發(fā)明背景

1.發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及用于檢測(cè)便攜電子設(shè)備中有自旋的自由落體、以保護(hù)硬盤驅(qū)動(dòng)器或此類設(shè)備的其它敏感組件免遭沖擊引起的損傷的系統(tǒng)和方法。

2.背景技術(shù)描述

近年來，對(duì)諸如筆記本計(jì)算機(jī)、PDA、MP3播放器、數(shù)字相機(jī)以及移動(dòng)電話之類的便攜式電子設(shè)備的需求已經(jīng)顯著增加。隨著具有一直開啟的板載存儲(chǔ)器或硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的便攜電子設(shè)備的使用增多，當(dāng)設(shè)備意外跌落時(shí)由設(shè)備的物理沖擊引起的丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)也增多。數(shù)據(jù)丟失及其導(dǎo)致的生產(chǎn)率損失可能引起個(gè)人不便、通信丟失、生產(chǎn)率降低，以及在災(zāi)難性更大的情況下導(dǎo)致不可挽回的數(shù)據(jù)丟失，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的個(gè)人、家庭或商業(yè)組織后果。

為解決上述問題，已經(jīng)設(shè)計(jì)了自由落體保護(hù)系統(tǒng)，其能檢測(cè)這些便攜設(shè)備的簡(jiǎn)單自由落體，并在沖擊之前起安頓板載存儲(chǔ)器或HDD的讀/寫磁頭的作用。然而，雖然此現(xiàn)有技術(shù)能檢測(cè)到一維的加速度變化，但相同的技術(shù)不能準(zhǔn)確地檢測(cè)與經(jīng)歷“自旋”(物體在掉落時(shí)的旋轉(zhuǎn)或翻滾)的掉落物體相關(guān)聯(lián)的非常常見的情形。

靜止的加速度計(jì)測(cè)得1G(重力)的加速度。無論掉落方向如何，加速度計(jì)在簡(jiǎn)單的自由落體中將測(cè)得0G加速度。然而，存在與檢測(cè)有自旋的物體的加速度相關(guān)的問題，包括以下：如果物體以每秒約4次旋轉(zhuǎn)的自旋掉落——更準(zhǔn)確且可能更現(xiàn)實(shí)的情形下，加速度計(jì)在整個(gè)掉落過程中將永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到0G。相反，加速度計(jì)將在大部分掉落期間測(cè)得超過3.0G，因?yàn)樽孕龑?dǎo)致對(duì)物體施加離心和向心加速度。在這種情形下，使用具有高G閾值的單個(gè)三軸加速度計(jì)的常規(guī)自由落體系統(tǒng)裝置在檢測(cè)掉落時(shí)是無用的。

當(dāng)在諸如慢跑或跳舞之類的日?；顒?dòng)中使用便攜設(shè)備時(shí)則會(huì)產(chǎn)生另一問題，這些日常活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致對(duì)掉落事件的錯(cuò)誤檢測(cè)。因此，移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)比以前更加需要具體用于高端保護(hù)的更可靠和準(zhǔn)確的檢測(cè)技術(shù)，該檢測(cè)技術(shù)能在可能的災(zāi)難性沖擊之前區(qū)分正常的日常事件和掉落。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供能檢測(cè)自旋物體的自由落體、并將此運(yùn)動(dòng)與可能不利地模擬該物體的自由落體的其它類型的日常活動(dòng)區(qū)分開的系統(tǒng)和方法，解決了與只能響應(yīng)于重力缺失的現(xiàn)有的掉落檢測(cè)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的問題。為實(shí)現(xiàn)此目的，該檢測(cè)系統(tǒng)和方法采用與第一和第二三軸加速度計(jì)相結(jié)合的改進(jìn)算法，該第一和第二三軸加速度計(jì)向該算法提供輸入。該算法分析這些輸入，以確定何時(shí)出現(xiàn)表明物體正在自旋和自由落體的離心或向心加速度。具體而言，比較來自每一個(gè)三軸加速度計(jì)的加速度矢量以確定它們兩者是否都在同一平面中。這只能在作用在自旋對(duì)象上的重力為零時(shí)出現(xiàn)，與自由落體期間一樣。該算法使用該矢量信息來確定這些矢量是相互平行還是相互相交的。這些都是表明這些矢量處于同一平面的兩個(gè)條件。如果是這樣，該算法確定該物體處于自由落體中，并產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)用來操作一裝置，該裝置確保設(shè)備的硬盤驅(qū)動(dòng)器或其它組件免遭沖擊。

使用本發(fā)明的利用兩個(gè)三軸加速度計(jì)的算法不僅有利于檢測(cè)有自旋的自由落體，而且與現(xiàn)有的自由落體檢測(cè)裝置相比要求功耗更低的更便宜的微處理器。更具體地，本發(fā)明的算法可在少至3個(gè)取樣周期中——當(dāng)采樣率為50Hz時(shí)換算為約60毫秒的檢測(cè)時(shí)間——根據(jù)三軸加速度計(jì)的矢量輸出檢測(cè)有自旋狀態(tài)的自由落體。這允許被保護(hù)機(jī)構(gòu)(例如HDD)有更多時(shí)間對(duì)自由落體指示作出反應(yīng)，因?yàn)橐幻椎淖杂陕潴w通?；ㄙM(fèi)0.45秒(450毫秒)。與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)確度和改進(jìn)可允許超越便攜設(shè)備的適用性，因?yàn)樗€可應(yīng)用于受益于自由落體保護(hù)的其它物體，諸如例如汽車。

附圖簡(jiǎn)述

根據(jù)結(jié)合附圖所進(jìn)行的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)顯而易見，附圖簡(jiǎn)述如下。

圖1是表示最開始被握在人手中、然后掉落直到該物體在地板上靜止的一物體的加速度變化與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。該曲線圖表示附連至無自旋地掉落到地面的物體的常規(guī)加速度計(jì)的讀數(shù)。

圖2是表示附連至最開始被握在人手中、然后掉落直到該物體在地板上靜止的一物體的常規(guī)加速度計(jì)的讀數(shù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。該物體在此曲線圖中有自旋地掉落至地面。

圖3是在優(yōu)選實(shí)施例中采用的兩個(gè)加速度計(jì)的相對(duì)定位的示圖，它們分別被定位在位置A和B處的剛性物體上。

圖4是當(dāng)加速度計(jì)A和B被固定至未處于自由落體中的物體上——從而重力(G)作用在該物體上——時(shí)加速度計(jì)A和B所產(chǎn)生的加速度矢量的圖形描述。

圖5是當(dāng)加速度計(jì)A和B被固定至處于自由落體中的物體上——從而無重力作用在該物體上——時(shí)加速度計(jì)A和B所產(chǎn)生的加速度矢量的圖形描述。