[發(fā)明專利]用于確定移動裝置的位置的位置傳感器裝置

有效

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• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN105452815B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 魯杰羅·萊翁卡瓦洛;庫爾特·德米勒
• 申請（專利權）人: ams有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王萍,李春暉

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于確定移動裝置(moving device)的位置的位置傳感器裝置。本發(fā)明還涉及一種用于確定移動裝置的位置的方法。

背景技術

在對于移動裝置(例如，旋轉裝置)的應用中，通常期望獲得關于移動裝置的位置的信息。移動裝置可被配置為旋轉裝置，并且位置可以是旋轉裝置的旋轉角度。旋轉裝置可包括磁體，以使得在旋轉裝置的旋轉期間由磁體產生旋轉磁場。為了在旋轉移動期間確定旋轉裝置的當前位置，可使用可被配置為磁位置傳感器裝置的位置傳感器裝置。磁位置傳感器裝置可檢測評估旋轉磁體產生的旋轉磁場，以便提供關于旋轉裝置的位置的信息。

磁位置傳感器裝置可布置在旋轉磁體附近，以在旋轉裝置的軸的旋轉移動期間檢測旋轉磁場。磁體可例如安裝到旋轉裝置的軸。旋轉裝置的位置可通過指定旋轉裝置的旋轉角度來指示。旋轉裝置的預定位置可被定義為具有旋轉角度0°。0°與360°之間的范圍中的旋轉角度指示旋轉裝置相對于0°位置的位置。

位置傳感器裝置可包括用于檢測移動裝置生成的信號的檢測單元以及用于確定移動裝置的位置的評估單元。被配置為磁位置傳感器裝置的位置傳感器裝置可包括用于檢測磁體的磁場的檢測單元以及用于通過評估所檢測的旋轉磁場而確定旋轉裝置的位置的評估單元。位置傳感器裝置的檢測單元可包括光學傳感器或諸如霍爾傳感器的磁傳感器以及包括前端放大器、濾波器部件等的模擬前端。評估單元可包括模數(shù)轉換器和數(shù)字后端，該數(shù)字后端執(zhí)行例如抽選濾波和CORDIC算法。評估單元的數(shù)字后端和模擬檢測單元均在移動裝置的位置的計算期間引入延遲。該延遲時間被稱為系統(tǒng)傳播延遲。

由于在移動裝置產生的信號(例如，磁場矢量)的測量和評估與(例如通過SPI接口)可獲得移動裝置的位置(例如，旋轉裝置的旋轉角度)的時刻之間的該等待時間，位置傳感器裝置可能引入位置誤差，例如，角度誤差。位置誤差與移動裝置的速度成比例。在磁位置傳感器裝置的示例中，角度誤差與旋轉裝置的旋轉移動的速度成比例。在高速應用中，動態(tài)位置誤差的影響可以顯著較大。由于減小位置傳感器的等待將增大輸出噪聲，因此一般無法減小系統(tǒng)傳播延遲。

在具有例如10比特的分辨率的中等分辨率磁位置傳感器裝置中，在旋轉角度的計算期間發(fā)生的誤差表示高速旋轉時的已有一些LSB。另外，存在最大速度也顯著較高的一些應用。該誤差影響一般不允許采用這樣的傳感器。此外，具有高分辨率慢核(例如，基于∑-Δ)的磁位置傳感器需要引入了另外的延遲源的嵌入式內插器。

期望提供一種用于確定移動裝置的位置的位置傳感器裝置，其實現(xiàn)了對由于位置傳感器裝置的傳播延遲時間而導致的在位置確定期間所獲得的位置誤差的補償。此外，期望指定用于確定移動裝置的位置的方法，其實現(xiàn)了對由于位置傳感器裝置的傳播延遲時間而導致的在位置確定期間所獲得的位置誤差的補償。

發(fā)明內容

在本發(fā)明中指定了一種用于確定移動裝置的位置的位置傳感器裝置。根據(jù)位置傳感器裝置的實施例，該傳感器裝置包括用于檢測移動裝置生成的信號的檢測單元。檢測單元被配置成在第一時間檢測信號。位置傳感器裝置還包括用于通過評估所檢測的信號而確定移動裝置的位置的評估單元。評估單元被配置成檢測第一位置，該第一位置指定移動裝置在第一時間的位置。位置傳感器裝置還包括用于確定至少一個誤差距離的誤差距離確定單元，其中，所述至少一個誤差距離指定移動裝置在第一時間與第二時間之間所移動的距離，其中，所述第二時間在第一時間之后。位置傳感器裝置可包括用于輸出校正后位置的位置校正單元，其中，所述校正后位置指定移動裝置在第二時間的位置。誤差距離確定單元被配置成確定移動裝置的移動速度以及根據(jù)移動裝置的移動速度和根據(jù)延遲時間而確定至少一個誤差距離，該延遲時間指定第一時間與第二時間之間的持續(xù)時間。位置校正單元被配置成根據(jù)所述至少一個誤差距離和第一位置而確定校正后位置。

誤差距離確定單元可被配置成確定至少一個誤差距離中的第一誤差距離。誤差距離確定單元可被配置成根據(jù)移動裝置在第一時間與先前時間之間的移動速度而確定第一誤差距離。

評估單元可被配置成評估第一時間和先前時間的檢測信號。評估單元可被配置成確定移動裝置的先前位置，該先前位置指定移動裝置在先前時間的位置。誤差距離確定單元可被配置成根據(jù)第一位置與先前位置之間的差以及第一時間與先前時間之間的差而確定移動裝置的移動速度。位置校正單元可被配置成根據(jù)第一位置與第一誤差距離之和而確定校正后位置。