Запуск тестов датчика движения HLK

Введение

Этот документ является руководством или дополнением к существующей документации и средствам HLK 2.0 для изготовителей оборудования датчиков, ODM и IHV. В ней приведены некоторые советы и рекомендации, которые партнер может использовать для выполнения тестов. Партнеры могут использовать другие реализации для тестирования своего устройства. Это всего лишь единичный справочник. Элементы, указанные в этом документе, являются необязательными (тесты можно выполнять без этих компонентов оборудования). Они просто используются для демонстрации ориентаций для целей этого документа.

В этом документе предполагается, что HLK 2.0 или более поздней версии используется для тестирования планшетной системы форм-фактора (для которой требуются датчики движения и света). Другие форм-факторы (например, ноутбуки) выходят за рамки область этого документа. Хотя тесты проверяют другие системы форм-фактора, приведенные ниже сведения в первую очередь предназначены для оптимизации тестирования на планшетных системах форм-фактора.

В этом документе описаны следующие тесты:

• Проверка ориентации датчика — трехмерный акселерометр

• Тест датчика гироскопа

• Проверка ориентации датчика — трехмерный компас

• Проверка ориентации датчика — инклинометр

• Проверка расширенных датчиков ориентации

Тесты датчика движения требуются для следующих действий:

• Сертификация устройств датчика

• Сертификация системы

Цель проведения идентичных тестов в обеих из этих областей заключается в том, чтобы обеспечить передачу оборудования, встроенного ПО и драйверов производителям компьютеров и что производители пк правильно интегрируют компоненты в свои системы для обеспечения точных и надежных показаний датчиков.

Назначение теста

Основная цель тестов датчика движения — помочь партнерам по оборудованию проверить, правильно ли они ориентируются в системе и соответствуют ли они требованиям к точности WHLK. Эти тесты не предназначены для обеспечения полного покрытия испытаний или использования специализированного оборудования, которое может более точно определять неточности отдельных датчиков. Рекомендуется, чтобы производители компьютеров протестировали свои системы с помощью дополнительных приложений и тестов контроля качества после прохождения WHLK (например, тест с производственным качеством Windows 8 приложений).

Рекомендуемая последовательность тестирования

Корпорация Майкрософт рекомендует выполнять тесты в порядке, указанном в следующей таблице. Сначала проверив акселерометр и гироскоп, вы можете убедиться, что эти базовые датчики работают правильно. Следующий набор тестов проверяет данные с компаса, инклинометра и датчика ориентации, полученные путем объединения данных нескольких датчиков. Кроме того, рекомендуется не пытаться выполнять последующие тесты, пока не будут пройдены все предыдущие тесты.

Sensor	Название проверки	Зависимости
Accelerometer (акселерометр)	Проверка ориентации датчика — трехмерный акселерометр	Недоступно
Гироскоп	Тест датчика гироскопа	Недоступно
Compass (компас)	Проверка ориентации датчика — трехмерный компас	Акселерометр, Гиро, Компас
Инклинометр	Проверка ориентации датчика — инклинометр	Акселерометр, Гиро, Компас
Датчики слияния и ориентации (матрица поворота/ кватернион)	Проверка расширенных датчиков ориентации	Акселерометр, Гиро, Компас

Предлагаемое тестовое оборудование

В целях этого документа для выполнения тестов WHLK были использованы следующие аппаратные элементы. Хотя эти устройства не требуются для WHLK, они могут помочь инженеру по проверке пройти тесты более просто при использовании.

Рис. 1. Предлагаемое тестовое оборудование

• Клавиатура Bluetooth

• Мышь Bluetooth

• Компас / GPS

• Зажим и лента для удержания системы

• Вращающаяся таблица поворота (например, Ленивый Сьюзан)

• Средство диагностики датчика

Эти дополнительные устройства помогают протестировать планшетную систему форм-фактора (где требуются акселерометр, гирометр, компас, инклинометр и датчики ориентации). Для других конфигураций эти средства могут не применяться. Оставшаяся часть этого документа будет посвящена только планшету, но не другим форм-факторам.

Средство диагностики датчика (sensordiagnostictool.exe доступно в WDK) полезно для отладки сбоев тестов. Этот инструмент покажет данные, возвращаемые в режиме реального времени с различных датчиков движения, которые можно сравнить с ожидаемыми результатами.

Проверка ориентации датчика — трехмерный акселерометр

Область тестирования. Этот тест проверяет правильность ориентирования акселерометра в системе. Тесты имеют погрешность +/- 0,1 G.

Предварительные требования перед выполнением этого теста:

1. Вручную убедитесь, что автоматическое создание экрана работает должным образом.

2. Используйте SDT и убедитесь, что датчики не отображают новые события данных при неподвижном положении.

После выполнения этих простых предварительных требований перейдите к запуску теста WHLK. Если при выполнении тестов возникают ошибки, убедитесь, что устройство находится в правильной ориентации, как указано в этом документе. Производители КОМПЬЮТЕРов с вопросами должны сначала связаться со своим производителем датчика (IHV), чтобы определить, как они прошли тесты WHLK, прежде чем обращаться в Корпорацию Майкрософт за помощью в проведении тестов WHLK.

Тест акселерометра 1

Удерживайте устройство перпендикулярно плоской и ровной поверхности с кнопкой Windows внизу.

Ожидаемые значения:

SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_X_G	0
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Y_G	-1
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Z_G	0

Рис. 2. Тест акселерометра 1

Тест акселерометра 2

Поверните устройство на 90 градусов по часовой стрелке, сохраняя его перпендикулярно плоской и ровной поверхности. Кнопка Windows должна находиться слева.

Ожидаемые значения:

SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_X_G	1
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Y_G	0
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Z_G	0

Рис. 3. Тест акселерометра 2

Тест акселерометра 3

Теперь уложите устройство в плоскую, с кнопкой "Окна" от вас.

Ожидаемые значения:

SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_X_G	0
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Y_G	0
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Z_G	-1

Рис. 4. Тест акселерометра 3

Тест акселерометра 4

Теперь переверните устройство, чтобы экран был лицом вниз.

Ожидаемые значения:

SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_X_G	0
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Y_G	0
SENSOR_DATA_TYPE_ACCELERATION_Z_G	1

Рис. 5. Тест акселерометра 4

Тест датчика гироскопа

Область тестирования:

Гироскопы обычно излучают шум величиной +/- 2 градуса в секунду. Перед запуском проверочных тестов гироскопа тестировщики должны использовать средство диагностики датчика, чтобы убедиться, что датчик гироскопа не генерирует значения, превышающие 2 градуса в секунду, если система неподвижна.

Предварительные требования перед выполнением этого теста:

1. Тесты акселерометра пройдены.

2. Используйте SDT и убедитесь, что датчики не возвращают данные при неподвижном положении на плоской поверхности.

Если датчик гироскопа создает чрезмерный шум, тестировщики должны поработать с производителем датчика, чтобы понять и исправить источник шума.

Тесты на гирограмму ожидают получения угловой скорости более 40 градусов в секунду на оси, вращаемой, и менее 15 градусов в секунду на неподвижных осях. Для достижения результатов тестировщики, скорее всего, обнадут, что систему можно повернуть на вернете, чтобы сохранить две другие оси в неподвижном виде. Обратите внимание, что система также должна быть центрирована на поворотной панели, чтобы предотвратить движение по другим осям от обнаружения поворота.

Тест гирока 1

Положите устройство в плоскую плоскость с экраном вверх. Поверните устройство по часовой стрелке.

Ожидаемые значения во время поворота:

SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_X_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Y_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Z_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< -40

Рис. 6. Тест гирока 1

Тест гирока 2

Положите устройство в плоскую плоскость с экраном вверх. Поверните устройство против часовой стрелки.

Ожидаемые значения во время поворота:

SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_X_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Y_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Z_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	> 40

Рис. 7. Тест гирока 2

Тест гирока 3

Удерживайте устройство по вертикали с кнопкой "Окна" внизу. Глядя вниз на устройство, поверните устройство по часовой стрелке вдоль оси между верхней частью экрана и кнопкой окна.

Ожидаемые значения во время поворота:

SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_X_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Y_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< -40
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Z_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15

Рис. 8. Тест гирока 3

Тест гирока 4

Удерживайте устройство по вертикали с кнопкой "Окна" внизу. Глядя вниз на устройство, поверните устройство против часовой стрелки вдоль оси между верхней частью экрана и кнопкой окна.

Ожидаемые значения во время поворота:

SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_X_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Y_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	> 40
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Z_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15

Рис. 9 Тест гирока 4

Тест гирока 5

Удерживайте устройство по вертикали с помощью кнопки windows слева. Глядя вниз на устройство, вращайте устройство по часовой стрелке, удерживая устройство вертикальной и книжной ориентации.

Ожидаемые значения во время поворота:

SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_X_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	> 40
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Y_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Z_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15

Рис. 10 Тест гирока 5

Тест гирока 6

Удерживайте устройство по вертикали с помощью кнопки windows слева. Глядя вниз на устройство, вращайте устройство против часовой стрелки, сохраняя вертикальное и книжную ориентацию устройства.

Ожидаемые значения во время поворота:

SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_X_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	<-40
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Y_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15
SENSOR_DATA_TYPE_ANGULAR_ACCELERATION_Z_DEGREES_PER_SECOND_SQUARED	< 15

Рис. 11. Тест гирока 6

Проверка ориентации датчика — трехмерный компас

В большинстве реализаций компаса используются данные как с 3D-магнитометра, так и с гирометра для вычисления текущего направления, на который сталкивается пользователь относительно северного магнитного полюса. В некоторых реализациях также используются данные акселерометра. Таким образом, если датчик гироскопа или акселерометра не работает должным образом, тестировщики должны ожидать, что компас возвращает неправильные заголовки.

Так как магнитная сила Земли относительно слаба, датчики магнитометра часто подвергаются помехам от других компонентов внутри системы. Если магнитометры недостаточно изолированы от источников электромагнитных помех, таких как антенны, линии электропередач или другие компоненты, состоящие из материалов, таких как железо, которые мешают магнитному приему, испытатели обнадут, что компас вернет неправильные заголовки. Рекомендации по правильному размещению магнитометра и рекомендации см. в техническом документе Интеграция датчиков движения и ориентации .

Пользователю настоятельно рекомендуется стоять, удерживая систему под различными углами, и поворачивать себя, чтобы в конечном итоге они были направлены в разные стороны. Независимо от угла, который удерживается система, а также альбомной или книжной ориентации, компас всегда должен возвращать заголовок относительно направления, с которым сталкивается пользователь. Обратите внимание, что средство диагностики датчика можно использовать для отображения значения заголовка с датчика компаса. Если тестировщики обнаруживают, что компас возвращает неверные или несогласованные результаты, обратитесь к поставщику датчика магнитометра, чтобы определить, является ли ошибка результатом интерференции или потенциально неправильным алгоритмом синтеза датчика.

Тесты компаса в WHLK проверяют, возвращает ли компас ожидаемые значения, когда система находится в разных направлениях и ориентациях. Тесты компаса позволяют обеспечить погрешность +/- 10 градусов. Тестировщики должны использовать эталонный компас для определения направления магнитного севера перед началом теста компаса.

Тест компаса 1

Положите устройство на плоскую поверхность с кнопкой Windows, указывающей на юг.

Компас должен возвращать заголовок около 0 градусов.

Примечание

Игнорируйте текст исключения ведения журнала. Это не приведет к сбою в журнале.

Рис. 12. Тест компаса 1

Тест компаса 2

Теперь удерживайте устройство по вертикали с кнопкой Windows внизу, а экран к вам. Нацелив кнопку Windows на север.

Компас должен возвращать заголовок около 0 градусов

Рис. 13. Тест компаса 2

Тест компаса 3

Теперь положите устройство плоским, экран вниз с кнопкой окна, указывающей на юг.

Компас должен возвращать заголовок около 0 градусов.

Рис. 14. Тест компаса 3

Тест компаса 4

Теперь поверните экран на 90 градусов по часовой стрелке, чтобы кнопка Windows указывала на запад.

Компас должен возвращать заголовок около 90 градусов.

Рис. 15 Тест компаса 4

Тест компаса 5

Поверните экран еще на 90 градусов по часовой стрелке, чтобы кнопка Windows указывала на север.

Компас должен возвращать заголовок около 180 градусов.

Рис. 16. Тест компаса 5

Тест компаса 6

Поверните экран еще на 90 градусов по часовой стрелке, чтобы кнопка Windows указывала на восток.

Компас должен возвращать значение, близкое к 270 градусам.

Рис. 17 Тест компаса 6

Проверка ориентации датчика — инклинометр

Основываясь на рекомендациях, приведенных в техническом документе Интеграция датчиков движения и ориентации, реализация инклинометра может использовать данные акселерометра, гироскопа и компаса для определения значений угла Эйлера.

Тесты позволят при обнаружении ошибок угла +/- 10 градусов.

Важно!

Ожидаемые углы для каждого теста инклинометра см. в разделе Проверка углов Эйлера в техническом документе Интеграция датчиков движения и ориентации.

Тест инклинометра 1

Поместите устройство на плоской и ровной поверхности с кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 18. Тест инклинометра 1

Тест инклинометра 2

Поместите устройство на плоской и ровной поверхности с кнопкой окна, указывающей на ИСТ.

Рис. 19. Тест инклинометра 2

Тест инклинометра 3

Поместите устройство на плоской и ровной поверхности с кнопкой окна, указывающей на north.

Рис. 20. Тест инклинометра 3

Тест инклинометра 4

Поместите устройство на плоскую и ровную поверхность с кнопкой окна, указывающей на west.

Рис. 21. Тест инклинометра 4

Тест инклинометра 5

Поместите устройство на плоской и ровной поверхности лицом вверх с кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 22. Тест инклинометра 5

Тест инклинометра 6

Удерживайте устройство вертикально на плоской и ровной поверхности, чтобы кнопка окна была на нижней стороне, ось +Y указывает прямо вверх, а экран был обращен в южную сторону.

Рис. 23. Тест инклинометра 6

Тест инклинометра 7

Поместите устройство на плоской и ровной поверхности лицевой стороной вниз, чтобы кнопка окна указывала на "Север".

Рис. 24. Тест инклинометра 7

Тест инклинометра 8

Удерживайте устройство вертикально на плоской и ровной поверхности, чтобы кнопка окна была сверху, ось +Y указывает прямо вниз, а экран был обращен на север.

Рис. 25. Тест инклинометра 8

Тест инклинометра 9

Поместите устройство на плоской и ровной поверхности лицом вверх с кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 26. Тест инклинометра 9

Тест инклинометра 10

Удерживайте устройство вертикально на плоской и ровной поверхности с правой стороны, чтобы экран указывал на east.

Рис. 27. Тест инклинометра 10

Тест инклинометра 11

Поместите устройство на плоской и ровной поверхности лицом вниз с кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 28. Тест инклинометра 11

Тест инклинометра 12

Удерживайте устройство вертикально на плоской и ровной поверхности с левой стороны, чтобы экран указывал на west.

Рис. 29. Тест инклинометра 12

Проверка расширенных датчиков ориентации

В большинстве реализаций матрицы поворота и кватерниона используются данные, полученные от акселерометра и компаса, для определения значений матрицы поворота и кватерниона. Тестировщикам рекомендуется сначала проверить значения акселерометра и компаса, прежде чем пытаться выполнить расширенные тесты ориентации.

Тесты используют точечные продукты для вычисления разницы между ожидаемым вектором и вектором, полученным с помощью расширенных датчиков ориентации. Тесты позволяют получить дельту до 15 градусов. Если тестировщики обнаруживают, что датчик возвращает значения, отличные от ожидаемых, то алгоритм слияния ориентации следует проверить, чтобы убедиться, что он дает согласованные результаты со значениями, приведенными в техническом документе Интеграция датчиков движения и ориентации.

Важно!

Ожидаемые значения матрицы кватерниона и поворота см. в разделе Проверка углов Эйлера в техническом документе Интеграция датчиков движения и ориентации.

Расширенный тест датчика ориентации 1

Поместите устройство на поверхность плоского уровня, экран с кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 30 Расширенный тест датчика ориентации 1

Расширенный тест датчика ориентации 2

Поместите устройство на поверхность плоского уровня, экран с кнопкой окна, указывающей на east.

Рис. 31. Расширенный тест датчика ориентации 2

Расширенный тест датчика ориентации 3

Поместите устройство на поверхность плоского уровня, экран с кнопкой окна, указывающей на north.

Рис. 32. Расширенный тест датчика ориентации 3

Расширенный тест датчика ориентации 4

Поместите устройство на поверхность плоского уровня, экран с кнопкой окна, указывающей на west.

Рис. 33. Расширенный тест датчика ориентации 4

Расширенный тест датчика ориентации 5

Поместите устройство на поверхность плоского уровня, экран с кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 34. Расширенный тест датчика ориентации 5

Расширенный тест датчика ориентации 6

Удерживайте устройство по вертикали с кнопкой windows внизу и кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 35 Расширенный тест датчика ориентации 6

Расширенный тест датчика ориентации 7

Поместите устройство на поверхность плоского уровня с экраном вниз и кнопкой окна, указывающей на north.

Рис. 36 Расширенный тест датчика ориентации 7

Расширенный тест датчика ориентации 8

Поместите устройство на поверхность плоского уровня с экраном вниз и кнопкой окна, указывающей на north.

Рис. 37 Расширенный тест датчика ориентации 8

Расширенный тест датчика ориентации 9

Поместите устройство на поверхность плоского уровня, экран с кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 38 Расширенный тест датчика ориентации 9

Расширенный тест датчика ориентации 10

Удерживайте устройство по вертикали с помощью кнопки windows сбоку, левой стороны сверху и кнопки окон, указывающей на east.

Рис. 39. Расширенный тест датчика ориентации 10

Расширенный тест датчика ориентации 11

Поместите устройство на поверхность плоского уровня с экраном вниз и кнопкой окна, указывающей на юг.

Рис. 40 Расширенный тест датчика ориентации 11

Расширенный тест датчика ориентации 12

Удерживайте устройство по вертикали с помощью кнопки windows сбоку, левой стороны внизу и кнопки окон, указывающей на west.

Рис. 41. Расширенный тест датчика ориентации 12