CN108326895A - 磁力计安装方法及涉水机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磁力计安装方法及涉水机器人，属于导航定位技术领域。本发明实施例提供的磁力计安装方法及涉水机器人，在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点，通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量，根据检测的环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置，并对磁力计进行校准，可以减小环境中的电磁干扰对磁力计的影响，增加磁力计定位的准确性。

Description

磁力计安装方法及涉水机器人
技术领域
本发明涉及导航定位技术领域，具体而言，涉及一种磁力计安装方法及涉水机器人。
背景技术
涉水机器人在使用GPS传感器进行定位时，由于受到水的隔断，往往无法准确进行位置和航向的确定。为此，部分涉水机器人安装有磁力计，磁力计通过测量磁场的强度和方向对涉水机器人进行定位。但磁力计比较灵敏，很容易受到干扰，而导致机器人位置和航向不能准确得确定。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种磁力计安装方法及涉水机器人，可以增加磁力计定位的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种磁力计安装方法，包括：
在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点；
通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量；
根据检测的所述环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置；
将磁力计安装在所述安装位置，并对所述磁力计进行校准。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量的步骤，包括：
当所述设备处于关闭状态时，通过磁力计分别检测每个检测点的非工作环境磁场量；
当所述设备处于工作状态时，通过磁力计分别检测每个检测点的工作环境磁场量；
根据所述工作环境磁场量和所述非工作环境磁场量，确定每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据检测的所述环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置的步骤，包括：
将所述环境干扰磁场量的检测值最小的检测点，作为所述磁力计的安装位置。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据检测的所述环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置的步骤，包括：
从所述环境干扰磁场量的检测值小于预设值的检测点中选取磁力计的安装位置。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，对所述磁力计进行校准的步骤，包括：
将所述磁力计水平放置，采集位于水平面内的x轴方向的第一测量数据和y轴方向的第三测量数据；
将所述磁力计绕z轴旋转第一设定角度，采集x轴方向的第二测量数据、y轴方向的第四测量数据和z轴方向的第五测量数据；
将所述磁力计绕y轴旋转第二设定角度，采集z轴方向的第六测量数据；
根据所述第一测量数据和第二测量数据，计算x轴方向的补偿值；
根据所述第三测量数据和第四测量数据，计算y轴方向的补偿值；
根据所述第五测量数据和第六测量数据，计算z轴方向的补偿值；
保存所述x轴方向的补偿值、所述y轴方向的补偿值和所述z轴方向的补偿值，以在所述磁力计工作时对所述磁力计的测量值进行校正。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第一设定角度和所述第二设定角度为180°。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，x轴方向的补偿值为第一测量数据和第二测量数据的平均值；y轴方向的补偿值为第三测量数据和第四测量数据的平均值；z轴方向的补偿值为第五测量数据和第六测量数据的平均值。
第二方面，本发明实施例还提供了一种涉水机器人，包括机体和磁力计；所述磁力计采用上述的方法安装在所述机体内。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述磁力计的外部设置有屏蔽罩。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述磁力计的外壁上涂有防干扰材料。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的磁力计安装方法及涉水机器人，在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点，通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量，根据检测的环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置，并对磁力计进行校准，可以减小环境中的电磁干扰对磁力计的影响，增加磁力计定位的准确性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所提供的磁力计安装方法的流程图；
图2为本发明另一实施例所提供的磁力计安装方法的流程图；
图3-1、图3-2和图3-3为本发明一实施例所提供的磁力计校准过程的原理图；
图4为本发明一实施例所提供的涉水机器人的结构示意图。
图标：1-机体；11-机头保护部。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有的磁力计受到干扰定位不准确的问题，本发明实施例提供了一种磁力计安装方法及涉水机器人，以下首先对本发明的磁力计安装方法进行详细介绍。
实施例一
图1示出了本实施例所提供的磁力计安装方法的流程图；该方法可以应用于设有磁力计的设备，例如，涉水机器人、无人机等航行器，以及手机、照相机等其它设备。如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点。
考虑到一般设备的电子电路或电机会产生较大的电磁干扰，从而影响磁力计的定位精度。本实施例在待安装磁力计的设备的不同部位预先设置多个可安装点，作为检测点。
步骤S104，通过磁力计分别检测每个检测点在设备工作状态下的环境干扰磁场量。
首先，将设备设置于关闭状态，通过磁力计分别检测每个检测点的非工作环境磁场量。磁力计工作时，可以根据该磁场量的强度和方向对设备进行定位。打开设备电源，使设备处于工作状态，模拟设备正常工作场景，通过磁力计分别检测每个检测点的工作环境磁场量。根据工作环境磁场量和所述非工作环境磁场量，即可确定每个检测点在设备工作状态下的环境干扰磁场量。
例如，对于某一个检测点，当设备处于关闭状态时，通过磁力计测得该检测点的非工作环境磁场量，当设备处于工作状态时，通过磁力计测得该检测点的工作环境磁场量。采用工作环境磁场量减去非工作环境磁场量，所得的差值即为该检测点在设备工作状态下的的环境干扰磁场量。利用上述方法，可以测得每个检测点在设备工作状态下的的环境干扰磁场量。
步骤S106，根据检测的环境干扰磁场量，确定磁力计的安装位置。
一种方式可以是：将环境干扰磁场量的检测值最小的检测点，作为磁力计的安装位置，用于安装磁力计。
另一种方式可以是：从环境干扰磁场量的检测值小于预设值的检测点中选取磁力计的安装位置。当某个检测点的环境干扰磁场量的检测值小于预设值时，可以认为该检测点的环境干扰磁场量对磁力计的干扰较小。从环境干扰磁场量的检测值小于预设值的检测点中任意选取一个检测点，用于安装磁力计。当需要安装多个磁力计时，可以从环境干扰磁场量的检测值小于预设值的检测点中任意选取多个检测点，用于安装磁力计。在不同部位安装多个磁力计，在定位时综合考虑多个磁力计的测量值，可以提高定位的准确性。
步骤S108，将磁力计安装在安装位置，并对磁力计进行校准。
对磁力计进行校准时，可以先将磁力计水平放置，采集数据。如图3-1所示，其中，三角形表示涉水机器人的机体。X轴的正向表示涉水机器人头部，y轴的方向表示涉水机器人的侧部。z轴垂直于x轴和y轴形成的平面。之后沿z轴旋转180°，如图3-2所示，再采集数据。然后沿y轴旋转180°，如图3-3所示，再采集数据。根据采集的数据，计算x轴、y轴和z轴的补偿值，写入主控，即完成了校准。
本实施例提供的磁力计安装方法，在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点，通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量，根据检测的环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置，并对磁力计进行校准，可以减小环境中的电磁干扰对磁力计的影响，增加磁力计定位的准确性。
实施例二
图2示出了本实施例所提供的磁力计安装方法的流程图；如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S202，在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点。
步骤S204，通过磁力计分别检测每个检测点在设备工作状态下的环境干扰磁场量。
步骤S206，将环境干扰磁场量的检测值最小的检测点，作为磁力计的安装位置。
步骤S208，将磁力计安装在安装位置。
步骤S210，将磁力计水平放置，采集数据。
结合图3-1、图3-2和图3-3所示，磁力计是一种三轴磁力传感器。地磁场是一个矢量，这个矢量可以被分解为两个与当地水平面平行的分量和一个与当地水平面垂直的分量。磁力计的三个轴(x轴、y轴和z轴)就和这三个分量对应起来。
将磁力计水平放置，采集位于水平面内的x轴方向的第一测量数据和y轴方向的第三测量数据。例如，可以采集x轴方向的测量数据5秒，计算采集到的测量数据的平均值，作为x轴方向的第一测量数据，记为x1。同样，采集y轴方向的测量数据5秒，计算采集到的测量数据的平均值，作为y轴方向的第三测量数据，记为y1。
步骤S212，将磁力计绕z轴旋转第一设定角度，采集数据。
将磁力计绕z轴旋转第一设定角度，采集x轴方向的第二测量数据、y轴方向的第四测量数据和z轴方向的第五测量数据。其中，第一设定角度可以是180°。
例如，采集x轴方向的测量数据5秒，计算采集到的测量数据的平均值，作为x轴方向的第二测量数据，记为x2。同样，采集y轴方向的测量数据5秒，计算采集到的测量数据的平均值，作为y轴方向的第四测量数据，记为y2。采集z轴方向的测量数据5秒，计算采集到的测量数据的平均值，作为z轴方向的第五测量数据，记为z1。
步骤S214，将磁力计绕y轴旋转第二设定角度，采集数据。
将磁力计绕y轴旋转第二设定角度，采集z轴方向的第六测量数据。其中，第二设定角度可以是180°。例如，采集z轴方向的测量数据5秒，计算采集到的测量数据的平均值，作为z轴方向的第六测量数据，记为z2。
步骤S216，根据采集的数据，对磁力计进行校准。
根据第一测量数据和第二测量数据，计算x轴方向的补偿值。具体地，可以采用如下公式：valueX＝(x1+x2)/2，得到x轴方向的补偿值。其中，valueX为x轴方向的补偿值，x1为x轴方向的第一测量数据，x2为x轴方向的第二测量数据。即x轴方向的补偿值为第一测量数据x1和第二测量数据x2的平均值。
根据第三测量数据和第四测量数据，计算y轴方向的补偿值。具体地，可以采用如下公式：valueY＝(y1+y2)/2，得到y轴方向的补偿值。其中，valueY为y轴方向的补偿值，y1为y轴方向的第三测量数据，y2为y轴方向的第四测量数据。即y轴方向的补偿值为第三测量数据y1和第四测量数据y2的平均值。
根据第五测量数据和第六测量数据，计算z轴方向的补偿值。具体地，可以采用如下公式：valueZ＝(z1+z2)/2，得到z轴方向的补偿值。其中，valueZ为z轴方向的补偿值，z1为z轴方向的第五测量数据，z2为z轴方向的第六测量数据。即y轴方向的补偿值为第五测量数据z1和第六测量数据z2的平均值。
保存x轴方向的补偿值、y轴方向的补偿值和z轴方向的补偿值，以在磁力计工作时对磁力计的测量值进行校正。例如，将ValueX、valueY和valueZ三个补偿值，写入主控，即完成了校准。
本实施例提供的磁力计安装方法，在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点，通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量，根据检测的环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置，并对磁力计进行校准，可以减小环境中的电磁干扰对磁力计的影响，增加磁力计定位的准确性。
考虑到不同环境的磁偏角不一样，可以在使用过程中，针对不同环境采用上述方法再次对磁力计进行校准。
实施例三
本实施例提供了一种涉水机器人，如图4所示，包括机体1和磁力计。其中，磁力计可以采用上述实施例一或实施二所记载的方法安装在机体内。例如，磁力计可以安装在机器人前端的机头保护部11的内部，也可以安装在机器人后端，或者机体内照明箱体与另一箱体之间的位置，或者安装在机体内其它远离电机和电路板的位置。
可选地，磁力计的外部可以设置屏蔽罩，用来屏蔽周围的电子信号，以减少电磁干扰。屏蔽罩可以采用0.2mm厚的不锈钢和洋白铜为材料制作。其中洋白铜是一种容易上锡的金属屏蔽材料。
可选地，还可以在磁力计的外壁上涂抹防干扰材料。如吸波材料等。吸波材料是一种以吸收电磁波为主的功能复合材料，可以消除屏蔽腔体内电磁波的来回反射，减少杂波对磁力计的干扰。
本实施例提供的涉水机器人，在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点，通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量，根据检测的环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置，并对磁力计进行校准，可以减小环境中的电磁干扰对磁力计的影响，增加磁力计定位的准确性。
本发明实施例提供的磁力计安装方法和涉水机器人具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
需要说明的是，在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种磁力计安装方法，其特征在于，包括：
在待安装磁力计的设备的不同部位设定多个检测点；
通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量；
根据检测的所述环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置；
将磁力计安装在所述安装位置，并对所述磁力计进行校准。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过磁力计分别检测每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量的步骤，包括：
当所述设备处于关闭状态时，通过磁力计分别检测每个检测点的非工作环境磁场量；
当所述设备处于工作状态时，通过磁力计分别检测每个检测点的工作环境磁场量；
根据所述工作环境磁场量和所述非工作环境磁场量，确定每个检测点在所述设备工作状态下的环境干扰磁场量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据检测的所述环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置的步骤，包括：
将所述环境干扰磁场量的检测值最小的检测点，作为所述磁力计的安装位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据检测的所述环境干扰磁场量，确定所述磁力计的安装位置的步骤，包括：
从所述环境干扰磁场量的检测值小于预设值的检测点中选取磁力计的安装位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述磁力计进行校准的步骤，包括：
将所述磁力计水平放置，采集位于水平面内的x轴方向的第一测量数据和y轴方向的第三测量数据；
将所述磁力计绕z轴旋转第一设定角度，采集x轴方向的第二测量数据、y轴方向的第四测量数据和z轴方向的第五测量数据；
将所述磁力计绕y轴旋转第二设定角度，采集z轴方向的第六测量数据；
根据所述第一测量数据和第二测量数据，计算x轴方向的补偿值；
根据所述第三测量数据和第四测量数据，计算y轴方向的补偿值；
根据所述第五测量数据和第六测量数据，计算z轴方向的补偿值；
保存所述x轴方向的补偿值、所述y轴方向的补偿值和所述z轴方向的补偿值，以在所述磁力计工作时对所述磁力计的测量值进行校正。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设定角度和所述第二设定角度为180°。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，x轴方向的补偿值为第一测量数据和第二测量数据的平均值；y轴方向的补偿值为第三测量数据和第四测量数据的平均值；z轴方向的补偿值为第五测量数据和第六测量数据的平均值。
8.一种涉水机器人，其特征在于：包括机体和磁力计；所述磁力计采用权利要求1～7中任一项所述的方法安装在所述机体内。
9.根据权利要求8所述的涉水机器人，其特征在于，所述磁力计的外部设置有屏蔽罩。
10.根据权利要求8所述的涉水机器人，其特征在于，所述磁力计的外壁上涂有防干扰材料。
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