用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备和校准方法

技术领域

本公开涉及电子器件领域，尤其涉及一种移动终端的MEMS传感器校准设备和校准方法。

背景技术

随着移动终端的技术快速发展，移动终端不仅具有例如打电话和发短信等基本通信功能以外，还具有玩游戏、拍照、定位导航、手势操控等扩展功能。为实现这些扩展功能，目前的智能移动终端一般都安装有加速度传感器(Acc)、陀螺仪(Gyr)等MEMS惯性传感器。从而，加速度传感器和陀螺仪等MEMS惯性传感器已经是是移动终端中必不可少的器件电路。

在下述各场景下，例如在游戏中需要旋转操作时，指南针应用9D算法时，辅助GPS室内定位时，照相机拍照时，移动终端所有姿态信息等等都离不开由加速度传感器和陀螺仪等MEMS惯性传感器的转换的数据作为支撑。因此，加速度传感器和陀螺仪等MEMS惯性传感器的数据准确性对于移动终端用户的使用体验至关重要。因此，一般在移动终端的主体基本生产完成后，会利用校准设备对移动终端的MEMS惯性传感器进行校准，对XYZ三轴偏置(offset)数据进行校正。

发明内容

为解决相关技术中存在的问题，本公开提供一种用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备和校准方法，能更精准、快速地校准MEMS惯性传感器，为移动终端提供准确数据。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备，其特征在于，所述校准设备包括：

第一无线接收模块，接收移动终端MEMS惯性传感器的检测数据和运算指令；

运算单元，响应于所述运算指令进行运算，获得偏置数据；

第二无线发送模块，接收所述偏置数据并将所述偏置数据发送给移动终端，供所述移动终端根据所述偏置数据对所述MEMS惯性传感器进行校准。

在本公开的校准设备的一种可能实现方式中，所述检测数据是所述移动终端处于静止状态时MEMS惯性传感器的X轴、Y轴、Z轴的数据。

在本公开的校准设备的一种可能实现方式中，所述第一无线接收模块和所述第二无线发送模块是基于蓝牙、红外线、WiFi、NFC或Zigbee。

在本公开的校准设备的一种可能实现方式中，所述MEMS惯性传感器包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和/或气压传感器。

在本公开的校准设备的一种可能实现方式中，所述校准设备还包括存储单元，用于存储所述偏置数据以及记录与所述偏置数据对应的校准日志。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种用于移动终端MEMS惯性传感器的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：

无线接收移动终端MEMS惯性传感器的检测数据和运算指令；

响应于所述运算指令进行运算，获得偏置数据；

接收所述偏置数据，并将所述偏置数据无线发送给移动终端，供根据所述偏置数据对所述MEMS惯性传感器进行校准。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，所述检测数据是所述移动终端处于静止状态时MEMS惯性传感器的X轴、Y轴、Z轴的数据。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，所述无线接收和所述无线发送是基于蓝牙、红外线、WiFi、NFC或Zigbee。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，所述MEMS惯性传感器包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和/或气压传感器。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，在所述接收所述偏置数据之后，所述校准方法还包括：存储所述偏置数据以及记录与所述偏置数据对应的校准日志。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，所述根据所述偏置数据对所述MEMS惯性传感器进行校准，包括：将所述偏置数据存储在所述移动终端内和/或将所述偏置数据写入所述MEMS惯性传感器。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实施例提供的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备和校准方法，能更精准、快速地实现MEMS惯性传感器的校准，通过无线通信连接方式替代USB插入式连接，避免了由于USB插入动作引入移动终端的外部冲击力而导致校准结果发生偏差。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备与移动终端交互的框图；

图2是根据一比较例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备与移动终端交互的框图；

图3是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备与移动终端交互的框图；

图4是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准方法的流程示意图；以及

图5是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准方法与移动终端交互的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备与移动终端交互的框图。参照图1，用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备10A能够与移动终端20进行通信交互，实现对移动终端20的传感器模块201中的MEMS惯性传感器S1、S2、…Sn进行校准。

用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备10A包括第一无线接收模块101、运算单元102和第二无线发送模块103。第一无线接收模块101，接收移动终端MEMS惯性传感器的检测数据和运算指令；运算单元102，响应于所述运算指令进行运算，获得偏置数据；第二无线发送模块103，接收所述偏置数据并将所述偏置数据发送给移动终端20，供所述移动终端20根据所述偏置数据对所述MEMS惯性传感器进行校准。

移动终端20包括传感器模块201、中央处理单元202、第一无线发送模块203和第二无线接收模块204。传感器模块201包括多个MEMS惯性传感器S1、S2、…Sn。各传感器S1、S2、…Sn检测处于静止状态的移动终端20，获得各自传感器的检测数据，并将检测数据发送给中央处理单元202。中央处理单元202将检测数据和运算指令发送给第一无线发送模块203。第一无线发送模块203将检测数据和运算指令发送给校准设备10A的第一无线接收模块101。第二无线接收模块204接收校准设备10A发送的偏置数据并将其发送给中央处理单元202。中央处理单元202接收到偏置数据后，将偏置数据写入传感器模块201的各相应传感器S1、S2、…Sn或进行存储。

图2是根据一比较例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备与移动终端交互的框图。参照图2，该比较例的校准设备10能够与移动终端20进行通信交互，实现对移动终端20的传感器模块201中的MEMS惯性传感器S1、S2、…Sn进行校准。

该比较例的校准设备10包括第一USB模块106和运算单元102。第一USB模块106，接收移动终端MEMS惯性传感器的检测数据和运算指令；运算单元102，响应于所述运算指令进行运算，获得偏置数据；第一USB模块106还接收所述偏置数据并将所述偏置数据发送给移动终端20，供所述移动终端20根据所述偏置数据对所述MEMS惯性传感器S1、S2、…Sn进行校准。

移动终端20包括传感器模块201、中央处理单元202、第二USB模块205。传感器模块201包括多个MEMS惯性传感器S1、S2、…Sn。在校准时，将USB插头108插入移动终端20和校准设备10，以连接移动终端20和校准设备10。随后，各传感器检测插入动作后又静止的移动终端20，获得各自传感器的检测数据，并将检测数据发送给中央处理单元202。中央处理单元202将检测数据和运算指令发送给第二USB模块205。第二USB模块205将检测数据和运算指令通过USB插头108发送给校准设备10的第一USB模块106，并且第二USB模块205还通过USB插头108接收校准设备10发送的偏置数据并将其发送给中央处理单元202。中央处理单元202接收到偏置数据后，将偏置数据写入传感器模块201的各相应传感器或进行存储。

采用该比较例的校准设备10对移动终端20进行校准时，需要将USB插头108插入移动终端20，在插入过程中将外部冲击力引入了移动终端20，造成校准后获得的偏置数据比真实偏置数据偏大，破坏了MEMS惯性传感器的XYZ三轴坐标系正交性，影响了校准结果。

因此，与该比较例的校准设备10相比，图1所示实施例的校准设备10A利用无线接收模块和无线发送模块实现对移动终端20的偏置数据的校准计算，消除了自动化USB插头插入动作对偏置数据准确性的负面影响。

在本公开的的校准设备的一种可能实现方式中，所述检测数据是所述移动终端处于静止状态时MEMS惯性传感器的x轴、y轴、z轴的数据。

在本公开的的校准设备的一种可能实现方式中，所述第一无线接收模块101和所述第二无线发送模块103是基于蓝牙、红外线、WiFi、NFC或Zigbee。所述第一无线接收模块101和所述第二无线发送模块103可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi、2G、3G、4G、5G或它们的组合。

在本公开的的校准设备的一种可能实现方式中，所述MEMS惯性传感器包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和/或气压传感器。

图3是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备与移动终端交互的框图。为便于描述简洁，文中仅说明图3实施例的校准设备10B与图1实施例校准设备10A的不同之处。

与图1实施例的校准设备10A的不同之处在于，图3所示的校准设备10B还包括存储单元104和显示单元105。存储单元104用于存储所述偏置数据以及记录与所述偏置数据对应的校准日志。显示单元105用于显示测试软件和相关数据等，便于工作人员实时管控校准进程。运算单元102在响应于所述运算指令进行运算并获得偏置数据后，先将偏置数据传送至存储单元104进行存储和记录以及传送至显示单元105显示，随后再经由存储单元104将偏置数据发送至第二无线发送模块103；或者，运算单元102在响应于所述运算指令进行运算并获得偏置数据后，在将偏置数据发送至第二无线发送模块103的同时，将备份的偏置数据传送至存储单元104进行存储和记录以及传送至显示单元105显示。

存储单元104可以被配置为存储包括所述偏置数据的各种类型的数据，以支持校准设备10B的操作。这些偏置数据的示例包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和/或气压传感器等的X轴、Y轴、Z轴的数据。存储单元104可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM)、磁存储器、快闪存储器、磁盘或光盘。

关于上述实施例及各实现方式中的设备，其中各个模块/单元执行操作的具体方式将还会在有关该方法的实施例中进行详细描述。

图4是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准方法的流程示意图。参照图4，用于移动终端MEMS惯性传感器的校准方法包括：

步骤S40：无线接收移动终端MEMS惯性传感器的检测数据和运算指令；

步骤S50：响应于所述运算指令进行运算，获得偏置数据；

步骤S60：接收所述偏置数据，并将所述偏置数据无线发送给移动终端，供根据所述偏置数据对所述MEMS惯性传感器进行校准。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，所述检测数据是所述移动终端处于静止状态时MEMS惯性传感器的X轴、Y轴、Z轴的数据。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，所述无线接收和所述无线发送是基于蓝牙、红外线、WiFi、NFC或Zigbee。所述第一无线接收模块和所述第二无线发送模块可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi、2G、3G、4G、5G或它们的组合。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，所述MEMS惯性传感器包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和/或气压传感器。

在本公开的校准方法的一种可能实现方式中，在所述接收所述偏置数据之后，所述校准方法还包括：存储所述偏置数据以及记录与所述偏置数据对应的校准日志。

图5是根据一示例性实施例的用于移动终端MEMS惯性传感器的校准方法与移动终端交互的流程示意图。下面参照图5和图1，说明用于移动终端MEMS惯性传感器的校准设备10A执行校准方法时与移动终端20交互的详细步骤和过程。

步骤S100：移动终端20的各传感器S1、S2、…Sn(例如加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和/或气压传感器等多个MEMS惯性传感器)检测处于静止状态的移动终端20(例如将移动终端至于检测平台上)，获得各自传感器的检测数据，并将检测数据发送给中央处理单元202。

检测数据是所述移动终端20处于静止状态时MEMS惯性传感器的X轴、Y轴、Z轴的数据。以加速度传感器为例，加速度传感器的检测数据是X轴、Y轴、Z轴的数据X1、Y1、Z1。

步骤S200：中央处理单元202将检测数据和运算指令发送给第一无线发送模块203。

步骤S300：第一无线发送模块203将检测数据和运算指令发送给校准设备10A的第一无线接收模块101。

步骤S400：校准设备10A的第一无线接收模块101接收检测数据和运算指令，并将其发送给运算单元102。

步骤S500：运算单元102响应于所述运算指令进行运算，获得偏置数据，并将其发送至第二无线发送模块103。以加速度传感器为例，理想情形下Acc的正交坐标系下X0＝0,Y0＝0,Z0＝9.8m/s

步骤S600：第二无线发送模块103接收所述偏置数据并将所述偏置数据发送给移动终端20的第二无线接收模块204。

步骤S700：第二无线接收模块204接收偏置数据并将其发送给中央处理单元202。

步骤S800：中央处理单元202接收到偏置数据后，将偏置数据写入传感器模块201的各相应传感器或进行存储。

由此，完成对移动终端MEMS惯性传感器的校准。

上述所有实施例的技术方案，可以采用任意组合形成本公开的各实施例，在此不再一一赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。