CN108828470A - 磁力计传感器的校准方法及装置 - Google Patents

磁力计传感器的校准方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种磁力计传感器的校准方法及装置，其中的方法包括：通过亥姆霍兹线圈调节待校准产品运动空间内的磁场强度，使运动空间内的磁场相对稳定均匀；固定待校准产品，在每使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据；根据所获取的校准数据确定待校准产品的磁力计传感器的校准值。通过本发明能够对磁力计传感器进行动态校准，且不受工厂磁场环境差异的影响，能够满足多设备同时运行，适用于对大批量磁力计传感器进行校准检测。

Description

磁力计传感器的校准方法及装置
技术领域
本发明涉及磁力计校准技术领域，更为具体地，涉及一种磁力计传感器的校准方法及装置。
背景技术
三轴磁力传感器广泛应用于3自由度和6自由度游戏手柄、头戴类等电子产品中，用于获取用户运动方位的功能。理想的情况下，三轴磁场的空间表面为正球体，但是磁力计传感器会因为各种原因导致其读数出现偏差，从而导致磁场偏向比较多，因而需要通过校准的方式将磁力计传感器的读数限定在有效的测量范围内，并计算测量的尺度偏差，使其符合磁场方向和强度的输出，提高磁力计传感器整体输出数据的稳定性和准确性。
磁力计传感器的校准对环境磁场强度要求较高，其校准时的环境磁场强度一般与地磁场的强度相当，但由于生产厂房内的环境复杂，周围设备互相产生干扰，从而造成各个区域的磁场强度不一，这对磁力计传感器校准的完整性和准确性带来极大的难度，尤其是多台设备的摆放，对产线布局及产品流转造成一定的困扰。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种磁力计传感器的校准方法及装置，以解决目前因环境差异造成的对磁力计传感器的校准不准确的问题。
本发明提供的磁力计传感器的校准方法，包括：
通过亥姆霍兹线圈调节待校准产品运动空间内的磁场强度，使运动空间内的磁场相对稳定均匀；固定待校准产品，在每使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据；其中，预设的旋转比是指待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转的速度与待校准产品的磁力计传感器沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转的速度的比值；根据所获取的校准数据确定待校准产品的磁力计传感器的校准值。
此外，优选的方式为：采用程控电源为亥姆霍兹线圈提供电流，以调节待校准产品运动空间内的磁场强度。
此外，优选的方式为：采用固定装置固定待校准产品，并通过固定装置使待校准产品的磁力计传感器进行90度旋转。
此外，优选的方式为：在待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的Y轴进行360度旋转之前，将待校准产品相对于运动空间的X轴旋转90度；在待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的Z轴进行360度旋转之前，将待校准产品相对于运动空间的Y轴旋转90度。
此外，优选的方式为：采用电控驱动模块驱动整体旋转装置的方式使待校准产品，以及待校准产品的磁力计传感器进行360度旋转；其中，将固定装置设置在整体旋转装置内，以在待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器可沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转。
此外，优选的方式为：在根据获取的校准数据获取待校准产品的磁力计传感器的校准值的过程中，分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据的最大值和最小值，根据最大值和最小值获取待校准产品的磁力计传感器的校准值。
另一方面，本发明提供一种磁力计传感器的校准装置，利用上述的磁力计传感器的校准方法进行校准，该校准装置包括固定装置、整体旋转装置、亥姆霍兹线圈和控制器；其中，亥姆霍兹线圈设置在整体旋转装置的两侧，用于调节待校准产品运动空间内的磁场强度，使运动空间内的磁场相对稳定均匀；待校准产品固定在固定装置上，固定装置设置在整体旋转装置内，以使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据并传送给控制器；控制器根据所获取的校准数据确定待校准产品的磁力计传感器的校准值。
利用上述根据本发明的磁力计传感器的校准方法及装置，通过亥姆霍兹线圈调节待校准产品运动空间内的磁场强度，在使运动空间内的磁场相对稳定均匀之后，将待校准产品进行固定，然后在每使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据；然后根据所获取的校准数据确定待校准产品的磁力计传感器的校准值。通过本发明能够对磁力计传感器进行动态校准，且不受工厂磁场环境差异的影响，能够满足多设备同时运行，适用于对大批量磁力计传感器进行校准检测。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的磁力计传感器的校准方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的磁力计传感器的校准装置的逻辑结构框图。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
针对前述目前因环境差异造成对磁力计传感器的校准存在不准确的问题，本发明通过亥姆霍兹线圈调节待校准产品运动空间内的磁场强度，在使运动空间内的磁场相对稳定均匀之后，将待校准产品进行固定，然后在每使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据；然后根据所获取的校准数据确定待校准产品的磁力计传感器的校准值。通过本发明能够对磁力计传感器进行动态校准，且不受工厂磁场环境差异的影响，能够满足多设备同时运行，适用于对大批量磁力计传感器进行校准检测。
为说明本发明提供的磁力计传感器的校准方法，图1示出了根据本发明实施例的磁力计传感器的校准方法的流程。
如图1所示，本发明提供的磁力计传感器的校准方法包括：
S110：通过亥姆霍兹线圈调节待校准产品运动空间内的磁场强度，使运动空间内的磁场相对稳定均匀。
由于生产厂房内复杂的环境容易使各个区域的磁场强度不一，从而对磁力计传感器的校准造成不准确的问题，因而在本发明中，通过采用程控电源为亥姆霍兹线圈提供稳定的电流，以调节待校准产品运动空间内的磁场强度。需要说明的是，程控电源可提供的电流在0A～2.5A之间，但由于生产厂房内每个区域的磁场强度不一，因此，程控电源为亥姆霍兹线圈所提供的电流没有固定的标准，只要能够使待校准产品运动空间内的磁场强度在一个稳定均匀的状态下即可。
S120：固定待校准产品，在每使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据；其中，预设的旋转比是指待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转的速度与待校准产品的磁力计传感器沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转的速度的比值。
其中，采用固定装置固定待校准产品，并通过固定装置使待校准产品的磁力计传感器进行90度旋转。在待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的Y轴进行360度旋转之前，将待校准产品相对于运动空间的X轴旋转90度；在待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的Z轴进行360度旋转之前，将待校准产品相对于运动空间的Y轴旋转90度。其中，采用电控驱动模块驱动整体旋转装置的方式使待校准产品，以及待校准产品的磁力计传感器进行360度旋转；其中，将固定装置设置在整体旋转装置内，以在待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器可沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转。
也就是说，在待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴进行360度旋转，以获取分布在运动空间的X轴上的校准数据；然后通过固定装置将待校准产品相对于运动空间的X轴旋转90度，然后通过整体旋转装置使待校准产品沿运动空间竖直面方向进行360度旋转一圈，同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的Y轴进行360度旋转，以获取分布在运动空间的Y轴上的校准数据；然后通过固定装置将待校准产品相对于运动空间的Y轴旋转90度，然后通过整体旋转装置使待校准产品沿运动空间竖直面方向进行360度旋转的同时，根据预设的旋转比使待校准产品的磁力计传感器沿运动空间的Z轴进行360度旋转，以获取分布在运动空间的Z轴上的校准数据。
其中，预设的旋转比通常可以为1：18、1：24或者1：36等。即：例如预设的旋转比为1：18时是指：当待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器沿运动空间的X轴旋转18圈。当然，预设的旋转比的比值越小则获取的校准数据越精确，出于从校准效率方面考虑，在本发明中，将预设的旋转比设为1：18时既能够达到理想的校准结果，又能满足对校准效率的要求。
S130：根据所获取的校准数据确定待校准产品的磁力计传感器的校准值。
在根据获取的校准数据获取待校准产品的磁力计传感器的校准值的过程中，分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据的最大值和最小值，根据获取的在各轴上的校准数据的最大值和最小值获取待校准产品的磁力计传感器的校准值。
具体地，可以通过如下公式计算出待校准产品的磁力计传感器的校准值：
MAGN_X_OFFSET((MAGN_X_MIN+MAGN_X_MAX)/2.0f)；
MAGN_Y_OFFSET((MAGN_Y_MIN+MAGN_Y_MAX)/2.0f)；
MAGN_Z_OFFSET((MAGN_Z_MIN+MAGN_Z_MAX)/2.0f)；
MAGN_X_SCALE(100.0f/(MAGN_X_MAX‐MAGN_X_OFFSET))；
MAGN_Y_SCALE(100.0f/(MAGN_Y_MAX‐MAGN_Y_OFFSET))；
MAGN_Z_SCALE(100.0f/(MAGN_Z_MAX‐MAGN_Z_OFFSET))；
其中，MAGN_X_MIN为分布在运动空间的X轴上的校准数据的最小值，MAGN_X_MAX为分布在运动空间的X轴上的校准数据的最大值，MAGN_X_OFFSET为运动空间的X轴的中心值；MAGN_Y_MIN为分布在运动空间的Y轴上的校准数据的最小值，MAGN_Y_MAX为分布在运动空间的Y轴上的校准数据的最大值，MAGN_Y_OFFSET为运动空间的Y轴的中心值；MAGN_Z_MIN为分布在运动空间的Z轴上的校准数据的最小值，MAGN_Z_MAX为分布在运动空间的Z轴上的校准数据的最大值，MAGN_Z_OFFSET为运动空间的Z轴的中心值；MAGN_X_SCALE为运动空间的X轴的轴向半径比例；MAGN_Y_SCALE为运动空间的Y轴的轴向半径比例；MAGN_Z_SCALE为运动空间的Z轴的轴向半径比例；即上述的MAGN_X_SCALE、MAGN_Y_SCALE、MAGN_Z_SCALE即为待校准产品的磁力计传感器的校准值。
与上述方法相对应，本发明提供一种磁力计传感器的校准装置，利用上述的磁力计传感器的校准方法进行校准；其中，图2示出了根据本发明实施例的磁力计传感器的校准装置的逻辑结构。
如图2所示，本发明提供的磁力计传感器的校准装置包括固定装置1、整体旋转装置2、亥姆霍兹线圈3和控制器4；其中，亥姆霍兹线圈设置在整体旋转装置的两侧，用于调节待校准产品运动空间内的磁场强度，使运动空间内的磁场相对稳定均匀；待校准产品固定在固定装置上，固定装置设置在整体旋转装置内，以使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据并传送给控制器；控制器根据所获取的校准数据确定待校准产品的磁力计传感器的校准值。
进一步地，本发明提供的磁力计传感器的校准装置还包括程控电源5，该程控电源5与亥姆霍兹线圈3相连，用于为亥姆霍兹线圈提供电流，以调节待校准产品运动空间内的磁场强度。
此外，本发明提供的磁力计传感器的校准装置还包括电控驱动模块6，电控驱动模块6分别与整体旋转装置2和控制器4相连，用于根据控制器发出的控制指令驱动整体旋转装置进行旋转，以使待校准产品沿运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，待校准产品的磁力计传感器可沿运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转。
其中，在待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的Y轴进行360度旋转之前，通过固定装置将待校准产品相对于运动空间的X轴旋转90度；在待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿运动空间的Z轴进行360度旋转之前，通过固定装置将待校准产品相对于运动空间的Y轴旋转90度。
通过上述可知，本发明提供的磁力计传感器的校准方法及装置能够解决目前因环境差异造成的对磁力计传感器的校准不准确的问题，且能够满足多设备同时运行，适用于对大批量磁力计传感器进行校准检测。
如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的磁力计传感器的校准方法及装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的磁力计传感器的校准方法及装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种磁力计传感器的校准方法，包括：
通过亥姆霍兹线圈调节待校准产品运动空间内的磁场强度，使所述运动空间内的磁场相对稳定均匀；
固定所述待校准产品，在每使所述待校准产品沿所述运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，所述待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿所述运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在所述运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据；其中，
所述预设的旋转比是指所述待校准产品沿所述运动空间的竖直面方向进行360度旋转的速度与所述待校准产品的磁力计传感器沿所述运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转的速度的比值；
根据所获取的校准数据确定所述待校准产品的磁力计传感器的校准值。
2.如权利要求1所述的磁力计传感器的校准方法，其中，
采用程控电源为所述亥姆霍兹线圈提供电流，以调节待校准产品运动空间内的磁场强度。
3.如权利要求1所述的磁力计传感器的校准方法，其中，
采用固定装置固定所述待校准产品，并通过所述固定装置使所述待校准产品的磁力计传感器进行90度旋转。
4.如权利要求3所述的磁力计传感器的校准方法，其中，
在所述待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿所述运动空间的Y轴进行360度旋转之前，将所述待校准产品相对于所述运动空间的X轴旋转90度；
在所述待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿所述运动空间的Z轴进行360度旋转之前，将所述待校准产品相对于所述运动空间的Y轴旋转90度。
5.如权利要求3所述的磁力计传感器的校准方法，其中，
采用电控驱动模块驱动整体旋转装置的方式使所述待校准产品，以及所述待校准产品的磁力计传感器进行360度旋转；其中，
将所述固定装置设置在所述整体旋转装置内，以在所述待校准产品沿所述运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，所述待校准产品的磁力计传感器可沿所述运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转。
6.如权利要求1所述的磁力计传感器的校准方法，其中，在根据获取的校准数据获取所述待校准产品的磁力计传感器的校准值的过程中，
分别获取分布在所述运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据的最大值和最小值，根据所述最大值和最小值获取所述待校准产品的磁力计传感器的校准值。
7.一种磁力计传感器的校准装置，利用如权利要求1～6中任意一项所述的磁力计传感器的校准方法进行校准，所述校准装置包括固定装置、整体旋转装置、亥姆霍兹线圈和控制器；其中，
所述亥姆霍兹线圈设置在所述整体旋转装置的两侧，用于调节待校准产品运动空间内的磁场强度，使所述运动空间内的磁场相对稳定均匀；
所述待校准产品固定在所述固定装置上，所述固定装置设置在所述整体旋转装置内，以使所述待校准产品沿所述运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，所述待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿所述运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转，以分别获取分布在所述运动空间的X轴、Y轴和Z轴上的校准数据并传送给所述控制器；
所述控制器根据所获取的校准数据确定所述待校准产品的磁力计传感器的校准值。
8.如权利要求7所述的磁力计传感器的校准装置，其中，还包括程控电源，所述程控电源与所述亥姆霍兹线圈相连，用于为所述亥姆霍兹线圈提供电流，以调节待校准产品运动空间内的磁场强度。
9.如权利要求7所述的磁力计传感器的校准装置，其中，还包括电控驱动模块，所述电控驱动模块分别与所述整体旋转装置和所述控制器相连，用于根据控制器发出的控制指令驱动所述整体旋转装置进行旋转，以使所述待校准产品沿所述运动空间的竖直面方向进行360度旋转一圈的同时，所述待校准产品的磁力计传感器可沿所述运动空间的X轴、Y轴或者Z轴进行360度旋转。
10.如权利要求7所述的磁力计传感器的校准装置，其中，
在所述待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿所述运动空间的Y轴进行360度旋转之前，通过所述固定装置将所述待校准产品相对于所述运动空间的X轴旋转90度；
在所述待校准产品的磁力计传感器根据预设的旋转比沿所述运动空间的Z轴进行360度旋转之前，通过所述固定装置将所述待校准产品相对于所述运动空间的Y轴旋转90度。
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