CN104316037B - 一种电子罗盘的校正方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种电子罗盘的校正方法及装置,所述电子罗盘包括加速度传感器和磁传感器,收集模块用于收集电子罗盘在不同姿态下的若干个原始数据,其中所述原始数据包括N1个所述加速度传感器原始数据和N2个所述磁传感器原始数据,计算模块用于根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算第一校正参数和根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数,校正模块用于在所述电子罗盘每次工作时和读取所述第一校正参数、所述第二校正参数对所述电子罗盘进行补偿,本发明的电子罗盘的校正方法及装置能对磁传感器本身的误差进行补偿校正。
Description
技术领域
本发明涉及测绘领域,特别涉及一种电子罗盘的校正方法及装置。
背景技术
在使用电子罗盘进行导航和测绘时,往往需要对电子罗盘进行校正,传统的校正方法包括硬补偿方法和软件补偿方法。
传统硬补偿方法通常采用在磁传感器周围放置各种永久磁铁、软铁球或软铁片,以抵消载体磁场的硬磁材料、软磁材料带来的干扰磁场。或者在磁传感器周围安放与载体坐标系平行的三组补偿绕组,通过调节各绕组中的电流强度来抵消载体磁场。
硬补偿方法有以下缺点:需要对载体进行改造,以安装补偿磁材料或补偿绕组,成本高,补偿过程复杂,不易控制,精度较低,体积较大,不利于小型化和集成化。因此,在地磁导航应用中受安装位置、体积功耗等的限制,通常采用计算机软补偿技术消除载体磁场对磁传感器的影响。
传统的软件补偿方法如平面校准方法、立体8字校准方法、十面校准方法等方法虽然简单,但是都是针对磁传感器校准,而且只能校准固定磁场干扰矢量的大小及方向,不能对磁传感器本身的误差进行校准。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种电子罗盘的校正方法及装置,能对电子罗盘在工作时存在的多种误差进行校准。
本发明提供的一种电子罗盘的校正装置,所述电子罗盘包括加速度传感器和磁传感器,包括:收集模块,用于收集电子罗盘在不同姿态下的若干个原始数据,其中所述原始数据包括N1个所述加速度传感器原始数据和N2个所述磁传感器原始数据;计算模块,用于根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算第一校正参数和根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数;以及校正模块,用于在所述电子罗盘每次工作时和读取所述第一校正参数、所述第二校正参数对所述电子罗盘进行补偿。
优选的,所述收集模块还用于收集N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据;所述计算模块还用根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数;以及所述校正模块还用于在所述电子罗盘每次工作时读取所述第三校正参数对所述电子罗盘进行补偿。
优选的,所述N1个所述加速度传感器原始数据包括N1个gx值,gy值以及gz值,所述gx值,gy值以及gz值分别为所述加速度传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述计算模块用于根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算所述第一校正参数包括将所述N1个gx值,gy值以及gz值通过最小二乘法拟合后得到所述第一校正参数。
优选的,所述N2个所述磁传感器原始数据包括N2个bx值,by值以及bz值,所述bx值,by值以及bz值分别为所述磁传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述计算模块用于根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数包括:将所述N2个bx值,by值以及bz值拟合得到第一单位球体,并获取所述第一单位球体的几何参数以得到中间磁校准参数,用所述中间磁校准参数补偿所述N2个bx值,by值以及bz值以得到N2个bx’值,by’值以及bz’值,在所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差满足预设条件时将所述N2个bx’值,by’值以及bz’值拟合得到第二单位球体,并获取所述第二单位球体的几何参数以得到所述第二校正参数。
优选的,所述所述计算模块还用根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数包括:将所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据通过奇异值分解以及序列二次规划方法计算得到所述第三校正参数。
本发明还提供一种电子罗盘的校正方法,所述电子罗盘包括加速度传感器和磁传感器,包括步骤:收集所述电子罗盘在不同姿态下的若干个原始数据,其中所述若干个原始数据包括N1个所述加速度传感器原始数据和N2个所述磁传感器原始数据;根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算第一校正参数和根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数;以及在所述电子罗盘每次工作时和读取所述第一校正参数、所述第二校正参数对所述电子罗盘进行补偿。
优选的,所述方法还包括步骤:收集N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据;根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数;以及在所述电子罗盘每次工作时读取所述第三校正参数对所述电子罗盘进行补偿。
优选的,所述N1个所述加速度传感器原始数据包括N1个gx值,gy值以及gz值,所述gx值,gy值以及gz值分别为所述加速度传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算所述第一校正参数包括将所述N1个gx值,gy值以及gz值通过最小二乘法拟合后得到所述第一校正参数。
优选的,所述N2个所述磁传感器原始数据包括N2个bx值,by值以及bz值,所述bx值,by值以及bz值分别为所述磁传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数包括:将所述N2个bx值,by值以及bz值拟合得到第一单位球体,获取所述第一单位球体的几何参数以得到中间磁校准参数,用所述中间磁校准参数补偿所述N2个bx值,by值以及bz值以得到N2个bx’值,by’值以及bz’值,判断所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差是否满足预设条件,在所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差满足预设条件时将所述N2个bx’值,by’值以及bz’值拟合得到第二单位球体,获取所述第二单位球体的几何参数以得到所述第二校正参数。
优选的,所述根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数包括:将所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据通过奇异值分解以及序列二次规划方法计算得到所述第三校正参数。
本发明提供一种电子罗盘的校正方法及装置,通过收集电子罗盘在多个姿态下的加速度传感器和磁传感器的原始数据以得到对应校正参数,能对磁传感器本身的误差进行补偿校正,另外,通过结合加速度传感器进行磁航向角补偿校正,能实现全姿态下的倾角补偿,并能达到很好的校正精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明一实施方式中电子罗盘的结构示意图。
图2为本发明一实施方式中电子罗盘的校正装置的结构示意图。
图3为本发明一实施方式中电子罗盘的校正方法的方法流程图。
图4本发明另一实施方式中电子罗盘的校正方法的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参考图1,是本发明一实施方式中电子罗盘100的结构示意图,本实施方式中电子罗盘100包括加速度传感器10、磁传感器20和校正装置30,其中,加速度传感器10是电子罗盘100中一种能够测量电子罗盘100加速力的电子设备,例如,本实施方式中的加速度传感器10可以测量电子罗盘100由于重力引起的加速度,从而计算出电子罗盘100相对水平面的倾斜角度。磁传感器20是电子罗盘100中感应地球磁场的电子设备,从而是电子罗盘100完成导航和测绘的功能。校正装置30用于对电子罗盘100进行误差校正。
请参考图2,是本发明一实施方式中电子罗盘100的校正装置30的结构示意图。校正装置30包括收集模块31、计算模块32以及校正模块33。
收集模块31用于收集电子罗盘100在不同姿态下的若干个原始数据,其中原始数据包括:N1个加速度传感器10原始数据和N2个磁传感器20原始数据。
N1个加速度传感器10原始数据包括N1个gx值,gy值以及gz值,gx值,gy值以及gz值分别为加速度传感器10x轴、y轴以及z轴的原始输出值。
N2个磁传感器20原始数据包括N2个bx值,by值以及bz值,bx值,by值以及bz值分别为磁传感器20x轴、y轴以及z轴的原始输出值。
计算模块32用于根据N1个加速度传感器10原始数据计算第一校正参数和根据N2个磁传感器20原始数据计算第二校正参数。
计算模块32用于根据N1个加速度传感器10原始数据计算第一校正参数包括将N1个gx值,gy值以及gz值通过最小二乘法拟合后得到第一校正参数。
具体的,经过最小二乘拟合后加速度传感器10的输出为:
yak=Ka*[gx,gy,gz]`+Xa*ones(1,N1)。
其中,yak具体为磁航行角误差矢量系数,即第一校正参数,Ka是[gx,gy,gz]矩阵的一个上三角,Xa为gx、gy、gz拟合球心的零偏,ones(1,N1)为1行N1列的元素为1的矩阵。可以看出,为了对加速度传感器10的重力加速度进行拟合,至少需要9个姿态的重力加速度数据以得到9组加速度传感器10的原始数据gx、gy、gz,即N1不能小于9。为了提高拟合的精度,更好的校准加速度传感器10仪表误差,在本实施方式中,采用22个姿态下,收集22组加速度传感器10的原始数据gx、gy、gz的最小二乘校准方法,即本实施方式中N1=22。
计算模块32用于根据N2个磁传感器20原始数据计算第二校正参数包括计算模块用于根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数包括:将所述N2个bx值,by值以及bz值拟合得到第一单位球体,并获取所述第一单位球体的几何参数以得到中间磁校准参数,用所述中间磁校准参数补偿所述N2个bx值,by值以及bz值以得到N2个bx’值,by’值以及bz’值,在所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差满足预设条件时将所述N2个bx’值,by’值以及bz’值拟合得到第二单位球体,并获取所述第二单位球体的几何参数以得到所述第二校正参数。
磁传感器20的误差主要可以归结为传感器仪表误差、环境中软铁硬铁误差干扰影响。在恶劣环境的情况下,少数的点并不能精度的拟合磁原始数据,所以尽可能采集多的点能够更好的拟合成一个反映地磁的一个最大的单位球。
在实际环境中,由于周围磁的影响,一次椭球拟合拟合成单位球后,残差可能会比较大,拟合的精度不高。所以提出迭代椭球拟合的方法,在本实施方式中,是经过两次椭球拟合,在本其他实施方式中,如果残差在两次椭球拟合后不满足条件,也可以进行三次甚至更多次迭代椭球拟合,进一步提高椭球拟合的精度。
具体的,经过拟合后磁传感器20的输出为:
ymk=Km([bx,by,bz]`-Xm*ones(1,N2))。
其中,ymk具体为固定磁场干扰矢量系数,即第二校正系数。Km是[bx,by,bz]的一个上三角,为椭球体拟合成单位球的矩阵,Xm为椭球体球心的零偏,bx、by、bz分别为磁传感器20x、y以及z轴的原始输出数据,ones(1,N2)为1行N2列的元素为1的矩阵。可以看出,为了对磁传感器20的地磁进行椭球拟合,至少需要9个姿态的地磁数据以得到9组磁传感器20的原始数据bx、by、bz,即N2不能小于9。为了提高椭球拟合的精度,更好的校准磁传感器20仪表误差、环境中软铁硬铁误差干扰影响,采用动态采集200个姿态下的椭球拟合校准方法。即本实施方式中N2=200。
校正模块33用于在电子罗盘100每次工作时和读取第一校正参数、第二校正参数对电子罗盘100进行补偿。在计算模块32计算得到第一校正系数和第二校正系数后,电子罗盘100给出提示并自动保存第一校正系数和第二校正系数,之后每次使用电子罗盘100时自动读取第一校正系数和第二校正系数进行电子罗盘100的补偿校正。
在具体操作时,需确保外界电磁环境相对纯净,半径1m内不要放置任何电子类、金属类制品。
在本发明的另一实施方式中,收集模块31还用于收集N3个所述电子罗盘100空间角度数据、所述电子罗盘100空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间100角度数据对应的磁传感器原始数据,N3个电子罗盘100空间角度数据包括N3个电子罗盘100对应不同姿态下的横滚角度、俯仰角度以及航向角度,计算模块32还用根据N3个所述电子罗盘100空间角度数据、所述电子罗盘100空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘100空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数,校正模块33还用于在电子罗盘100每次工作时读取第三校正参数对电子罗盘100进行补偿。
在本实施方式中,所述计算模块32根据所述N3个所述电子罗盘100空间角度数据、所述电子罗盘100空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘100空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数包括:将所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据通过奇异值分解以及序列二次规划方法计算得到所述第三校正参数。
由于加速度传感器10和磁传感器20不能单独工作,使用时肯定是安装在其他载体上的,因此传感器的坐标轴与最终载体坐标轴之间是未对准的,由此带来安装误差。为了使加速度传感器10和磁传感器20的坐标旋转到载体坐标上,加速度坐标旋转矩阵、磁坐标旋转矩阵至少需要9个姿态的加速度数据、地磁数据以及对应在载体坐标系的姿态角度信息。为了提高坐标旋转的精度、排除一些异常值,并且与22个姿态下校准方法对应,更好的使磁传感器20坐标系与载体坐标系对准,采用22个姿态下的坐标旋转校准方法。即在本实施方式中,第三校正参数为加速度传感器10和磁传感器20的安装误差系数,N3=22。
在具体操作时,将电子罗盘100放置于无磁转台上进行数据的收集,并需确保外界电磁环境相对纯净,半径1m内不要放置任何电子类、金属类制品,确保无磁转台放置平稳,并严格水平和指北。
请参考图3,是本发明一实施方式中电子罗盘100的校正方法的方法流程图。包括步骤:
S10:收集模块31收集电子罗盘100在不同姿态下的若干个原始数据,其中若干个原始数据包括:N1个加速度传感器10原始数据和N2个磁传感器20原始数据。
N1个加速度传感器10原始数据包括N1个gx值,gy值以及gz值,gx值,gy值以及gz值分别为加速度传感器10x轴、y轴以及z轴的原始输出值。
N2个磁传感器20原始数据包括N2个bx值,by值以及bz值,bx值,by值以及bz值分别为磁传感器20x轴、y轴以及z轴的原始输出值。
S20:计算模块32根据N1个加速度传感器10原始数据计算第一校正参数和根据N2个磁传感器20原始数据计算第二校正参数。
计算模块32根据N1个加速度传感器10原始数据计算第一校正参数包括将N1个gx值,gy值以及gz值通过最小二乘法拟合后得到第一校正参数。
具体的,经过最小二乘拟合后加速度传感器10的输出为:
yak=Ka*[gx,gy,gz]`+Xa*ones(1,N1)。
其中,yak具体为磁航行角误差矢量系数,即第一校正参数,Ka是[gx,gy,gz]矩阵的一个上三角,Xa为gx、gy、gz拟合球心的零偏,ones(1,N1)为1行N1列的元素为1的矩阵。可以看出,为了对加速度传感器10的重力加速度进行拟合,至少需要9个姿态的重力加速度数据以得到9组加速度传感器10的原始数据gx、gy、gz,即N1不能小于9。为了提高拟合的精度,更好的校准加速度传感器10仪表误差,在本实施方式中,采用22个姿态下,收集22组加速度传感器10的原始数据gx、gy、gz的最小二乘校准方法,即本实施方式中N1=22。
计算模块32根据N2个磁传感器20原始数据计算第二校正参数包括计算模块用于根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数。
在本实施方式中,计算模块32根据N2个磁传感器20原始数据计算第二校正参数具体包括:将所述N2个bx值,by值以及bz值拟合得到第一单位球体,获取所述第一单位球体的几何参数以得到中间磁校准参数,用所述中间磁校准参数补偿所述N2个bx值,by值以及bz值以得到N2个bx’值,by’值以及bz’值,判断所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差是否满足预设条件,在所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差满足预设条件时将所述N2个bx’值,by’值以及bz’值拟合得到第二单位球体,获取所述第二单位球体的几何参数以得到所述第二校正参数。
磁传感器20的误差主要可以归结为传感器仪表误差、环境中软铁硬铁误差干扰影响。在恶劣环境的情况下,少数的点并不能精度的拟合磁原始数据,所以尽可能采集多的点能够更好的拟合成一个反映地磁的一个最大的单位球。
在实际环境中,由于周围磁的影响,一次椭球拟合拟合成单位球后,残差可能会比较大,拟合的精度不高。所以提出迭代椭球拟合的方法,在本实施方式中,是经过两次椭球拟合,在本其他实施方式中,如果残差在两次椭球拟合后不满足条件,也可以进行三次甚至更多次迭代椭球拟合,进一步提高椭球拟合的精度。
具体的,经过拟合后磁传感器20的输出为:
ymk=Km([bx,by,bz]`-Xm*ones(1,N2))。
其中,ymk具体为固定磁场干扰矢量系数,即第二校正系数。Km是[bx,by,bz]的一个上三角,为椭球体拟合成单位球的矩阵,Xm为椭球体球心的零偏,bx、by、bz分别为磁传感器20x、y以及z轴的原始输出数据,ones(1,N2)为1行N2列的元素为1的矩阵。可以看出,为了对磁传感器20的地磁进行椭球拟合,至少需要9个姿态的地磁数据以得到9组磁传感器20的原始数据bx、by、bz,即N2不能小于9。为了提高椭球拟合的精度,更好的校准磁传感器20仪表误差、环境中软铁硬铁误差干扰影响,采用动态采集200个姿态下的椭球拟合校准方法。即本实施方式中N2=200。
S30:在电子罗盘100每次工作时和读取第一校正参数、第二校正参数对电子罗盘100进行补偿。
校正模块33在电子罗盘100每次工作时和读取第一校正参数、第二校正参数对电子罗盘100进行补偿。在计算模块32计算得到第一校正系数和第二校正系数后,电子罗盘100给出提示并自动保存第一校正系数和第二校正系数,之后每次使用电子罗盘100时自动读取第一校正系数和第二校正系数进行电子罗盘100的补偿校正。
在具体操作时,需确保外界电磁环境相对纯净,半径1m内不要放置任何电子类、金属类制品。
请参考图4,为本发明另一实施方式中电子罗盘100的校正方法的方法流程图。该方法在图3的基础上还包括步骤:
S40:收集N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据。
S50:根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数。
S60:在电子罗盘100每次工作时读取第三校正参数对电子罗盘100进行补偿。
在本发明的另一实施方式中,收集模块31还用于收集N3个所述电子罗盘100空间角度数据、所述电子罗盘100空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间100角度数据对应的磁传感器原始数据,N3个电子罗盘100空间角度数据包括N3个电子罗盘100对应不同姿态下的横滚角度、俯仰角度以及航向角度,计算模块32还用根据N3个所述电子罗盘100空间角度数据、所述电子罗盘100空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘100空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数,校正模块33还用于在电子罗盘100每次工作时读取第三校正参数对电子罗盘100进行补偿。
在本实施方式中,所述计算模块32根据所述N3个所述电子罗盘100空间角度数据、所述电子罗盘100空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘100空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数包括:将所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据通过奇异值分解以及序列二次规划方法计算得到所述第三校正参数。
由于加速度传感器10和磁传感器20不能单独工作,使用时肯定是安装在其他载体上的,因此传感器的坐标轴与最终载体坐标轴之间是未对准的,由此带来安装误差。为了使加速度传感器10和磁传感器20的坐标旋转到载体坐标上,加速度坐标旋转矩阵、磁坐标旋转矩阵至少需要9个姿态的加速度数据、地磁数据以及对应在载体坐标系的姿态角度信息。为了提高坐标旋转的精度、排除一些异常值,并且与22个姿态下校准方法对应,更好的使磁传感器20坐标系与载体坐标系对准,采用22个姿态下的坐标旋转校准方法。即在本实施方式中,第三校正参数为加速度传感器10和磁传感器20的安装误差系数,N3=22。
在具体操作时,将电子罗盘100放置于无磁转台上进行数据的收集,并需确保外界电磁环境相对纯净,半径1m内不要放置任何电子类、金属类制品,确保无磁转台放置平稳,并严格水平和指北。
本发明实施方式提供一种电子罗盘100的校正方法及装置,通过收集电子罗盘100在多个姿态下的加速度传感器10和磁传感器20的原始数据以得到对应校正参数,能对磁传感器20本身的误差进行补偿校正,另外,通过结合加速度传感器10进行磁航向角补偿校正,能实现全姿态下的倾角补偿,并能达到很好的校正精度。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施方式,但如前,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施方式的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电子罗盘的校正装置,所述电子罗盘包括加速度传感器和磁传感器,其特征在于,包括:
收集模块,用于收集电子罗盘在不同姿态下的若干个原始数据,其中所述原始数据包括N1个所述加速度传感器原始数据,N2个所述磁传感器原始数据和N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据;
计算模块,用于根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算第一校正参数,根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数和根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数;以及
校正模块,用于在所述电子罗盘每次工作时和读取所述第一校正参数、所述第二校正参数、所述第三校正参数对所述电子罗盘进行补偿。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述N1个所述加速度传感器原始数据包括N1个gx值,gy值以及gz值,所述gx值,gy值以及gz值分别为所述加速度传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述计算模块用于根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算所述第一校正参数包括将所述N1个gx值,gy值以及gz值通过最小二乘法拟合后得到所述第一校正参数。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述N2个所述磁传感器原始数据包括N2个bx值,by值以及bz值,所述bx值,by值以及bz值分别为所述磁传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述计算模块用于根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数包括:将所述N2个bx值,by值以及bz值拟合得到第一单位球体,并获取所述第一单位球体的几何参数以得到中间磁校准参数,用所述中间磁校准参数补偿所述N2个bx值,by值以及bz值以得到N2个bx’值,by’值以及bz’值,在所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差满足预设条件时将所述N2个bx’值,by’值以及bz’值拟合得到第二单位球体,并获取所述第二单位球体的几何参数以得到所述第二校正参数。
4.如权利要求2或3所述的装置,其特征在于,所述所述计算模块还用根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数包括:将所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据通过奇异值分解以及序列二次规划方法计算得到所述第三校正参数。
5.一种电子罗盘的校正方法,所述电子罗盘包括加速度传感器和磁传感器,其特征在于,包括步骤:
收集所述电子罗盘在不同姿态下的若干个原始数据,其中所述若干个原始数据包括N1个所述加速度传感器原始数据,N2个所述磁传感器原始数据和N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据;
根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算第一校正参数,根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数和根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数;以及
在所述电子罗盘每次工作时和读取所述第一校正参数、所述第二校正参数、所述第三校正参数对所述电子罗盘进行补偿。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述N1个所述加速度传感器原始数据包括N1个gx值,gy值以及gz值,所述gx值,gy值以及gz值分别为所述加速度传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述根据所述N1个所述加速度传感器原始数据计算所述第一校正参数包括将所述N1个gx值,gy值以及gz值通过最小二乘法拟合后得到所述第一校正参数。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述N2个所述磁传感器原始数据包括N2个bx值,by值以及bz值,所述bx值,by值以及bz值分别为所述磁传感器x轴、y轴以及z轴的原始输出值,所述根据所述N2个所述磁传感器原始数据计算第二校正参数包括:将所述N2个bx值,by值以及bz值拟合得到第一单位球体,获取所述第一单位球体的几何参数以得到中间磁校准参数,用所述中间磁校准参数补偿所述N2个bx值,by值以及bz值以得到N2个bx’值,by’值以及bz’值,判断所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差是否满足预设条件,在所述N2个bx’值,by’值以及bz’值的残差满足预设条件时将所述N2个bx’值,by’值以及bz’值拟合得到第二单位球体,获取所述第二单位球体的几何参数以得到所述第二校正参数。
8.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述根据所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据计算第三校正参数包括:将所述N3个所述电子罗盘空间角度数据、所述电子罗盘空间角度数据对应的加速度原始数据以及所述电子罗盘空间角度数据对应的磁传感器原始数据通过奇异值分解以及序列二次规划方法计算得到所述第三校正参数。
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