風傳感器運動補償系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種風傳感器運動補償系統(tǒng)以用于為安裝至移動平臺的風傳感器提供風傳感器運動補償。風傳感器運動補償系統(tǒng)可以包括安裝到交通工具的風傳感器，其用于測量相對風速度；耦接到風傳感器的風傳感器加速度計，其用于測量風傳感器加速度；及積分器，其用于積分風傳感器加速度以確定風傳感器速度。通過提供風傳感器加速度的精確測量以及測量的風速度。本公開文本的實施方式可以提供傳感器運動補償?shù)娘L速度，其對于實時用戶反饋和交通工具的控制足夠可靠。
【專利說明】風傳感器運動補償系統(tǒng)
[0001 ]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求2013年3月14日提交的并且名稱為“WIND SENSOR MOT1NCOMPENSAT1N SYSTEMS AND METHODS”的美國臨時申請61/785，327的優(yōu)先權和權益，其全部內(nèi)容通過援引并入本文。
技術領域
[0003]本實用新型的一個或多個實施方式大體涉及傳感器運動補償，更具體地，涉及例如用于風傳感器運動補償?shù)南到y(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0004]風傳感器可以用來測量靜止和/或可運動平臺的局部風速度(例如，風向和幅度/速度)。當風傳感器被安裝至靜止平臺(例如，安裝至建筑物和/或地面的氣象站)時，風傳感器測量的風速度一般相對穩(wěn)定和精確。這種測量可以用來提供關于局部環(huán)境情況的可靠的信息。然后，當風傳感器被安裝至運動平臺(例如，交通工具、移動氣象站或者在野外被研究的動物)時，風傳感器的運動可能會把噪聲和/或誤差引入到測量的風速度中。局部風速度的失準測量基本上會降低依賴測量的風速度(例如，作為交通工具控制系統(tǒng)的輸入?yún)?shù))的數(shù)據(jù)記錄、用戶反饋或者控制系統(tǒng)成為局部環(huán)境情況的精確測量的能力。
[0005]已經(jīng)開發(fā)了各種系統(tǒng)和方法來處理風傳感器數(shù)據(jù)中與運動相關的噪聲，但是傳統(tǒng)方法通常會引入附加的誤差源，例如，測量定時誤差和/或確定風傳感器相對于運動平臺的位置的誤差。在一些情況下，附加的誤差源可能會將系統(tǒng)的整個精確度降低到低于未補償系統(tǒng)的精確度的水平。對于新引入的誤差考慮的傳統(tǒng)步驟會增加系統(tǒng)的所需的復雜度，從而使得其不適于大多數(shù)使用，特別是對于低功率和/或低成本的實施方式。因此，需要一種改進的方法來處理風傳感器運動補償。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]公開了一種技術以用于為安裝至移動平臺的風傳感器提供風傳感器運動補償。在一個實施方式中，風傳感器運動補償系統(tǒng)可以包括風傳感器、風傳感器加速度計、一個或多個附加的傳感器、致動器、控制器、用戶接口和/或安裝至交通工具或者接近交通工具的其他模塊。每個電子裝置可以實施有邏輯裝置，其適于形成一個或多個有線和/或無線通信鏈路以在各個電子裝置之間發(fā)送和/或接收傳感器信號、控制信號或其他信號和/或數(shù)據(jù)。
[0007]在一個實施方式中，一種風傳感器運動補償系統(tǒng)，包括:安裝到交通工具的風傳感器，其用于測量相對風速度;耦接到風傳感器的風傳感器加速度計，其用于測量風傳感器加速度;及積分器，其用于積分風傳感器加速度以確定風傳感器速度。
[0008]在一個實施方式中，風傳感器加速度計基本上定位在用于風傳感器的外罩附近、外罩上或外罩內(nèi)。
[0009]在一個實施方式中，風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括第一高通濾波器，其用于在將風傳感器加速度提供給積分器之前，從風傳感器加速度去除風傳感器加速度的一個或多個低頻分量。該風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括用于去除積分器提供的風傳感器速度的一個或多個低頻分量的第二高通濾波器。第二高通濾波器可以使用與第一高通濾波器所使用的濾波器特性大致相同的濾波器特性。此外，積分器、第一高通濾波器和/或第二高通濾波器由邏輯裝置實施。
[0010]在一個實施方式中，風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括將相對風速度轉(zhuǎn)換到風傳感器加速度的坐標框架的邏輯裝置。
[0011]在一個實施方式中，風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括用于將風傳感器速度與相對風速度組合以提供傳感器運動補償?shù)娘L速度的邏輯裝置。積分器可以由邏輯裝置實施或者實施在邏輯裝置內(nèi)。風傳感器運動補償系統(tǒng)還可以包括具有顯示器的用戶接口，該顯示器用于將傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的方向和/或幅度顯示給接近用戶接口的用戶。
[0012]在一個實施方式中，風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括安裝至交通工具的GPS、朝向傳感器、加速度計或水速傳感器中的一個或多個；以及邏輯裝置，其用于從GPS、朝向傳感器、加速度計或水速傳感器中的一個或多個接收傳感器信號并且基于傳感器信號提供交通工具速度。該風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括具有顯示器的用戶接口；所述邏輯裝置被配置成:至少部分基于風傳感器速度和相對風速度的組合確定傳感器運動補償?shù)娘L速度，至少部分基于交通工具速度和傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的組合確定絕對風速度，以及使用用戶接口的顯示器以將絕對風速度的方向和/或幅度顯示給接近用戶接口的用戶。邏輯裝置適于在確定絕對風速度之前，將傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度轉(zhuǎn)換到交通工具速度的坐標框架。積分器由邏輯裝置實施。
[0013]在一個實施方式中，風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)向致動器以及為轉(zhuǎn)向致動器提供對應于期望交通工具速度的控制信號的控制器，其中，期望的交通工具速度基于相對風速度、風傳感器速度和交通工具速度。
[0014]在一個實施方式中，一種系統(tǒng)包括邏輯裝置，其配置成接收一個或多個傳感器信號以及確定傳感器運動補償?shù)娘L速度。在一個實施方式中，邏輯裝置可以適于:從安裝至交通工具的風傳感器接收風傳感器加速度和相對風速度;根據(jù)風傳感器加速度確定風傳感器速度；以及至少部分基于風傳感器速度和相對風速度的組合，確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度。在一些實施方式中，風傳感器加速度可以由風傳感器加速度計測，其基本上定位在用于風傳感器的外罩附近、外罩上或外罩內(nèi)。
[0015]在另一實施方式中，一種方法包括:從安裝至交通工具的風傳感器接收風傳感器加速度和相對風速度;根據(jù)風傳感器加速度確定風傳感器速度；以及至少部分基于風傳感器速度和相對風速度的組合，確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度。在各個實施方式中，風傳感器加速度可以由基本上定位在用于風傳感器的外罩附近、外罩上或外罩內(nèi)的風傳感器加速度計測量。在一些實施方式中，該方法可以包括確定交通工具速度;至少部分基于交通工具速度與傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的組合，確定絕對風速度；以及使用用戶接口，將絕對風速度的方向和/或幅度顯示給用戶。在再一實施方式中，該方法可以包括至少部分基于從安裝至交通工具的GPS、朝向傳感器、加速度計或水速傳感器中的一個或多個接收的傳感器信號，確定交通工具速度；以及將對應于期望的交通工具速度的控制信號提供給轉(zhuǎn)向致動器，其中，期望的交通工具速度至少部分基于傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度和交通工具速度。
[0016]在又一實施方式中，一種方法包括:從安裝至交通工具的風傳感器加速度計接收一個或多個風傳感器加速度，其中，風傳感器加速度計基本上定位在用于風傳感器的外罩上或內(nèi)；從交通工具加速度計接收一個或多個交通工具加速度；以及確定在風傳感器加速度計的坐標框架和交通工具的坐標框架之間的一個或多個坐標框架轉(zhuǎn)換，其中，一個或多個坐標框架轉(zhuǎn)換至少部分基于一個或多個風傳感器加速度與一個或多個交通工具加速度的比較。在一個實施方式中，風傳感器的坐標框架可以與交通工具的坐標框架對準；以及坐標框架轉(zhuǎn)換中的至少一個可以是可操作的，以將風傳感器測量的風速度轉(zhuǎn)換成風傳感器加速度計的坐標框架。
[0017]本實用新型的范圍通過權利要求書來限定，該權利要求書通過引用并入該部分。通過考慮一個或多個實施方式的下面的詳細描述，將使本領域的技術人員更全面的理解本實用新型的實施方式，以及認識其附加優(yōu)勢。參考首先將簡略描述的附圖。
【附圖說明】
[0018]圖1示出了根據(jù)本公開文本實施方式的風傳感器運動補償系統(tǒng)的視圖。
[0019]圖2示出了根據(jù)本公開文本實施方式的風傳感器運動補償系統(tǒng)的框圖。
[0020]圖3示出了根據(jù)本公開文本實施方式的提供風傳感器運動補償?shù)母鞣N操作的流程圖。
[0021]圖4示出了根據(jù)本公開文本實施方式的提供風傳感器運動補償?shù)母鞣N操作的流程圖。
[0022]圖5示出了根據(jù)本公開文本實施方式的提供風傳感器運動補償?shù)母鞣N操作的流程圖。
[0023]通過參考以下詳細說明可以最好地理解本實用新型的實施方式及其優(yōu)點。應該理解，相同的附圖標記用于表示在一個或多個附圖中示出的相同的元件。
【具體實施方式】
[0024]根據(jù)本公開文本的各種實施方式，風傳感器運動補償系統(tǒng)及方法可以有利地包括風傳感器和提供風傳感器加速度的精確測量的風傳感器加速度計。例如，風傳感器加速度計可以位于基本上靠近用于風傳感器的外罩、在用于風傳感器的外罩上、或者在用于風傳感器的外罩內(nèi)，或者可以與風傳感器集成。通過提供風傳感器加速度的精確測量以及測量的風速度，本公開文本的實施方式可以提供傳感器運動補償?shù)娘L速度，其對于實時用戶反饋和交通工具的控制足夠可靠。此外，本公開文本的實施方式可以與包括低復雜度和/或低功率限制的移動平臺結(jié)合使用。
[0025]圖1示出了根據(jù)本公開實施方式的風傳感器運動補償系統(tǒng)100的視圖。在圖1所示的實施方式中，系統(tǒng)100可以被實施成為特定類型的交通工具101(例如，帆船、輪船、汽車、飛機、機車和/或其他類型的交通工具)提供風傳感器運動補償。系統(tǒng)100還可以被實施成為多種其他類型的移動平臺提供風傳感器運動補償。
[0026]在一個實施方式中，系統(tǒng)100可以包括一個或多個風傳感器100(例如，通過固定架112和/或桅桿104物理耦接至交通工具101)、風傳感器加速度計111、用戶接口 114、控制器130和一個或多個其他傳感器，例如全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)(GPS)116和/或水速傳感器118。在各種實施方式中，例如，風傳感器加速度計111可以適于提供表明風傳感器110的加速度的一個或多個傳感器信號。
[0027]在圖1所示的實施方式中，交通工具101包括船體102、艙面103和桅桿104。在其他實施方式中，船體102、艙面103和桅桿104可以對應于客運車或其他類型的交通工具的屬性，例如，起落架、乘客艙、機艙、行李箱、車頂和/或交通工具的其他部分。方向106和108描述了風傳感器110(例如，風傳感器110測量的風速度)和/或風傳感器加速度計111(例如，風傳感器加速度計111測量的風傳感器加速度)的一個可能的坐標框架。如圖1中所示，方向106示出了可以基本上與交通工具101的橫軸(例如，“橫跨”交通工具101)平行和/或?qū)实姆较颍⑶曳较?08示出了可以基本上與交通工具101的縱軸(例如，“沿著”交通工具101)平行和/或?qū)实姆较?，如本文所述。交通工?01的縱軸和橫軸可以描述交通工具101的一個可能的坐標框架。
[0028]風傳感器110、風傳感器加速度計111、用戶接口 114、GPS 116、水速傳感器118和控制器130可以實施有任何合適的邏輯裝置(例如，處理裝置、微控制器、處理器、專用集成電路(ASIC)、場可編程門陣列(FPGA)、存儲器存儲裝置、存儲器讀卡器、或其他裝置或這些裝置的組合)，其可以適于在系統(tǒng)100的一個或多個裝置之間執(zhí)行、存儲和/或接收適當?shù)闹噶?，例如，實施提供風傳感器運動補償?shù)姆椒ǖ能浖噶?，或者實施發(fā)送和/或接收通信(例如，傳感器信號、傳感器信息和/或控制信號)的方法的軟件指令。在一個實施方式中，這種方法可以包括例如確定補償傳感器運動的相對風速度的指令。在另一實施方式中，這種方法可以包括調(diào)整風傳感器110和/或風傳感器加速度計111的朝向的指令，如本文所述。在再一個實施方式中，這種方法可以包括用于在系統(tǒng)100的各個裝置之間形成一個或多個通信鏈路的指令。
[0029]此外，一個或多個機器可讀媒介可以設置成存儲非臨時性指令，以加載到用系統(tǒng)100的一個或多個裝置實施的任何邏輯裝置中并由其執(zhí)行。在這些和其他實施方式中，在合適情況下，邏輯裝置可以實施有其他部件，例如，易失性存儲器、非易失性存儲器、和/或一個或多個接口(例如，內(nèi)置集成電路(I2C)接口、移動行業(yè)處理器接口(MIPI)、聯(lián)合測試行動組(JTAG)接口(例如，IEEE 1149.1標準測試訪問端口和邊界掃描架構)、和/或其他接口，例如，用于一個或多個天線的接口、或者用于特定類型傳感器的接口)。
[0030]風傳感器110、風傳感器加速度計111、用戶接口 114、GPS 116、水速傳感器118和控制器130可以實施有一個或多個放大器、調(diào)制器、相位調(diào)整器、波束形成部件、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、各種接口、天線、和/或使系統(tǒng)100的每個裝置發(fā)送和/或接收信號以便有助于系統(tǒng)100的一個或多個裝置之間的有線和/或無線通信的其他模擬和/或數(shù)字部件。例如，這些部件可以與系統(tǒng)100的相應的裝置集成。在一些實施方式中，相同或類似的部件可用于執(zhí)行如本文所述的一個或多個傳感器測量。
[0031]可以使用各種有線和/或無線通信技術(包括:例如，電壓發(fā)送、以太網(wǎng)、WiF1、藍牙、ZigbeeJbee、微網(wǎng)、或其他介質(zhì)和/或短程有線和/或無線網(wǎng)絡協(xié)議和/或?qū)崿F(xiàn)方式)，在系統(tǒng)100的多個裝置之間傳送傳感器信號、控制信號和其他信號。在這些實施方式中，系統(tǒng)100的每個裝置可以包括支持有線、無線和/或有線和無線組合的通信技術的一個或多個模塊。
[0032]風傳感器110可以實施成風速度計、風向標、熱線、不平衡轉(zhuǎn)子、電子皮托管、和/或能夠測量基本上靠近風傳感器110和/或交通工具101的風的相對風速度(例如，相對于風傳感器110的位置、朝向和/或運動的速度和方向)并提供這種測量作為與系統(tǒng)100的各種裝置通信的傳感器信號的其他裝置中的一個或多個。通常約定，風速度可以是風正吹向何處(例如，風目的地)的測量、或者可以是風正從何處吹來(例如，風來源)的測量，其中一個約定產(chǎn)生與另一個相對的方向。預期到，風傳感器110和本文描述的方法中任何一種方法可以適于符合任何這種約定。
[0033]如本文所述，風傳感器110可以實施有天線、邏輯裝置、和/或提供、接收和處理傳感器信號并與系統(tǒng)100的一個或多個裝置通信的其他模擬和/或數(shù)字部件。此外，風傳感器110的邏輯裝置可以適于執(zhí)行本文所述的任何方法。
[0034]如圖1中所示，在一些實施方式中，風傳感器110可以安裝至基本上在通常的用戶水平面上方的交通工具101的一部分，例如，桅桿104的桅頂。例如，風傳感器110可以包括一個或多個電池和/或其他電源存儲裝置，并且可以包括一個或多個太陽能電池和/或風動力渦輪機來生成電力。在一些實施方式中，風傳感器110可以利用使用一個或多個電源引線由交通工具101的電源供電。
[0035]此外，在圖1中所示的是固定架112，其將風傳感器110附接至交通工具101和/或桅桿104。在一些實施方式中，固定架112可以適于提供薄的輪廓以降低和/或避免風阻。在各個實施方式中，風傳感器110和/或固定架112可以包括平衡環(huán)和適于維持風傳感器110與水平和/或重力限定“向下”向量之間的相對朝向的其他調(diào)平機構。
[0036]在一些實施方式中，風傳感器110和/或固定架112可以包括適于測量(以及提供這種測量作為傳感器信號)風傳感器110相對于“向下”向量和/或相對于交通工具101的靜態(tài)朝向(例如，當交通工具101基本上水平以及相對于“向下”向量經(jīng)歷較少或無俯仰和/或橫滾時)的橫滾、俯仰、或橫滾和俯仰組合。例如，這種測量可以代表風傳感器110的朝向與交通工具101的靜態(tài)朝向和/或風傳感器110的靜態(tài)朝向的偏差。在風傳感器110的朝向相對于交通工具101固定的實施方式中，如本文所述，這種測量可以代表與風傳感器110的靜態(tài)和/或校準朝向的偏差。
[0037]在各個實施方式中，風傳感器110和/或固定架112的位置和/或朝向可以調(diào)整，以使例如在交通工具101處于靜態(tài)時，風傳感器110的坐標框架(例如，由風傳感器110測量的風速度的坐標框架)與交通工具101的坐標框架對準。這種坐標框架對準可以包括使一個坐標框架的一個、兩個或三個軸(例如，方向106和/或108)與另一個坐標框架的對應軸(例如，圖2中的交通工具101的軸206和/或208)對準。
[0038]交通工具101的坐標框架可以相對于交通工具101的一個或多個軸(例如，圖2中的交通工具101的軸206和/或208)限定。例如，在一個實施方式中，交通工具101的坐標框架可以相對于交通工具101的縱軸、橫軸和垂直軸固定，并且因而可以限定成相對于交通工具101的任何朝向固定。在另一實施方式中，交通工具101的坐標框架可以利用第一軸和第二軸限定，第一軸與重力上限定的“向下”向量正交(定位于交通工具101)并且在交通工具101的縱軸和“向下”向量限定的平面中，并且第二軸與第一軸正交并且與“向下”向量正交，以使得第一軸和正北之間的角度差代表交通工具101的前進方向(例如，參考“正北”并且通常受限于與定位在交通工具101上的“向下”向量垂直的平面的基本方向)。
[0039]在各個實施方式中，正北、“向下”向量、和/或各種其他方向、位置和/或固定或相對的參考框架可以限定絕對坐標框架，例如，其中與絕對坐標框架有關的方向測量可以被稱為絕對方向測量(例如，“絕對”風速度、或者“絕對”交通工具速度)。
[0040]在一些實施方式中，風傳感器110和/或固定架112可以包括伺服系統(tǒng)，其可以被選擇性地供電(例如，通過風傳感器110的邏輯裝置)以調(diào)整風傳感器110的位置和/或朝向，從而實現(xiàn)坐標框架的對準。在另一實施方式中，邏輯裝置(例如，風傳感器110、用戶接口 114、和/或控制器130的邏輯裝置)可以適于從系統(tǒng)100的一個或多個裝置(例如，圖2的朝向傳感器240或陀螺儀/加速度計242和/或風傳感器110的調(diào)平傳感器240)接收傳感器信號以及確定需要哪些調(diào)整來使坐標框架基本上對準。這些確定的調(diào)整可以用來給調(diào)整伺服系統(tǒng)選擇性供電，或者例如可以通過用戶接口 114與用戶通信。
[0041]在類似的實施方式中，如本文所述，風傳感器110的邏輯裝置和/或系統(tǒng)100的其他裝置可以適于確定用于將風傳感器110的坐標框架與交通工具101的坐標框架互相轉(zhuǎn)換的參數(shù)，或者將風傳感器110的坐標框架與其他坐標框架互相轉(zhuǎn)換的參數(shù)。例如，來自風傳感器110(例如，包括風傳感器110的調(diào)平傳感器)、風傳感器加速度計111、朝向傳感器120、陀螺儀/加速度計242、和/或圖1和2的系統(tǒng)100和200的其他傳感器的各種測量可以用來確定當交通工具101處于靜態(tài)時的各種坐標框架轉(zhuǎn)換(例如，靜態(tài)坐標框架轉(zhuǎn)換)的參數(shù)。在其他實施方式中，來自系統(tǒng)100和200的一個或多個傳感器的各個測量可以用來確定當交通工具1I處于運動時的各種坐標框架轉(zhuǎn)換(例如，運動坐標框架轉(zhuǎn)換)的參數(shù)。
[0042]在一個實施方式中，來自風傳感器110的調(diào)平傳感器和陀螺儀/加速度計242的測量可以例如用來確定風傳感器110相對于交通工具的相對朝向，并且相對朝向可以用來確定用于風傳感器110測量的相對風速度和交通工具101的坐標框架之間的坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)。在另一實施方式中，這種相對朝向可以通過將來自風傳感器加速度計111的測量與例如來自陀螺儀/加速度計242 (例如，其中，風傳感器加速度計111的坐標框架與風傳感器110的坐標框架基本上對準)的測量進行比較而確定。在另一實施方式中，這種相對朝向可以至少部分地根據(jù)提供給用戶接口 114的用戶輸入確定。通常，圖1和2的系統(tǒng)100和/或200的各種方向傳感器的相對朝向可以使用對應的方向測量和/或用戶輸入的任何組合而確定，無論在交通工具101處于靜態(tài)時還是運動時。
[0043]在一個實施方式中，坐標框架轉(zhuǎn)換可以用來代替或補充風傳感器110和/或固定架112的物理調(diào)整，以使風傳感器110的坐標框架與交通工具101的坐標框架對準。例如，用于這種坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)可以存儲在系統(tǒng)100的一個或多個裝置的存儲器中，以在將風傳感器110執(zhí)行的測量的坐標框架與交通工具101的坐標框架相互轉(zhuǎn)換時重復使用。此外，這種參數(shù)可以用來將一個或多個調(diào)整確定和/或計算成將風傳感器110的坐標框架與交通工具101的坐標框架物理對準所需要的風傳感器110的朝向。如本文所述，根據(jù)這種參數(shù)確定的調(diào)整可以用來給調(diào)整伺服系統(tǒng)選擇性供電，或者例如可以通過用戶接口 114與用戶通信。
[0044]在一些實施方式中，風傳感器110可以相對于交通工具101的坐標框架固定，并且如本文所述，系統(tǒng)100的一個或多個邏輯裝置可以適于使用校準的和/或靜態(tài)的坐標框架轉(zhuǎn)換，以在交通工具101處于運動時，將風傳感器110的坐標框架與交通工具101的坐標框架相互轉(zhuǎn)換。
[0045]風傳感器加速度計111可以實施成一個或多個加速度計傳感器、加速度計傳感器系統(tǒng)、和/或能夠測量風傳感器110的風傳感器加速度(例如，方向和幅度)并且提供這種測量作為與系統(tǒng)100的各個裝置通信的傳感器信號的其他裝置。風傳感器加速度計111可以適于測量風傳感器110相對于限定風傳感器加速度計111的坐標框架(例如，風傳感器加速度計111測量的風傳感器加速度的坐標框架)的至少兩個基本上正交的軸的加速度。
[0046]在一些實施方式中，風傳感器加速度計111可以是三軸加速度計，其布置成使得一個軸基本上不使用。例如，風傳感器加速度計111的不使用的第三軸可以與交通工具101的垂直軸(例如，與桅桿104基本上平行的垂直軸)基本上對準。在其他實施方式中，三軸加速度計的所有三個軸可以用來測量風傳感器加速度。
[0047]如圖1中所示，風傳感器加速度計111可以基本上靠近用于風傳感器110的外罩定位、基本上定位在該外罩上或外罩內(nèi)。在一些實施方式中，風傳感器加速度計111可以與風傳感器110集成，或者例如可以集成在風傳感器110的印刷電路板(PCB)上以降低系統(tǒng)復雜度、制造成本、功率需求和/或風速度和風傳感器加速度測量之間的定時誤差。例如，風傳感器110和風傳感器加速度計111可以配置成共享一個或多個部件，例如，存儲器、邏輯裝置、通信模塊和/或其他部件，并且這種共享可以起到在降低整個系統(tǒng)復雜度和/或成本的同時，降低和/或基本上消除這種定時誤差的作用。
[0048]在風傳感器加速度計111靠近風傳感器110安裝的實施方式中，如本文所述，風傳感器加速度計111的位置和/或朝向可以調(diào)整，類似于相對于風傳感器110和交通工具101進行的調(diào)整，使風傳感器加速度計111的坐標框架與風傳感器110和/或交通工具101的坐標框架基本上對準。在風傳感器加速度計111安裝在用于風傳感器110的外罩上或內(nèi)和/或以其他方式與風傳感器110集成的實施方式中，在將裝置安裝至交通工具101之前，可以將風傳感器加速度計111的坐標框架相對于風傳感器110的坐標框架基本上對準和/或校準。例如，如本文所述，可以使用與用來將風傳感器110的坐標框架與交通工具101的坐標框架對準的方法相似的方法(例如，物理和/或計算對準方法)，獲得傳感器坐標框架的對準。
[0049]在各個實施方式中，如本文所述，邏輯裝置(例如，風傳感器110、風傳感器加速度計111、和/或系統(tǒng)100的其他裝置的邏輯裝置)可以適于確定將風傳感器加速度計111的坐標框架與風傳感器110的坐標框架、交通工具101的坐標框架、靜態(tài)和/或運動、和/或其他坐標框架相互轉(zhuǎn)換的參數(shù)。例如，系統(tǒng)100的一個或多個邏輯裝置可以適于使用這些參數(shù)來將風傳感器111的坐標框架與風傳感器110和/或交通工具101的坐標框架互相轉(zhuǎn)換。此外，這些參數(shù)可以用來將一個或多個調(diào)整確定成和/或計算成使風傳感器加速度計111的坐標框架與風傳感器110和/或交通工具101的坐標框架物理對準所需的風傳感器加速度計111的朝向。如本文所述，根據(jù)這些參數(shù)確定的調(diào)整可以用來給調(diào)整伺服系統(tǒng)(例如，風傳感器加速度計111的調(diào)整伺服系統(tǒng))選擇性供電，或者例如可以通過用戶接口 114通信給用戶。
[0050]用戶接口114可以實施成顯示器、觸摸屏、鍵盤、鼠標、操縱桿、旋鈕、轉(zhuǎn)向盤、船輪、橫舵柄、和/或能夠接收用戶輸入和/或向用戶提供反饋的任何其他裝置。在各種實施方式中，用戶接口 114可適于將用戶輸入(例如，作為信號類型和/或傳感器信息)提供給系統(tǒng)100的其他裝置，例如，風傳感器110和/或控制器130。
[0051]在一個實施方式中，用戶接口114可以基本上靠近桅桿104的桅桿腳安裝至交通工具101。這種安裝可以是固定的，或者例如可以包括平衡環(huán)和其他調(diào)平機構，以使得用戶接口 114的顯示器相對于水平和/或“向下”向量保持基本上齊平。在另一實施方式中，用戶接口 114可以接近交通工具101定位，并且通過交通工具101的用戶水平面(例如，艙面103)移動。例如，用戶接口 114可以實施有系索和/或其他類型的系帶和/或附接裝置，并且物理耦接至交通工具101的用戶，以便接近于交通工具101。在各個實施方式中，用戶接口 114可以實施有相對薄的顯示器，其集成到對應的用戶接口的PCB中，以便減小尺寸、重量、外罩復雜度和/或制造成本。
[0052]用戶接口114可以實施有一個或多個邏輯裝置，其可以適于執(zhí)行實施本文所述的各個過程和/或方法的指令，例如，軟件指令。例如，用戶接口 114可以適于形成通信鏈路，發(fā)送和/或接收通信(例如，傳感器信號、控制信號、傳感器信息、用戶輸入和/或其他信息)，確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度、調(diào)整風傳感器110和/或風傳感器加速度計111的位置和/或朝向，確定用于一個或多個坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)，和/或執(zhí)行坐標框架轉(zhuǎn)換，或者例如執(zhí)行各種其他過程和/或方法。
[0053]在各個實施方式中，用戶接口114可以適于接收用戶輸入，以例如形成通信鏈路，從而選擇特定的無線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和/或用于特定無線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和/或無線鏈路的參數(shù)(例如，密碼、秘鑰、MAC地址、裝置識別號、裝置操作規(guī)格、用于裝置操作的參數(shù)、和/或其他參數(shù))，進而選擇處理傳感器信號的方法以確定傳感器信息，調(diào)整風傳感器111、風傳感器加速度計111和/或固定架112的位置和/或朝向，和/或以其他方式輔助系統(tǒng)100和系統(tǒng)100內(nèi)的裝置的操作。一旦用戶接口 114接收用戶輸入，可以通過一個或多個通信鏈路將用戶輸入發(fā)送到系統(tǒng)100的其他裝置。
[0054]在一個實施方式中，用戶接口114可以適于通過由一個或多個相關聯(lián)的邏輯裝置形成的通信鏈路接收傳感器信號(例如，來自風傳感器110和/或風傳感器加速度計111的信號)，以及例如將與接收到的傳感器信號相對應的傳感器信息顯示給用戶。在相關實施方式中，用戶接口 114可以適于處理傳感器信號以確定傳感器信息。
[0055]例如，傳感器信號可以包括以米/秒為單位并且在風傳感器110的坐標框架中測量的相對風速度。在這種實施方式中，用戶接口 114可以適于處理傳感器信號，以確定表明以節(jié)為單位的相對風速度的傳感器信息、和/或例如表明與不同的坐標框架(例如，交通工具101的坐標框架)或者絕對坐標框架(例如，產(chǎn)生絕對風速度)有關的風速度的傳感器信息。在一個實施方式中，例如，絕對坐標框架都可以由用于表明交通工具101的前進方向的基本方向限定，其中，基本方向以正北為參考并且通常受限于與定位在交通工具101上的“向下”向量垂直的平面，而與交通工具101的橫滾和/或俯仰或者交通工具101所處的位置無關。
[0056]在一些實施方式中，用戶接口114可以適于接收一個或多個傳感器信號，包括交通工具101的前進方向(例如，來自圖2中的朝向傳感器240)、相對風速度和/或風傳感器加速度，并且例如使用傳感器信號和/或傳感器信息來確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度或者例如絕對風速度(例如，使用一個或多個坐標框架轉(zhuǎn)換和/或本文所述的各種其他過程)。用戶接口 114可以適于將傳感器信息顯示給用戶，和/或例如將傳感器信息發(fā)送給其他用戶接口或系統(tǒng)100的控制器，以例如用于顯示和/或其他處理。
[0057]在另一實施方式中，用戶接口114可以適于在交通工具101處于靜態(tài)時(例如，風傳感器加速度計111和/或系統(tǒng)100的其他傳感器基本上測量不到風傳感器110和/或交通工具101的運動或加速度)，從風傳感器110接收傳感器信號，包括風傳感器110的橫滾和/或俯仰的測量(例如，風傳感器110相對于方向108和/或106的旋轉(zhuǎn))。例如，如本文所述，用戶接口114可以適于顯示風傳感器110的橫滾和/或俯仰，以確定和/或顯示對于風傳感器110和/或固定架112的位置和/或朝向的調(diào)整，以便使風傳感器110的坐標框架基本上與交通工具100的坐標框架對準，和/或確定用于靜態(tài)坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)。
[0058]在相關實施方式中，用戶接口114可以適于將控制信號發(fā)送至風傳感器110以致動伺服系統(tǒng)，以便調(diào)整風傳感器110的位置和/或朝向，或者例如存儲用于靜態(tài)坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)(例如，用于相對于交通工具101的相對朝向、正北、和/或一個或多個其他坐標框架和/或方向中的校準和/或“調(diào)零”風傳感器110)。在這些實施方式中，可以根據(jù)一個或多個用戶輸入發(fā)送控制信號，和/或例如可以根據(jù)由用戶接口 114的邏輯裝置執(zhí)行的軟件指令(例如，用于校準風傳感器110的軟件指令)發(fā)送控制信號。相似的方法可以用于調(diào)整和/或校準風傳感器加速度計111相對于風傳感器110、交通工具101和/或其他坐標框架和/或方向的位置和/或朝向。
[0059]GPS 116可以實施成全球定位衛(wèi)星接收器和/或能夠基于從衛(wèi)星和/或地面源接收到的無線信號確定交通工具101的絕對和/或相對位置并且例如能夠?qū)⑦@些測量作為可以通信給系統(tǒng)100的各個裝置的傳感器信號提供的其他裝置。在一些實施方式中，GPS 116可適于確定(例如，使用一系列位置測量)交通工具1I的速度，例如，交通工具1I的絕對速度。
[0060]水速傳感器118可以實施成電子皮托管和/或其他能夠測量靠近交通工具101的水的線性水速和/或方向(例如，相對水速)并提供這些測量作為與系統(tǒng)100的各個裝置通信的傳感器信號的其他裝置。在一些實施方式中，表觀風速度(例如，相對風速度或者傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度)可以與相對水速結(jié)合(其中，首先將兩個速度轉(zhuǎn)換成共同的坐標框架(例如，交通工具1I的坐標框架))，以確定交通工具1I的航行風。例如，可以將航行風定義為相對于其所在的水的局部主體具有零相對運動的自由漂浮物體所經(jīng)歷的風速度(方向和大小)?？梢詫⒑叫酗L方向定義為正吹來風的方向，并且其可以表示在交通工具101的坐標框架中(例如，以交通工具101的縱軸206為基準)。
[0061]在相關的實施方式中，交通工具101的絕對速度(例如，GPS116測量的絕對速度)可以與絕對水速結(jié)合(例如，轉(zhuǎn)換成絕對坐標框架的相對水速)，以確定絕對潮汐速度。在再一實施方式中，表觀風速度(例如，轉(zhuǎn)換成用于絕對潮汐速度的同一絕對坐標框架)可以與絕對潮汐速度結(jié)合，以確定地面風。例如，可以將地面風定義為相對于地球(即，固定維度和經(jīng)度)具有零相對運動的物體所經(jīng)歷的風速度(方向和大小)?？梢詫⒌孛骘L方向定義為正吹來風的絕對方向，并且其可以表示在絕對坐標框架(例如，以正北或磁北為基準的坐標框架)中。在潮汐速度為零的情況下，航行風和地面風通常具有相同的大小，但是表示在不同的坐標框架中。
[0062]如圖1中所示，在一些實施方式中，水速傳感器118可以安裝至交通工具101的基本上低于通常的用戶水平面(例如，船體102)的部分。水速傳感器118可以適于提供薄的輪廓以降低和/或避免水阻。水速傳感器118可以包括一個或多個電池和/或其他電力存儲裝置，并且例如可以包括一個或多個水動力渦輪機，以產(chǎn)生電力。在其他實施方式中，水速傳感器118可以使用例如一個或多個穿過船體102的電源引線由交通工具101的電源供電。在各個實施方式中，水速傳感器118的位置和/或朝向可以被調(diào)整，以便使水速傳感器118的坐標框架(水速傳感器18測量的水速方向的坐標框架)與交通工具1I的坐標框架基本上對準。
[0063]在其他實施方式中，水速傳感器118可以實施有水速傳感器加速度計，其類似于例如風傳感器110的風傳感器加速度計111 ο在該實施方式中，本文相對于風傳感器110和/或風傳感器加速度計111描述的任何方法(例如，對準、坐標框架轉(zhuǎn)換、運動補償、和/或本文所述的其他方法)可以以相似方式用于包括水速傳感器加速度計的水速傳感器118的實施方式。更一般地，圖1的系統(tǒng)100和/或圖2的系統(tǒng)200的的任何傳感器可以實施有傳感器加速度計，并且本文相對于風傳感器110和/或風傳感器加速度計111描述的任何方法可以適于用于這些實施方式中，以對準傳感器、確定用于坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)，補償傳感器的運動，和/或執(zhí)行本文所述的其他方法。
[0064]如本文所述，GPS116和/或水速傳感器118可以實施有天線、邏輯裝置、和/或能夠使GPS 116和/或水速傳感器118與系統(tǒng)100的一個或多個裝置交互、提供信號、接收信號和以其他方式與系統(tǒng)100的一個或多個裝置通信的其他模擬和/或數(shù)字部件。
[0065]控制器130可以實施成任何合適的邏輯裝置(例如，處理裝置、微控制器、處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、存儲器存儲裝置、存儲器讀卡器、或其他裝置或這些裝置的組合)，其可以適于執(zhí)行、存儲和/或接收適當?shù)闹噶?，例如，實施用于控制交通工?01的各種操作的控制回路的軟件指令。這種軟件指令還可以實施用于處理傳感器信號、確定傳感器信息、提供用戶反饋(例如，通過用戶接口 114)、為操作參數(shù)查詢裝置、為裝置選擇操作參數(shù)或者執(zhí)行本文所述的各種操作中的任何操作(例如，系統(tǒng)100的各個裝置的邏輯裝置執(zhí)行的操作)的方法。
[0066]此外，機器可讀媒介可以設置成存儲非臨時性指令，以加載到控制器130中或者由其執(zhí)行。在這些和其他實施方式中，在合適情況下，控制器130可以實施有其他部件，例如，易失性存儲器、非易失性存儲器、一個或多個接口、和/或與系統(tǒng)100的裝置交接的各個模擬和/或數(shù)字部件。例如，控制器130可以適于隨時間存儲傳感器信號、傳感器信息、用于坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)或其他操作參數(shù)，以及例如使用用戶接口 114為用戶提供該存儲的數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，控制器130可以與一個或多個用戶接口(例如，用戶接口 114)集成，并且在一個實施方式中，控制器130可以共享通信模塊。如本文所述，控制器130可以適于執(zhí)行一個或多個控制回路，以進行轉(zhuǎn)向控制(例如，通過圖2的轉(zhuǎn)向致動器250)、碰撞避免、和/或執(zhí)行交通工具101的其他各種操作。在一些實施方式中，控制回路可以包括處理傳感器信號和/或傳感器信息，以便控制交通工具101的一個或多個操作。
[0067]在交通工具101是具有桅桿的交通工具(例如，帆船)的實施方式中，例如，風傳感器110和用戶接口 114之間的典型距離可以是25米，并且風傳感器110和風傳感器加速度計111可以不從裝置1I的電源接收功率。在相似的實施方式中，在對于系統(tǒng)1I的裝置的物理訪問受限的情況下，減少總功率使用基本上增加裝置的實用性，同時增加整體便利性。
[0068]通過將風傳感器加速度計111靠近風傳感器110定位或者定位在風傳感器110中，本公開文本的實施方式提供了風傳感器110的加速度的測量，其對于用來實施風傳感器加速度計111的加速度計的精確度的限制基本上是精確的。此外，基本上可以同時和/或使用與用于風傳感器加速度測量基本上相同的部件進行、發(fā)送和/或存儲風速度測量，因而基本上消除了由于測量定時失配而導致的運動補償誤差。例如，在一個實施方式中，風傳感器110的邏輯裝置可以適于提供風速度和風傳感器加速度的測量(例如，由風傳感器加速度計111進行的)作為與系統(tǒng)100的各個裝置通信的傳感器信號?？朔y量定時誤差(特別是實時地)的傳統(tǒng)方法通常要求系統(tǒng)復雜度和/或與增加通信帶寬和/或傳感器采樣率有關的功率使用的大量增加。因此，本公開文本的實施方式對于傳統(tǒng)系統(tǒng)在增加精確度、低系統(tǒng)復雜性、低功率要求以及低整體成本方面提供了大量的優(yōu)勢。
[0069]圖2示出了根據(jù)本公開文本實施方式的風傳感器運動補償系統(tǒng)200的視圖。在圖2所示的實施方式中，系統(tǒng)200可以實施成提供用于交通工具101的風傳感器運動補償，與圖1的系統(tǒng)100相似。例如，系統(tǒng)200可以包括風傳感器110、風傳感器加速度計111、用戶接口114、控制器130以及各種其他傳感器和/或致動器。風傳感器加速度計111可以適于提供表明風傳感器110的加速度的一個或多個傳感器信號。
[0070]在圖2所示的實施方式中，交通工具101包括在桅桿104(例如，接近交通工具101的重心)交匯的橫軸206和縱軸208。在一個實施方式中，橫軸206和/或縱軸208可以限定交通工具101的坐標框架。如從圖2所見，方向106基本上平行于交通工具101的橫軸206(例如“橫穿”交通工具101)和/或與其對準，而方向108基本上平行于交通工具101的縱軸208 (例如“沿著”交通工具101)和/或與其對準，如本文所述。適于測量方向(例如，速度、加速度、角旋轉(zhuǎn)、或者包括方向分量的其他狀態(tài))的每個傳感器裝置可以實施有固定架、致動器和/或能夠用來使傳感器裝置的坐標框架與系統(tǒng)100和/或交通工具101的任何裝置的坐標框架對準的伺服系統(tǒng)。
[0071]雖然系統(tǒng)200的各個裝置在圖2中未以透視的方式示出，但是每個裝置可以定位在通常的用戶水平面處、上方或下方，并且例如可以定位在與圖2中所示的位置不同的位置。例如，在一個實施方式中，風傳感器110可以基本上定位在交通工具101的用戶水平面上方，例如，在桅桿104的桅桿頂，以及在其他實施方式中，定位在沿著桅桿104的不同位置處。在一些實施方式中，水速傳感器118(用虛線繪制以表明在交通工具101的用戶水平面下方的位置)可以靠近縱軸108定位。
[0072]用戶接口 114、控制器130、風傳感器110、風速度加速度計111、GPS 116、水速傳感器118、朝向傳感器240、陀螺儀和/或加速度計242、轉(zhuǎn)向傳感器/致動器250以及一個或多個其他模塊260中的每一種均可以實施有任何合適的邏輯裝置，其能夠適于執(zhí)行、存儲和/或接收合適的指令，例如，實施本文所述的方法和/或操作中的一種或多種的軟件指令。例如，這些方法可以包括處理傳感器信號的指令、提供風傳感器運動補償?shù)闹噶?、確定用于坐標框架轉(zhuǎn)換的指令、執(zhí)行坐標框架轉(zhuǎn)換的指令、或者在系統(tǒng)200的一個或多個裝置之間發(fā)送和/或接收通信的指令。在一個實施方式中，如本文所述，這些方法可以包括確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的指令、或者例如調(diào)整風傳感器110、風傳感器加速度計111和/或系統(tǒng)200的其他裝置的朝向的指令。在另一實施方式中，該方法可以包括確定用于系統(tǒng)200的一個方向傳感器的坐標框架與其他坐標框架互相轉(zhuǎn)換的參數(shù)的指令。
[0073]此外，系統(tǒng)200的每個裝置可以實施有集成的和/或可移動的機器可讀媒介、天線、各種接口和能夠使系統(tǒng)200的每個裝置與系統(tǒng)200的一個或多個其他裝置通信的模擬和/或數(shù)字部件。此外，在一些實施方式中，系統(tǒng)200的一個或多個方向傳感器可以實施有水平面或其他類型的調(diào)平傳感器，其適于測量其對應的方向傳感器相對于“向下”向量和/或交通工具101的靜態(tài)朝向的橫滾、俯仰或橫滾和俯仰的組合。
[0074]朝向傳感器240可以實施成電子指南針、六分儀、或能夠測量交通工具101的前進方向和其他絕對和/或相對朝向狀態(tài)并且將這些測量作為可以與系統(tǒng)200的其他裝置(例如，用戶接口 114、控制器130)通信的傳感器信號提供的其他裝置。
[0075]陀螺儀和/或加速度計242可以實施成一個或多個陀螺儀、加速度計和/或能夠測量交通工具101的絕對和/相對朝向狀態(tài)、角速度、角加速度和/或線性加速度并且將這些測量作為可以與系統(tǒng)200的其他裝置通信的傳感器信號提供的其他裝置。
[0076]轉(zhuǎn)向傳感器/致動器250可以適于根據(jù)控制器130提供的一個或多個控制信號(例如，轉(zhuǎn)向命令)感測和/或物理調(diào)整交通工具1I的轉(zhuǎn)向機構。轉(zhuǎn)向傳感器/致動器250可以物理地耦接至交通工具101的方向舵，并且例如可以適于將方向舵物理地調(diào)整成各種正和/或負的轉(zhuǎn)向角。
[0077]其他模塊260可以包括例如其他和/或附加的傳感器、致動器、通信模塊/節(jié)點、和/或用于提供交通工具101的附加環(huán)境信息的用戶接口裝置。在一些實施方式中，其他模塊260可以包括濕度傳感器、風和/或水溫傳感器、氣壓計、雷達系統(tǒng)、可見光譜相機、紅外相機、和/或提供能夠測量和/或其他傳感器信號的其他環(huán)境傳感器，其他傳感器信號能夠被顯示給用戶和/或被系統(tǒng)200的其他裝置(例如，控制器130)使用，以提供補償環(huán)境條件(例如，風速度和/或風向、膨脹速度、幅度和/或方向)的交通工具101和/或在交通工具101的路徑中的物體的操作控制。
[0078]在各個實施方式中，朝向傳感器240、陀螺儀/加速度計242、轉(zhuǎn)向傳感器/致動器250和/或其他模塊260中的一個或多個可以安裝至交通工具101的基本上在一般的用戶水平面上方、下方或處的部分。每個裝置可以包括一個或多個電池或者其他電源存儲裝置，并且可以例如包括一個或多個太陽能電池或者其他發(fā)電裝置。在一些實施方式中，一個或多個裝置可以由交通工具101的電源供電。
[0079]圖3示出了根據(jù)本公開文本實施方式的為交通工具101的風傳感器110提供風傳感器運動補償?shù)倪^程300的流程圖。在一些實施方式中，圖3的操作可以實施成由與圖1的系統(tǒng)100和/或圖2的系統(tǒng)200的相應電子裝置和/或傳感器有關的一個或多個邏輯裝置執(zhí)行的軟件指令。更通常地，圖3的操作可以利用軟件指令和/或電子硬件(例如，電感器、電容器、放大器、或其他模擬和/或數(shù)字部件)的任何組合來實施。
[0080]應該理解，過程300的任何步驟、子步驟、子過程或區(qū)段可以與圖3所示的實施方式不同的順序或布置執(zhí)行。例如，在其他實施方式中，區(qū)段302和308中任一個或兩者可以從過程300中去除。此外，區(qū)段輸入、區(qū)段輸出、各種傳感器信號、傳感器信息和/或其他操作參數(shù)可以在運行至過程300的后續(xù)部分之前，存儲至系統(tǒng)100和/或200的一個或多個存儲器。雖然過程300參照系統(tǒng)100和200描述，但是過程300可以由不同于系統(tǒng)100和200并且包括電子裝置、傳感器、交通工具和/或交通工具屬性的不同選擇的其他系統(tǒng)執(zhí)行。
[0081]在區(qū)段302，風傳感器110從風傳感器加速度301去除低頻分量，以產(chǎn)生濾波的風傳感器加速度303。例如，風傳感器110的邏輯裝置可以適于從風傳感器加速度計111接收風傳感器加速度301，并且高通濾波風傳感器加速度301以產(chǎn)生濾波的風傳感器加速度303。在備選實施方式中，例如，區(qū)段302可以由風傳感器加速度計111的邏輯裝置、用戶接口 114、控制器130、和/或系統(tǒng)100或200的其他裝置執(zhí)行。
[0082]如從圖3中所見，區(qū)段302可以實施成在s平面中操作的相對簡單的轉(zhuǎn)換函數(shù)，并且在一些實施方式中，其可以由三個系數(shù)表征。在這種實施方式中，乘法系數(shù)(例如，“3.2”)可以選擇成彼此相等，以使得高通濾波器的通頻帶基本上無損。在其他實施方式中，每個系數(shù)可以調(diào)整成(例如，通過風傳感器110)改變高通濾波器的形狀、帶寬和/或截止頻率。例如，風傳感器110可以適于根據(jù)風傳感器加速度計111提供的檢測到的測量穩(wěn)定性，增加和/或減小高通濾波器的截止頻率。
[0083]更通常地，區(qū)段302可以實施成適于去除風傳感器加速度計301的DC分量和/或低頻分量的軟件和/或硬件的任何組合。例如，風傳感器加速度計301的DC和/或低頻分量可以主要表示與風傳感器加速度計111相關的熱和/或其他類型的傳感器漂移，因此不會影響風傳感器110的加速度的精確測量。此外，風傳感器110所經(jīng)歷的DC和/或低頻加速度可能是與交通工具101的運動相當?shù)倪\動，其可以由系統(tǒng)100或200的其他傳感器更加精確地測量。
[0084]在區(qū)段304中，風傳感器110對濾波的風傳感器加速度303積分以產(chǎn)生風傳感器速度307。例如，風傳感器110的邏輯裝置可以適于接收濾波的風傳感器加速度303(例如，來自系統(tǒng)100和/或200的一個或多個存儲器，或者作為來自系統(tǒng)100和/或200的一個或多個裝置的傳感器信息)，并且對濾波的風傳感器加速度303積分以產(chǎn)生風傳感器速度307。在備選實施方式中，例如，區(qū)段304可以由系統(tǒng)100或200的各種裝置中的一個或多個邏輯裝置執(zhí)行。
[0085]區(qū)段304可以實施成適于對濾波的風傳感器加速度303積分的軟件和/或硬件的任何組合。如圖3中所示，在一些實施方式中，區(qū)段304可以實施成在s平面中操作的相對簡單的轉(zhuǎn)換函數(shù)，并且在一些實施方式中，其可以包括單個乘法系數(shù)，其可以被選擇(例如，通過提供給用戶接口 114的用戶輸入)成將風傳感器速度307的單位從風傳感器加速度計111所使用的單位(例如，通常以SI單位測量的千分之一 “g”)切換成節(jié)、米/小時、千米/小時、米/秒、或由用戶選擇的和/或適于特定類型交通工具的其他單位。在一些實施方式中，單個乘法系數(shù)可以調(diào)整成(例如，通過執(zhí)行區(qū)段302的裝置或多個裝置)以系統(tǒng)化的形式考慮影響風傳感器加速度計111的操作的環(huán)境條件，例如，由于系統(tǒng)100和/或200的其他模塊感測到的局部氣壓和/或溫度改變而導致的漂移和/或偏差。這種調(diào)整可以用來代替或補充區(qū)段302的濾波。
[0086]在區(qū)段308，風傳感器110從傳感器速度307去除低頻分量，以產(chǎn)生濾波的風傳感器速度309。例如，風傳感器110的邏輯裝置可以適于接收風傳感器速度307(例如，來自系統(tǒng)100和/或200的一個或多個裝置，或者作為來自系統(tǒng)100和/或200的一個或裝置的傳感器信息)，并且適于高通濾波風傳感器速度307以產(chǎn)生濾波的風傳感器速度309。在備選實施方式中，例如，區(qū)段304可以由系統(tǒng)100或200的各個裝置中的一個或多個邏輯裝置執(zhí)行。
[0087]與區(qū)段302相似，區(qū)段308可以實施成在s平面中操作的相對簡單的轉(zhuǎn)換函數(shù)，并且在一些實施方式中，其可以由三個系數(shù)表征。在這種實施方式中，乘法系數(shù)可以選擇成彼此相等，以使得高通濾波器的通頻帶基本上無損。在其他實施方式中，每個系數(shù)可以調(diào)整成改變高通濾波器的形狀、帶寬和/或截止頻率。例如，風傳感器110可以適于根據(jù)檢測到的交通工具101的運動(例如，由系統(tǒng)100或200的一個或多個傳感器測量)，增加和/或減少高通濾波器的截止頻率。在一些實施方式中，區(qū)段308的乘法系數(shù)可以基本上與區(qū)段302的相同，例如以使得各個濾波器特征基本上相同。
[0088]更通常地，區(qū)段308可以實施成適于去除風傳感器速度307的DC分量和/或低頻分量的軟件和/或硬件的任何組合。例如，風傳感器110所經(jīng)歷的DC和/或低頻速度可能是與交通工具的運動(例如，交通工具101的穩(wěn)定狀態(tài)運動)相當?shù)倪\動，其可以由系統(tǒng)100或200的其他傳感器更精確地測量。一旦確定濾波的風傳感器速度309，其可以與風傳感器110測量的相對風速度結(jié)合，以確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度，如本文所述。
[0089]圖4示出了根據(jù)本公開文本實施方式的為交通工具101的風傳感器110提供風傳感器運動補償?shù)倪^程400的流程圖。在一些實施方式中，圖4的操作可以實施成由與系統(tǒng)100和/或系統(tǒng)200的對應電子裝置和/或傳感器有關的一個或多個邏輯裝置執(zhí)行的軟件指令。更通常地，圖4的操作可以實施有軟件指令和/或電子硬件(例如，電感器、電容器、放大器、或其他模擬和/或數(shù)字部件)的任何組合。
[0090]應該理解，過程400的任何步驟、子步驟、子過程或區(qū)段可以與圖4所示的實施方式不同的順序或布置執(zhí)行。例如，在其他實施方式中，如果在風傳感器加速度的坐標框架中測量相對風速度，那么區(qū)段412可以不需要，區(qū)段422和426可以去除以支持區(qū)段436，并且區(qū)段424-436可以去除以支持區(qū)段422。此外，雖然區(qū)段401-408被示出與區(qū)段410-412分離，但是區(qū)段401-408以及區(qū)段410-412可以基本上同時執(zhí)行，和/或例如通過相同邏輯裝置執(zhí)行。此夕卜，區(qū)段輸入、區(qū)段輸出、各種傳感器信號、傳感器信息和/或其他操作參數(shù)可以在運行至過程400的后續(xù)部分之前，存儲至系統(tǒng)100和/或200的一個或多個存儲器。雖然過程400參照系統(tǒng)100和200描述，但是過程400可以由不同于系統(tǒng)100和200并且包括電子裝置、傳感器、交通工具和/或交通工具屬性的不同選擇的其他系統(tǒng)執(zhí)行。
[0091]在區(qū)段401，風傳感器110從安裝至交通工具101的風傳感器加速度計111接收風傳感器加速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置可以適于接收風傳感器加速度作為風傳感器加速度計111的邏輯裝置發(fā)送的一個或多個傳感器信號。在風傳感器110和風傳感器加速度計111被集成和/或共享電氣部件的實施方式中，風傳感器110的邏輯裝置可以直接從風傳感器加速度計111的加速度計接收風傳感器加速度。在再一實施方式中，區(qū)段401可以由用戶接口 114的邏輯裝置、控制器130、或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置執(zhí)行。
[0092]在區(qū)段402，風傳感器110去除在區(qū)段401接收的風傳感器加速度的低頻分量。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于從接收到的風傳感器加速度去除DC和/或低頻分量，以在一個實施方式中，去除與交通工具101的穩(wěn)定狀態(tài)運動有關的傳感器漂移和/或運動。在各個實施方式中，區(qū)段402可以實施成適于去除接收到的風傳感器加速度的DC和/或低頻分量的高通濾波器(例如，與圖3中的區(qū)段302類似)、低通濾波器(例如，從輸入信號減去輸出)、和/或轉(zhuǎn)換函數(shù)。在一些實施方式中，與區(qū)段402的實現(xiàn)方式有關的參數(shù)和/或系數(shù)可以調(diào)整成根據(jù)風傳感器加速度計111提供的檢測到的測量穩(wěn)定性而改變實現(xiàn)方式的形狀、帶寬和/或截止頻率，如本文所述。
[0093]在區(qū)段404，風傳感器110根據(jù)在區(qū)段402中處理的傳感器加速度確定風傳感器速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于通過對區(qū)段401或402的傳感器加速度積分而確定風傳感器速度。在各個實施方式中，區(qū)段404可以實施成積分器和/或轉(zhuǎn)換函數(shù)(例如，與圖3中的區(qū)段304類似)，其適于例如根據(jù)風傳感器加速度確定風傳感器速度。
[0094]在區(qū)段406，風傳感器110變換區(qū)段404中處理的風傳感器速度的單位。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于通過將區(qū)段404的風傳感器速度與選擇的系數(shù)(例如，通過提供給用戶接口 114的用戶輸入)相乘來切換風傳感器速度的單位，從而將風傳感器速度的單位從風傳感器加速度計111所使用的單位切換成由用戶選擇和/或適于特定類型交通工具的節(jié)和/或其他單位。
[0095]在一些實施方式中，乘法系數(shù)可以調(diào)整成(例如，通過執(zhí)行區(qū)段406的裝置或多個裝置)以系統(tǒng)化的形式考慮影響風傳感器加速度計111的操作的環(huán)境條件，例如由于系統(tǒng)100和/或200的其他模塊感測到的局部氣壓和/或溫度改變而導致的漂移和/或偏差(例如，與圖3中的區(qū)段304中的調(diào)整乘法系數(shù)相似)。這種調(diào)整可以用來代替或補充區(qū)段402的處理。例如，區(qū)段406可以根據(jù)用戶輸入而可選，并且可以與區(qū)段404整合。
[0096]在區(qū)段408，風傳感器110去除區(qū)段404和/或406處理的風傳感器速度的低頻分量。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于從風傳感器速度去除DC和/或低頻分量，以在一個實施方式中，去除與交通工具101的穩(wěn)定狀態(tài)運動有關的運動。在各個實施方式中，區(qū)段408可以實施成適于去除區(qū)段404和/或406提供的風傳感器速度的DC和/或低頻分量的高通濾波器(例如，與圖3中的區(qū)段308類似)、反饋給輸入信號的低通濾波器、和/或轉(zhuǎn)換函數(shù)。例如，與區(qū)段408的實現(xiàn)方式有關的參數(shù)和/或系數(shù)可以調(diào)整成根據(jù)檢測到的交通工具101的運動而改變實現(xiàn)方式的形狀、帶寬和/或截止頻率。在一些實施方式中，區(qū)段408的實現(xiàn)方式的濾波器特性可以基本上匹配區(qū)段402的濾波器特性。
[0097]在區(qū)段410，風傳感器110接收風傳感器110測量的相對風速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置，例如，用戶接口 114和/或控制器130)可以適于接收風傳感器110測量的相對風速度作為風傳感器110的邏輯裝置發(fā)送的和/或存儲在風傳感器110的存儲器中的一個或多個傳感器信號。在風傳感器110和風傳感器加速度計111被集成和/或共享電氣部件的實施方式中，風傳感器110的邏輯裝置可以直接從風傳感器110接收相對風速度，并且在與從風傳感器加速度計111的加速度計接收風傳感器加速度基本上相同的時間進行接收。在各個實施方式中，系統(tǒng)100或200的一個或多個邏輯裝置可以適于定時區(qū)段401和/或410的執(zhí)行(例如，以及對應的傳感器測量)，以基本上消除與測量定時失配有關的定時誤差。
[0098]在區(qū)段412，風傳感器110將區(qū)段410中接收的相對風速度轉(zhuǎn)換成在區(qū)段401中接收的風傳感器加速度的坐標框架。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置，例如，用戶接口 114和/或控制器130)可以適于將坐標框架轉(zhuǎn)換應用至區(qū)段410中接收的相對風速度，以將風傳感器110測量的相對風速度的坐標框架轉(zhuǎn)換成風傳感器加速度計111測量的風傳感器加速度的坐標框架。在一些實施方式中，例如，風傳感器加速度計111測量的風傳感器加速度的坐標框架可以基本上與交通工具101的坐標框架對準，或者可以使用靜態(tài)坐標框架轉(zhuǎn)換而校準到交通工具101的坐標框架，如本文所述。
[0099]在備選實施方式中，風傳感器101可以適于將區(qū)段408中處理的風傳感器速度轉(zhuǎn)換成相對風速度的坐標框架，或者將兩者都轉(zhuǎn)換成第三坐標框架，例如，交通工具101的坐標框架。用于這種坐標轉(zhuǎn)換的參數(shù)可以使用系統(tǒng)100和/或200的各種方向傳感器進行的一個或多個測量、提供給用戶接口 114的用戶輸入以及各種校準和/或相對朝向確定來確定。在一個實施方式中，坐標框架轉(zhuǎn)換可以實施成相對簡單的二維正弦/余弦分解，分解成與圖2的軸206和208對應的分量。無論如何，一旦相對風速度處于與區(qū)段408中處理的風傳感器速度相同的坐標框架中，過程410可以進行至區(qū)段420。這樣，在風傳感器110的坐標框架與風傳感器加速度計111的坐標框架基本上相同的實施方式中，區(qū)段412可以從過程400去除。
[0100]在區(qū)段420，風傳感器110根據(jù)區(qū)段412中處理的相對風速度和區(qū)段408中處理的風傳感器速度，確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置，例如，用戶接口 114和/或控制器130)可以適于通過將區(qū)段408中處理的風傳感器速度和區(qū)段412中處理的相對風速度結(jié)合而確定傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度。
[0101]例如，在風速度是風正在吹向何處的測量(例如，風目的地，與風吹來的地方或者風來源相反)的實施方式中，傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度可以通過風傳感器速度和相對風速度的向量相加來確定，原因在于風傳感器速度會在與風傳感器速度相反的方向上引起測量的相對風速度分量。在風速度是風來自何處的測量的實施方式中，傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度可以通過風傳感器速度和相對風速度的相減而確定。在一些實施方式中，區(qū)段420可以實施有各種濾波器和/或其他信號處理操作，以平滑、切換、轉(zhuǎn)換和/或以其他方式準備傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度，以便于顯示和/或進一步處理。
[0102]在區(qū)段422，用戶接口114顯示在區(qū)段420中處理的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于將區(qū)段420中處理的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度發(fā)送給用戶接口 114，并且用戶接口 114的邏輯裝置可以適于接收傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度并且使用用戶接口 114的顯示器來將其顯示給接近用戶接口 114的用戶?？梢愿鶕?jù)提供給用戶輸入114的一個或多個用戶輸入顯示傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度，例如，用戶輸入可以是特定單位約定，或者，傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的顯示可以以用戶接口 114的特定朝向為基準(例如，在將傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度至少部分顯示成與用戶接口 114的朝向中的變化對應的圖像的情況下)。在一些實施方式中，區(qū)段422可以根據(jù)用戶輸入可選。
[0103]在區(qū)段424中，風傳感器110將區(qū)段420中確定的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度轉(zhuǎn)換成絕對坐標框架。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置，例如，用戶接口 114和/或控制器130)可以適于將坐標框架轉(zhuǎn)換應用至傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度，以將傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的坐標框架(例如，風傳感器加速度計111的坐標框架)轉(zhuǎn)換成絕對坐標框架，例如，以正北為基準的基本方向所限定的坐標框架。
[0104]用于任何這種坐標轉(zhuǎn)換的參數(shù)可以利用系統(tǒng)100和/或200的各種方向傳感器進行的一個或多個測量、提供給用戶接口 114的用戶輸入以及各種校準和/或相對朝向確定來確定，如本文所述。在一個實施方式中，坐標框架轉(zhuǎn)換可以實施成相對簡單的二維正弦/余弦分解，分解成與正北以及與正北和“向下”向量正交的方向?qū)姆至俊o論如何，一旦傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度處于絕對坐標框架(例如，產(chǎn)生絕對的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度)中，過程400可以進行至區(qū)段426。
[0105]在區(qū)段426，用戶接口114顯示在區(qū)段424中處理的經(jīng)轉(zhuǎn)換的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于將區(qū)段424中處理的經(jīng)轉(zhuǎn)換的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度發(fā)送給用戶接口 114，并且用戶接口 114的邏輯裝置可以適于接收該經(jīng)轉(zhuǎn)換的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度，并且使用用戶接口 114的顯示器來將其顯示給接近用戶接口 114的用戶?？梢愿鶕?jù)提供給用戶輸入114的一個或多個用戶輸入顯示經(jīng)轉(zhuǎn)換的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度，用戶輸入可以是例如特定單位約定，或者，經(jīng)轉(zhuǎn)換的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的顯示可以以用戶接口114的特定朝向為基準。在一些實施方式中，區(qū)段422可以根據(jù)用戶輸入可選。
[0106]在區(qū)段430中，控制器130確定交通工具101的交通工具速度。例如，控制器130的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于根據(jù)一個或多個傳感器信號確定交通工具速度，例如，根據(jù)來自GPS 116、水速傳感器118、朝向傳感器240、陀螺儀/加速度計242、和/或一個或多個其他模塊260的傳感器信號(例如，用于使用環(huán)境條件來補償各個測量中運動)。在一個實施方式中，控制器130可以適于確定以交通工具101的一個或兩個軸(例如，圖2的軸206和208)限定的坐標框架為基準的相對交通工具速度。在另一實施方式中，控制器130可以適于確定以絕對坐標框架(例如，與正北有關的坐標方向限定的一個坐標框架)為基準的絕對交通工具速度。
[0107]在區(qū)段432，控制器130提供控制信號至轉(zhuǎn)向傳感器/致動器250。例如，控制器130的邏輯裝置可以適于基于用戶接口 114的用戶選擇的路徑點、GPS 116測量的當前位置、陀螺儀/加速度計242測量的最大可允許的橫傾角、區(qū)段420中確定的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度、區(qū)段430中確定的相對和/或絕對交通工具速度、從當前位置到路徑點的計算的和/或用戶選擇的軌跡(例如，至少部分依賴于最大可允許的橫傾角、傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度、以及相對和/或絕對交通工具速度)、到路徑點的理想時間、和/或其他領航要求、環(huán)境條件和/或操作參數(shù)，來確定交通工具101的期望前進方向和/或期望交通工具速度。一旦確定了期望的前進方向和/或交通工具速度，控制器130可以適于發(fā)送控制信號至轉(zhuǎn)向傳感器/致動器250，以調(diào)整轉(zhuǎn)向機構(例如，方向舵)以及大致符合使交通工具1I的前進方向與期望前進方向和/或交通工具速度。
[0108]在其他實施方式中，例如，控制器130可以適于監(jiān)控一個或多個其他模塊260(例如，雷達模塊)以及傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度和/或交通工具速度，并且調(diào)整交通工具101的前進方向以安全地避免與物體和/或其他交通工具碰撞，同時保持在最大可允許的橫傾角之下。在其他實施方式中，控制器130可以適于將控制信號發(fā)送給用戶接口 114，以顯示表明前進方向即將發(fā)生改變的一個或多個警報、迫近的碰撞、到達路徑點的估計時間和其他領航警報和/或傳感器信息。
[0109]在區(qū)段434，控制器130根據(jù)區(qū)段424中處理的經(jīng)轉(zhuǎn)換的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度以及區(qū)段430中確定的絕對交通工具速度，確定絕對風速度。例如，控制器130的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于通過將絕對交通工具速度與經(jīng)轉(zhuǎn)換的傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度相結(jié)合而確定絕對風速度。在一些實施方式中，區(qū)段434可以實施有各種濾波器和/或其他信號處理操作，以平滑、切換、轉(zhuǎn)換和/或以其他方式準備絕對風速度，以便顯示和/或進一步處理。
[0110]在區(qū)段436，用戶接口 114顯示區(qū)段434中確定的絕對風速度。例如，控制器130的邏輯裝置(例如，或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置)可以適于將區(qū)段424中處理的絕對風速度發(fā)送給用戶接口 114，并且用戶接口 114的邏輯裝置可以適于接收該絕對風速度并且使用用戶接口 114的顯示器來將其顯示給接近用戶接口 I 14的用戶?？梢愿鶕?jù)提供給用戶輸入114的一個或多個用戶輸入顯示絕對風速度，個用戶輸入例如可以是特定單位約定，或者，絕對風速度的顯示可以以用戶接口 114的特定朝向為基準。在一些實施方式中，區(qū)段436可以根據(jù)用戶輸入可選。
[0111]圖5示出了根據(jù)本公開文本實施方式的為交通工具101的風傳感器110提供風傳感器運動補償?shù)倪^程500的流程圖。在一些實施方式中，圖5的操作可以實施成由與系統(tǒng)100和/或200的對應的電子裝置和/或傳感器有關的一個或多個邏輯裝置執(zhí)行的軟件指令。更通常地，圖5的操作可以實施有軟件指令和/或電子硬件(例如，電感器、電容器、放大器、或其他模擬和/或數(shù)字部件)的任何組合。
[0112]過程500的任何步驟、子步驟、子過程或區(qū)段可以與圖5所示的實施方式不同的順序或布置執(zhí)行。此外，區(qū)段輸入、區(qū)段輸出、各種傳感器信號、傳感器信息和/或其他操作參數(shù)可以在運行至過程500的后續(xù)部分之前，存儲至系統(tǒng)100和/或200的一個或多個存儲器。
[0113]在一些實施方式中，過程500可以由不同于系統(tǒng)100和200并且包括電子裝置、傳感器、交通工具和/或交通工具屬性的不同選擇的其他系統(tǒng)執(zhí)行。例如，過程500可以由以下系統(tǒng)執(zhí)行:其中交通工具101是一個組件和機構，其適于將運動引入到組件(例如，振動臺)和安裝至組件的風傳感器加速度計中，以模擬交通工具加速度，并且在安裝和/或以其他方式集成風傳感器加速度計111和風傳感器110時，提供風傳感器加速度計111的坐標框架與風傳感器110的坐標框架的校準和/或精確對準。
[0114]在區(qū)段502中，風傳感器110從安裝至交通工具101的風傳感器加速度計111接收一個或多個風傳感器加速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置(或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置，例如，用戶接口 114和/或控制器130)可以適于接收風傳感器加速度作為由風傳感器加速度計111的邏輯裝置發(fā)送的一個或多個傳感器信號。在一些實施方式中，例如，風傳感器110可以適于將風傳感器加速度存儲至風傳感器110的存儲器和/或系統(tǒng)100或200的裝置中的一個或多個存儲器。
[0115]在風傳感器加速度計111定位在風傳感器110的外罩上或外罩內(nèi)，與風傳感器110集成和/或與風傳感器110共享電氣部件的實施方式中，風傳感器110的邏輯裝置可以直接從風傳感器加速度計111的加速度計接收風傳感器加速度。此外，在一些實施方式中，風傳感器加速度計111可以相對于風傳感器110固定，并且它們各自的坐標框架之間的坐標框架轉(zhuǎn)換也可以固定。
[0116]在區(qū)段504，風傳感器110從陀螺儀/加速度計242接收一個或多個交通工具加速度。例如，風傳感器110的邏輯裝置(或者，系統(tǒng)100或200的任何其他裝置，例如，用戶接口114和/或控制器130)可以適于接收線性和/或角加速度作為陀螺儀/加速度計242的邏輯裝置發(fā)送的一個或多個傳感器信號。在其他實施方式中，這種交通工具加速度可以從系統(tǒng)100或200的一個或多個其他裝置作為傳感器信息發(fā)送。在一些實施方式中，風傳感器110可以適于存儲交通工具加速度至風傳感器110的存儲器和/或系統(tǒng)100或200的裝置的一個或多個存儲器。
[0117]在區(qū)段506，風傳感器110確定風傳感器加速度計111的坐標框架和交通工具101的坐標框架之間的一個或多個坐標框架轉(zhuǎn)換。例如，風傳感器110的邏輯裝置(或者系統(tǒng)100或200的任何其他裝置，例如，用戶接口 114和/或控制器130)可以適于確定風傳感器加速度計111測量的風傳感器加速度和交通工具101的坐標框架之間的坐標框架轉(zhuǎn)換，其中坐標框架轉(zhuǎn)換基于區(qū)段502中接收到的風傳感器加速度與區(qū)段504中接收到的交通工具加速度的比較。
[0118]在一個實施方式中，用于坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)可以通過檢測風傳感器加速度計111和陀螺儀/加速度計242測量的重合的加速度的相對朝向而確定。例如，相對朝向可以基本上依賴于重合的加速度的方向，但不依賴于重合的加速度的幅度，并且因此，通過檢測這種相對朝向而確定的參數(shù)可以較大程度地不受由于傳感器漂移而導致的誤差的影響，如本文所述。重合的加速度的檢測可以基于峰值檢測和/或其他信號處理、圖樣檢測、和/或重合的信號檢測技術，并且在一些實施方式中，可以例如在不需要實時和/或同步測量的情況下執(zhí)行，其可以基本上消除和/或避免由于測量定時失配而導致的誤差。
[0119]在再一實施方式中，風傳感器110的坐標框架可以使用本文所述的方法、過程和/或裝置與交通工具101的坐標框架對準。例如，風傳感器110的朝向可以與交通工具101的坐標框架物理對準，和/或用于它們各自的坐標框架之間的坐標框架轉(zhuǎn)換的參數(shù)可以確定和/或存儲以重復使用，如本文所述。在這些實施方式中，區(qū)段506中確定的坐標框架轉(zhuǎn)換中的至少一個將是可操作的，以將風傳感器110測量的風速度轉(zhuǎn)換到風傳感器加速度計111的坐標框架。通常，區(qū)段506中確定的坐標框架轉(zhuǎn)換將是可操作的，以將風傳感器110或風傳感器加速度計111中一個的測量轉(zhuǎn)換到另一個的坐標框架。相似的方法可以用來校準系統(tǒng)100和/或200的方向傳感器裝置中的任何一個。
[0120]因為過程300、400和/或500提供和/或利用高精度風傳感器運動補償系統(tǒng)，過程300、400和/或500的實施方式可以實施成提供傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度和/或絕對風速度，其足以可靠地形成用以安全且精確的領航控制系統(tǒng)的基礎，如本文所述。此外，在對于風傳感器運動補償系統(tǒng)的至少一部分物理訪問由于風傳感器相對于交通工具的定位而受到局限和/或被限制的情況下，在本公開文本實施方式中論證的減少的操作功率使用充分增加了系統(tǒng)的長期實用性和整體便利性。
[0121]應用時，本公開文本提供的各種實施方式可以使用硬件、軟件或硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。而且應用時，在不偏離本公開文本的精神的情況下，本文中闡述的各種硬件部件和/或軟件部件可以組合成包括軟件、硬件和/或兩者的復合部件。應用時，在不偏離本公開文本的精神的情況下，本文中闡述的各種硬件部件和/或軟件部件可以分離成包括軟件、硬件或兩者的子部件。另外，應用時，可以預期的是，軟件部件可以實現(xiàn)為硬件部件，反之亦然。
[0122]根據(jù)本公開文本的軟件，諸如非臨時性指令、程序編碼和/或數(shù)據(jù)可以存儲在一個或多個非臨時性機器可讀介質(zhì)上。還可以預期的是，本文中確定的軟件可以使用網(wǎng)絡式和/或其它方式的一個或多個通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C和/或計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)。應用時，本文中描述的各種步驟的順序可以改變、組合成復合步驟，和/或被分離成子步驟以提供本文中描述的特征。
[0123]上述實施方式示例但不限制該實用新型。還應該理解，根據(jù)該實用新型的原則可以進行許多修改和變更。因此，本實用新型的范圍僅用下面的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，包括: 安裝到交通工具的風傳感器，其用于測量相對風速度； 耦接到風傳感器的風傳感器加速度計，其用于測量風傳感器加速度;及 積分器，其用于積分風傳感器加速度以確定風傳感器速度。2.根據(jù)權利要求1所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，風傳感器加速度計基本上定位在用于風傳感器的外罩附近、外罩上或外罩內(nèi)。3.根據(jù)權利要求1所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一高通濾波器，其用于在將風傳感器加速度提供給積分器之前，從風傳感器加速度去除風傳感器加速度的一個或多個低頻分量。4.根據(jù)權利要求3所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于去除積分器提供的風傳感器速度的一個或多個低頻分量的第二高通濾波器。5.根據(jù)權利要求4所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，第二高通濾波器使用與第一高通濾波器所使用的濾波器特性大致相同的濾波器特性。6.根據(jù)權利要求5所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，積分器、第一高通濾波器和/或第二高通濾波器由邏輯裝置實施。7.根據(jù)權利要求1所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將相對風速度轉(zhuǎn)換到風傳感器加速度的坐標框架的邏輯裝置。8.根據(jù)權利要求1所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將風傳感器速度與相對風速度組合以提供傳感器運動補償?shù)娘L速度的邏輯裝置。9.根據(jù)權利要求8所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，積分器由邏輯裝置實施或者實施在邏輯裝置內(nèi)。10.根據(jù)權利要求8所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，還包括具有顯示器的用戶接口，該顯示器用于將傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的方向和/或幅度顯示給接近用戶接口的用戶。11.根據(jù)權利要求1所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 安裝至交通工具的GPS、朝向傳感器、加速度計或水速傳感器中的一個或多個；以及邏輯裝置，其用于從GPS、朝向傳感器、加速度計或水速傳感器中的一個或多個接收傳感器信號并且基于傳感器信號提供交通工具速度。12.根據(jù)權利要求11所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，該風傳感器運動補償系統(tǒng)還包括具有顯示器的用戶接口，所述邏輯裝置被配置成: 至少部分基于風傳感器速度和相對風速度的組合，確定傳感器運動補償?shù)娘L速度，至少部分基于交通工具速度和傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度的組合，確定絕對風速度，以及 使用用戶接口的顯示器以將絕對風速度的方向和/或幅度顯示給接近用戶接口的用戶。13.根據(jù)權利要求12所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，邏輯裝置適于在確定絕對風速度之前，將傳感器運動補償?shù)南鄬︼L速度轉(zhuǎn)換到交通工具速度的坐標框架。14.根據(jù)權利要求12所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，積分器由邏輯裝置實施。15.根據(jù)權利要求1所述的風傳感器運動補償系統(tǒng)，其特征在于，還包括轉(zhuǎn)向致動器以及為轉(zhuǎn)向致動器提供對應于期望交通工具速度的控制信號的控制器，其中，期望的交通工具速度基于相對風速度、風傳感器速度和交通工具速度。
【文檔編號】G01P21/02GK205484410SQ201490000682
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年3月13日
【發(fā)明人】M·約翰遜, C·霍奇森
【申請人】菲力爾系統(tǒng)公司