用于通过补偿信号通道之间的相对处理延迟来准确捕获惯性传感器数据的方法和装置制造方法及图纸

本文中所公开的主题内容涉及一种用于接收由适配成检测移动设备关于多个坐标轴的物理运动的多个传感器生成的多个信号的系统和方法。所接收到的信号中的至少一个信号被数字化的时间被延迟以提供所接收到的多个信号关于共同的时间点被同步的数字化版本的输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过补偿信号通道之间的相对处理延迟来准确捕获惯性传感器数据的方法和装置背景MM 本文所公开的主题内容涉及移动设备的惯性传感器数据的捕获和处理。itl,移动设备的运动可以被追踪以确定该移动设备在特定时间点的位置、取向和速度。如果移动设备关于3个坐标轴的加速度或运动能被确定和测量，则此类信息可被用来估计当前位置、取向和速度。这些坐标轴可以关于彼此正交并且可被用来代表三维空间。为了精确地估计位置、取向和速度，测量沿或绕一个或更多个坐标轴的线性加速度和/或旋转率可能是有用的。如果来自多个传感器的传感器测量被同时处理，则可作出精确的确定。如果利用模拟传感器，则来自此类模拟传感器的模拟输出信号可在进行其他处理之前先藉由例如模数转换来转换成数字格式。特定的模拟传感器可生成响应于加速度的原始信号，并且可先对这样的原始信号进行滤波后才提供模拟信号以供进一步处理。不同的传感器可能利用具有不同的相关联处理延迟的滤波器。例如，加速计可生成原始信号并随后在输出模拟信号之前花费例如1.0微秒来对这样的原始信号进行滤波。另一方面， 陀螺仪可能生成原始信号并随后在诸如举例而言1. 5微秒之类的不同时间量里对这样的原始信号进行滤波。因此，在以上示例中，一旦感测到将自身表示为设备的同时加速和旋转的物理事件，此类加速计就会比此类陀螺仪基于相同的检出物理事件输出模拟信号的时间早0.5微秒输出模拟信号。附图简述将参照以下附图来描述非限定性和非穷尽性特征，其中类似参考标号贯穿各种附图指代类似部分。图IA示出根据一个方面的关于如由加速计测得的标量值、标量值序列、或时变函数(Mx, MY, Mz)来表示线性运动的坐标系(x, y，ζ)。图IB示出根据一个方面的关于如由陀螺仪测得的标量值、标量值序列、或时变函数(Rt，R<p,Rv)来表示旋转运动的坐标系(τ，φ, ψ)。图2是根据一种实现的惯性导航系统的示意图。图3解说了根据一种具体实现的采样器。图4解说了根据一种实现的解说各种处理延迟、采样周期和采样后延迟的时间线。图5解说了根据一种实现的用于生成在时间上对准的数字输出信号的方法。图6是根据一个方面的移动站的示意图。概述在一种特定实现中，提供了一种方法，其中从适配成检测移动设备关于多个坐标轴的物理运动的多个传感器接收多个信号。这些信号中的至少一个信号被数字化的时间被延迟以提供所接收到的多个信号关于共同的时间点被同步的数字化版本的输出。然而应领会，这仅是示例实现，且可采用其他实现而不会脱离所要求保护的主题内容。详细描述贯穿本说明书引述的“一个示例”、“一个特征”、“一示例”或“一特征”意指结合该特征和/或示例所描述的特定特征、结构或特性被包括在所要求保护的主题内容的至少一个特征和/或示例中。由此，短语“在一个示例中”、“一示例”、“在一个特征中”或“一特征” 贯穿本说明书在各处的出现并非必然全部引述相同特征和/或示例。此外，这些特定特征、 结构或特性可在一个或更多个示例和/或特征中加以组合。高性能的基于卫星定位系统(SPS)的导航系统在SPS信号很弱或缺失的场景中可依赖于运动传感器来提供对移动设备的准确的位置和速度估计。此过程统称为“航位推算”。各种传感器可被用来提供数据。多轴加速度和旋转信息可由加速计和陀螺仪提供给计算引擎，该计算引擎随后基于初始条件而并非单纯依赖于SPS信号来估计移动设备的当前位置和速度。高性能系统还可采用额外的传感器来监视各种传感器的温度、海拔和磁航向以辅助进行导航估计。一般而言，模拟传感器信号被滤波以移除噪声、被缓冲、数字化并传递到计算引擎上。如果数字化的采样由于先前的模拟处理所引入的各种延迟或采样机制本身的非并发本质而造成时间失准，那么在此捕获过程中就可能引入显著误差。传感器捕获系统可包括多个传感器，每个传感器提供响应于诸如运动之类的感测到的事件的信号。在一种实现中，如本文中所讨论的，传感器捕获系统可包括六个独立通道，每个通道对应于来自特定传感器的输出信号。与使用单个捕获通道来对传感器信号进行时间复用的一些系统不同，如本文中所讨论的系统可提供对关键传感器信号的并发或同时捕获。在时间复用系统中，举例而言，从多个模拟传感器至例如采样器可能有单个通信通道，并且来自此类传感器的模拟信号可按时间复用方式被发送给采样器。在这样的时间复用系统中，因捕获对应于不同时间点的导航传感器信号而导致的小误差可能会随着时间推移而累积起来并导致移动设备的最终估计位置、取向和速度的不准确。一般而言，这些误差可通过经由内插器在数字域中重构合意的传感器信号并重新采样以使得采样对应于相同的时间点来避免。然而，这样的办法会引入额外的复杂度、功耗和等待时间，这对于惯性航位推算而言可能一般是难以接受的。在如本文中所讨论的系统中，可用高功率效率的方式来避免由于传感器采样的时间失准造成的误差。此外，作为外部滤波的结果被引入的传感器通道之间的任何系统延迟可通过恰当地调整个体通道的采样瞬间来有效地消除。非导航传感器信号(例如，用于测量温度或压力的信号，这里仅列举了许多可能的可测量条件中的两个)仍可由现有通道按时间复用方式来捕获，因为这样的传感器数据一般变化缓慢并且只会被间接用于导航解的计算，从而结果得到的误差对于大多数实践应用而言是可忽略的。如本文中所讨论的一种实现可充分减小或消除因传感器采样的时间失准导致的误差。这样的实现与采用时间交织和后续信号处理来重新对准采样的其他实现相比还可避免复杂度、节省功率，且最重要的是避免等待时间。根据一些实现，一种移动站可包括具有各种传感器的惯性导航系统，这些传感器诸如是三个陀螺仪以检测绕三个坐标轴的角旋转率，以及三个加速计以检测沿这些坐标轴中的一个或更多个坐标轴的方向上的线性加速度。来自这些传感器的测量可被用来确定移动站从先前时间点到当前时间点的位置、取向和速度变化。这样的信息例如可用在地图绘制应用中以直观地向用户显示这样的移动站位于具有已知位置的地图上的何处。具有这样的惯性导航传感器的移动站可包括附加传感器，诸如温度计、气压计或能够提供对例如可能影响其他传感器的性能的因素的测量的任何其他类型的传感器。这些附加传感器可用于例如对运动传感器进行校准。在一种实现中，从加速计获得的测量例如可能依赖于获得此类测量时的环境温度或大气压。例如，在温暖的温度和/或高大气压下获得的测量会包括与在较冷温度和/或较低大气压下获得的测量不同的加速度幅度。因此，在基于从加速计和陀螺仪获得的传感器读数来确定移动站的当前位置、取向和速度时， 可以利用来自例如温度计或气压计的这些测量。诸如加速计和陀螺仪之类的传感器可生成模拟信号，这些模拟信号随后可被转换成数字格式以供后续处理。可从来自每个传感器的经对准的数字采样获得结果，其中这些数字采样被对准以使得这些传感器之一的特定采样与从其他传感器的模拟信号获得的数字采样在时间上匹配。六通道数字化仪可被用来同时对来自六个传感器的模拟信号进行采样。由六个传感器——诸如三个加速计和三个陀螺仪——中的每个传感器生成的模拟信号可被提供给这样的六通道数字化仪的六个输入通道中的每一个。应领会，在一些实现中，可以利用不同数目的输入通道，诸如七个输入通道。在七通道数字化仪中，代表例如温度或大气压的模拟信号可在第七通道中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·佐姆坡，A·比卡西，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：