使用智能電話確定質量的動力感測的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的奪叉引用
[0002] 本申請案主張2013年8月2日申請的標題為"使用智能電話確定質量的動力感測 (Dynamicforcesensingtodeterminemassusingasmartphone)'，的第13/958, 287號 美國申請案的權益和優先權，并在此以全文引用的方式并入。
技術領域
[0003] 本發明大體上涉及使用智能電話通過應用振動和測量加速度確定質量，且更明確 地說，確定物體的質量的系統、設備和方法。
【背景技術】
[0004] 為了確定物體的重量，秤通常測量所述物體施加到靜力傳感器上的靜力。例如，浴 室秤通常使用四個靜力傳感器測量一個人的重量。四個傳感器上的力經求和得到這個人的 總重量。通常，較小的重量（例如，至多11鎊，精確到1盎司）使用桌面大小的力傳感器測 量。缺點是桌面秤在需要時，必須就在附近。在不靠近專用秤時，需要通過更易讀的可用裝 置（例如智能電話）對物體稱重。

【發明內容】

[0005] 所揭示的是通過移動裝置估計物體的質量的系統、設備和方法。移動裝置使未負 載物體和負載物體的移動裝置都振動，并測量未負載和負載的兩種振動。接著，移動裝置比 較未負載振動和負載振動，以確定物體200的質量。
[0006] 根據一些方面，所揭示的是一種在移動裝置中用于估計質量的方法，所述方法包 括：振動負載物體的所述移動裝置；測量所述移動裝置和所述物體的負載振動，所述測量 包括根據加速度計確定線加速度，其中所述移動裝置包括所述加速度計；比較皮重振動和 負載振動以得到比較結果，其中所述皮重振動包括未負載所述物體的所述移動裝置的振動 的測量；以及根據所述比較結果確定所述物體的質量。
[0007] 根據一些方面，所揭示的是一種在移動裝置中用于估計質量的方法，所述方法包 括：振動負載物體的所述移動裝置；測量所述移動裝置和所述物體的負載振動，所述測量 包括根據陀螺儀確定角加速度，其中所述移動裝置進一步包括所述陀螺儀；比較皮重振動 和負載振動以得到比較結果，其中所述皮重振動包括未負載所述物體的所述移動裝置的振 動的測量；以及根據所述比較結果確定所述物體的質量。
[0008] 根據一些方面，所揭示的是一種用于估計質量的移動裝置，所述移動裝置包括：振 動單元，其經配置以振動負載物體的所述移動裝置；振動傳感器，其包括加速度計并經配置 以根據加速度計測量所述移動裝置和所述物體的負載振動；比較器，其耦合到所述振動傳 感器并經配置以比較皮重振動和負載振動以得到比較結果，其中所述皮重振動包括未負載 所述物體的所述移動裝置的振動的測量；以及確定單元，其經配置以根據所述比較結果確 定質量。
[0009] 根據一些方面，所揭示的是一種用于估計質量的移動裝置，所述移動裝置包括：用 于振動負載物體的所述移動裝置的裝置；用于測量所述移動裝置和所述物體的負載振動的 裝置，所述測量包括根據加速度計確定線加速度，其中所述移動裝置包括所述加速度計；用 于比較皮重振動和負載振動以得到比較結果的裝置，其中所述皮重振動包括未負載所述物 體的所述移動裝置的振動的測量；以及用于根據所述比較結果確定所述物體的質量的裝 置。
[0010] 根據一些方面，所揭示的是一種包含存儲其上并用于移動裝置估計質量的程序代 碼的非暫時性計算機可讀存儲媒體，所述非暫時性計算機可讀存儲媒體包括用以進行以下 操作的程序代碼：振動負載物體的所述移動裝置；測量所述移動裝置和所述物體的負載振 動，所述測量包括用以根據加速度計確定線加速度的程序代碼，其中所述移動裝置包括所 述加速度計；比較皮重振動和負載振動以得到比較結果，其中所述皮重振動包括未負載所 述物體的所述移動裝置的振動的測量；以及根據所述比較結果確定質量。
[0011] 應理解，對于所屬領域的技術人員來說，其它方面將從以下詳細描述變得容易顯 而易見，其中借助于說明展示和描述各個方面。圖式及詳細描述應被視為本質上是說明性 的而不是限制性的。
【附圖說明】
[0012] 將參看圖式僅借助于實例來描述本發明的實施例。
[0013] 圖1展示慣性秤。
[0014] 圖2展示偏心電機。
[0015] 圖3根據本發明的一些實施例對具有偏心電機的移動裝置進行建模。
[0016] 圖4和5根據本發明的一些實施例對具有偏心電機并負載物體的移動裝置進行建 模。
[0017] 圖6和7展示根據本發明的一些實施例的未負載系統的集總模型。
[0018] 圖8繪制根據本發明的一些實施例的說明未負載移動裝置和負載移動裝置兩者 的諧振頻率的頻率和振幅的曲線圖。
[0019] 圖9繪制根據本發明的一些實施例的包裝物的不同重量和相應的加速度的圖表。
[0020] 圖10展示根據本發明的一些實施例的在移動裝置和物體之間的位置的插入件。
[0021] 圖11和12展示根據本發明的一些實施例的移動裝置。
[0022] 圖13和14展示根據本發明的一些實施例的方法。
【具體實施方式】
[0023] 下文結合附圖闡述的詳細描述意圖作為對本發明的各個方面的描述，而不意圖表 示其中可實踐本發明的僅有方面。本發明中所描述的每一方面僅作為本發明的實例或說明 提供，且不應必然地被解釋為比其它方面優選或有利。詳細描述包含用于提供對本發明的 徹底理解的目的的特定細節。然而，對所屬領域的技術人員來說將顯而易見的是，可在沒有 這些特定細節的情況下實踐本發明。在一些例子中，以框圖的形式展示眾所周知的結構和 裝置以避免混淆本發明的概念。首字母縮寫詞和其它描述性術語可僅出于便利和清楚的目 的而使用，且不意圖限制本發明的范圍。
[0024] 如本文所使用，移動裝置有時被稱作移動臺（MS)或用戶設備（UE)，例如蜂窩式電 話、移動電話或其它無線通信裝置、個人通信系統（PCS)裝置、個人導航裝置（PND)、個人信 息管理器（PM)、個人數字助理（PDA)、膝上型計算機或能夠接收無線通信和/或導航信號 的其它合適的移動裝置。術語"移動裝置"也意圖包含例如通過短程無線、紅外線、有線連 接或其它連接（不管衛星信號接收、輔助數據接收，和/或與位置相關的處理發生在所述 裝置處或在個人導航裝置（PND)處）與所述PND通信的裝置。而且，"移動裝置"意圖包含 所有裝置，包含無線通信裝置、計算機、膝上型計算機等，其能夠例如通過因特網、WiFi或其 它網絡，并且不管衛星信號接收、輔助數據接收，和/或與位置相關的處理發生在所述裝置 處、服務器處還是在與所述網絡相關的另一裝置處而與服務器通信。上述項的任何可操作 組合也被視為"移動裝置"。
[0025] 圖1展示慣性秤10。慣性秤10由固定在一端22的彈簧20 (例如鋼鋸刀片）構 成。另一端24固持質量W30。慣性秤10通過測量振蕩頻率來測量質量W30。振蕩頻率 f40為質量的函數。頻率和質量之間的轉換可在校準期間觀察到。或者，胡克定律中，頻率 f不受彈簧的振幅影響，并且可以僅根據質量m和硬度k通過確定。慣性秤10 2πV 可使用至少兩個已知質量加以校準，以確定每一已知質量的相關振蕩頻率。隨后，當測量未 知的質量W30時，可內插或外插頻率計數以從校準結果中找到所述未知質量。
[0026] 智能電話并不含有慣性秤10。替代地，標準移動裝置100通常含有使所述移動裝 置100振動的偏心電機112和測量所述移動裝置100的三維（3-D)線加速度的加速度計 122。根據本發明的一些實施例，將偏心電機112用作振動單元110,而將加速度計122用作 振動傳感器120,處理器140可記錄和比較皮重和負載重量，以確定物體的估計質量。
[0027] 圖2展示偏心電機112。偏心電機112也被