加速度值基本上与已圆整的之前求得的加速度值相当时和/或当存在确定数量的与已圆整的新求得的加速度值和/或另外的加速度值相当的已圆整的之前求得的加速度值时，取消新求得的加速度值和/或另外的加速度值。按照本专利技术，还提出了一种电子仪器，具有加速度传感器和分析处理单元，其中，所述加速度传感器被配置用于沿着三个空间方向求得加速度值，其中，所述分析处理单元被配置用于分别对于三个空间方向中的每个空间方向由所述加速度值产生比较值并且用于将所述比较值中的每个与第一阈值进行比较，其中，所述分析处理单元还被配置用于根据三个空间方向中的每个空间方向的至少一个加速度值产生总和值并且用于将所述总和值与第二阈值进行比较，其中，所述分析处理单元被配置用于当对于三个空间方向中的每个空间方向所述比较值小于所述第一阈值时以及当所述总和值大于所述第二阈值时补偿所述加速度传感器，其中，在第一方法步骤中将对于每个空间方向求得的加速度值和/或另外的加速度值与之前求得的加速度值进行比较，其中，将新求得的加速度值和/或另外的加速度值以及之前已经求得的加速度值分别圆整，并且当已圆整的新求得的加速度值和/或另外的加速度值基本上与已圆整的之前求得的加速度值相当时和/或当存在确定数量的与已圆整的新求得的加速度值和/或另外的加速度值相当的已圆整的之前求得的加速度值时，取消新求得的加速度值和/或另外的加速度值。按照本专利技术的方法和电子仪器与现有技术相比具有优点，即：能以相对简单的、节省能量的和有效的方式和方法检测静止状态的存在，因此仅当存在这种静止状态时才执行加速度传感器的补偿。本专利技术意义上的静止状态(现在也称为“1g”状态)尤其是这样一种状态，在该状态中基本上仅地心引力(“1g”加速度，其中“g”表示重力加速度)起到加速力的作用并且不存在“自由下落”。例如其中设置有要校准的加速度传感器的便携式仪器不可运动地位于支承面、例如台面板上。其优点是，仅仅在静止状态中并且尤其不在存在其它占优势的加速力期间执行加速度传感器的补偿，因为只有在这种情况下才能实现重力加速度的精确测量。在此，尤其通过测量已知的重力加速度来补偿或校准加速度传感器。因此以有利的方式不仅能够补偿已经预校准的加速度传感器，而且能够补偿还未校准的加速度传感器。这例如能够在使用其中集成有加速度传感器的仪器期间实现加速度传感器的(再和/或重新)校准。这尤其在配有加速度传感器的“消费产品”如移动电话、数字相机、膝上型电脑、笔记本电脑、PDA(个人数字助手)、GPS-手持仪器、游戏机、用于游戏机/计算机的输入设备(鼠标、操纵杆、游戏控制器)和类似仪器中是特别有利的，因为通过按照本专利技术的方法可以省去费事的且成本昂贵的在制造期间或紧接着在制造仪器以后(预)校准加速度传感器。此外，加速度传感器尤其是三通道加速度传感器，即，沿着三个空间方向X、Y、Z是灵敏的。变换地，加速度传感器包括三个单个的单通道的加速度传感器单元，这些加速度传感器单元这样地定向，使得沿着三个空间方向之一的加速度由这些加速度传感器单元之一检测。该加速度传感器优选包括微机械的加速度传感器。微机械的加速度传感器优选包括可相对于衬底运动地悬挂的振动质量，该振动质量相对于衬底的偏转由于通过外部加速力引起的惯性力被电容式地(例如利用指形电极和/或电容板结构)测量。加速度传感器的补偿尤其用于，对于三个空间方向中的每个空间方向确定并且必要时补偿由制造引起的偏置和传感器敏感度。本专利技术的有利扩展结构和改进方案可由下述说明以及借助于附图的描述给出。按照一种优选实施形式规定，在第六方法步骤的第一分步骤中对于三个空间方向中的每个空间方向分别根据各个加速度值确定平均值，其中优选利用最小二乘法(leastsquares-method)求得平均值，在第六方法步骤的第二步骤中基于平均值执行加速度传感器的补偿。因此以有利的方式执行加速度传感器的预校准(或粗略补偿)。通过这种方式保证，用于加速度传感器的再校准(例如为了精细补偿)的接下来的尤其迭代的方法步骤收敛并因此明显提高补偿的精度。此外减少计算费用、即，减少必需的迭代步骤数量并因此也减少用于接下来的方法步骤的时间耗费。基于求得的平均值优选对于每个空间方向求得实际的偏置值和传感器敏感度并由此执行加速度值的预校准。按照一种优选的实施形式规定，在第六方法步骤的第三分步骤中利用迭代逼近法执行加速度传感器的补偿，其中优选根据加速度值和/或根据另外的加速度值执行迭代的逼近法。因此以有利的方式通过迭代的逼近法连续地提高补偿精度。在此迭代的逼近法优选包括卡尔曼滤波器、牛顿逼近法的形式和/或最小二乘法。在此利用迭代逼近法使偏置值和传感器敏感度连续地对于每个空间方向逼近加速度传感器的实际偏置值和传感器敏感度。按照一种优选的实施形式规定，在第六方法步骤的第四分步骤中执行监控方法，在该监控方法中根据三个空间方向中的每个空间方向的至少一个另外的加速度值计算平方和并且在该监控方法中将平方和与第三阈值进行比较。因此以有利的方式确定补偿的质量，由此根据平方和与第三阈值之间的比较决定，为了改善补偿是否需要进一步的迭代步骤，或者是否可以在这个位置结束补偿方法(当补偿质量足够好时)。按照一种优选的实施形式规定，这样长时间地连续重复第三和第四分步骤，直到在第四分步骤中平方和小于第三阈值，和/或在第四分步骤中将平方和与第四阈值进行比较，其中当平方和大于第四阈值时，优选通过第一方法步骤重新启动本方法。以有利的方式通过比较平方和与第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
步骤（１４）中所述总和值（２１）大于所述第二阈值（２２）时，在第六方法步骤（１５）中执行所述加速度传感器（３０）的补偿。Ｚ）计算总和值（２１），在第五方法步骤（１４）中将所述总和值（２１）与第二阈值（２２）进行比较，当不仅在第三方法步骤（１２）中对于三个空间方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）中的每个空间方向所述比较值（２Ｘ，２Ｙ，２Ｚ）都小于所述阈值（２０），而且在第五方法生比较值（２Ｘ，２Ｙ，２Ｚ）并且在第三方法步骤（１２）中将所述比较值（２Ｘ，２Ｙ，２Ｚ）中的每个与第一阈值（２０）进行比较，其特征在于，在第四方法步骤（１３）中根据三个空间方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）中的每个空间方向的至少一个加速度值（１Ｘ，１Ｙ，１１．用于补偿加速度传感器（３０）的方法，其中，在第一方法步骤（１０）中根据三个空间方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）求得加速度值（１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ），在第二方法步骤（１１）中对于三个空间方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）中的每个空间方向由所述加速度值（１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ）产

【技术特征摘要】
2010.05.11 DE 102010028827.61.用于补偿加速度传感器(30)的方法，其中，在第一方法步骤(10)中根据三个空间方向(X，Y，Z)求得加速度值(1X，1Y，1Z)，在第二方法步骤(11)中对于三个空间方向(X，Y，Z)中的每个空间方向由所述加速度值(1X，1Y，1Z)产生比较值(2X，2Y，2Z)并且在第三方法步骤(12)中将所述比较值(2X，2Y，2Z)中的每个与第一阈值(20)进行比较，其特征在于，在第四方法步骤(13)中根据三个空间方向(X，Y，Z)中的每个空间方向的至少一个加速度值(1X，1Y，1Z)计算总和值(21)，在第五方法步骤(14)中将所述总和值(21)与第二阈值(22)进行比较，当不仅在第三方法步骤(12)中对于三个空间方向(X，Y，Z)中的每个空间方向所述比较值(2X，2Y，2Z)都小于所述第一阈值(20)，而且在第五方法步骤(14)中所述总和值(21)大于所述第二阈值(22)时，在第六方法步骤(15)中执行所述加速度传感器(30)的补偿，其中，在所述第一方法步骤(10)中将对于每个空间方向(X，Y，Z)求得的加速度值(1X，1Y，1Z)和/或另外的加速度值(1’X，1’Y，1’Z)与之前求得的加速度值(1X，1Y，1Z)进行比较，其中，将新求得的加速度值(1X，1Y，1Z)和/或另外的加速度值(1’X，1’Y，1’Z)以及之前已经求得的加速度值(1X，1Y，1Z)分别圆整，并且当已圆整的新求得的加速度值(1X，1Y，1Z)和/或另外的加速度值(1’X，1’Y，1’Z)基本上与已圆整的之前求得的加速度值(1X，1Y，1Z)相当时和/或当存在确定数量的与已圆整的新求得的加速度值(1X，1Y，1Z)和/或另外的加速度值(1’X，1’Y，1’Z)相当的已圆整的之前求得的加速度值(1X，1Y，1Z)时，取消新求得的加速度值(1X，1Y，1Z)和/或另外的加速度值(1’X，1’Y，1’Z)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第六方法步骤(15)的第一分步骤(40)中对于三个空间方向(X，Y，Z)中的每个空间方向分别根据各个加速度值(1X，1Y，1Z)确定平均值(3X，3Y，3Z)，在所述第六方法步骤(15)的第二分步骤(41)中基于所述平均值(3X，3Y，3Z)执行所述加速度传感器(30)的补偿。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第六方法步骤(15)的第三分步骤(42)中利用迭代逼近法执行所述加速度传感器(30)的补偿。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第三分步骤(42)中以卡尔曼滤波器、牛顿逼近法和/或最小二乘法的形式执行所述迭代逼近法。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第六方法步骤(15)的第四分步骤(44)中执行监控方法，在所述监控方法中根据三个空间方向(X，Y，Z)中的每个空间方向的至少一个另外的加速度值(1’X，1’Y，1’Z)计算平方和(23)并且在所述监控方法中将所述平方和(23)与第三阈值(24)进行比较。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，这样长时间地连续重复所述第三和第四分步骤(44)，直到在所述第四分步骤(44)中所述平方和(23)小于所述第三阈值(24)，和/或在所述第四分步骤(44)中将所述平方和(23)与第四阈值(25)进行比较。7.如权利要求1或2所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·巴托洛迈奇克，S·沙伊尔曼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE