CN111982155B - 磁传感器的标定方法、装置、电子设备和计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁传感器的标定方法、装置、电子设备和计算机存储介质，该方法包括，利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量；第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量；利用第一地磁场分量和对应的第二地磁场分量，计算得到第一地磁场分量的测量误差；根据第一地磁场分量的测量误差确定待标定磁传感器的补偿分量；补偿分量用于修正待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量。本方案将世界地磁模型输出的第二地磁场分量作为真实的地磁场分量，利用第二地磁场分量和磁传感器测量得到的第一地磁场分量完成磁传感器的标定，不需要对设备进行旋转，避免旋转时设备的轴心偏移的影响，提高了准确度。

Description

磁传感器的标定方法、装置、电子设备和计算机存储介质

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种磁传感器的标定方法、装置、电子设备和计算机存储介质。

背景技术

各类电子设备(如无人车、机器人等)上常常安装有磁传感器，用于测量设备所在位置的地磁场分量，从而为设备的导航和定位提供支持。在实际使用过程中，设备内的电磁环境会干扰磁传感器，导致磁传感器的测量结果相对于所在位置的真实地磁场分量之间存在偏差。为了消除这一偏差，就需要对安装在设备上的磁传感器进行标定，也就是确定安装在设备上的磁传感器的偏差的数值，这样就可以在实际使用时修正测量结果。

现有的标定方法，一般需要将安装有磁传感器的设备分别绕自身的三个轴旋转几周，采集旋转至不同角度时磁传感器的测量结果，基于这些测量结果计算出测量时真实的地磁场分量，根据真实的地磁场分量和测量得到的地磁场分量确定设备自身的电磁环境的影响，从而完成标定。但是在旋转过程中设备的轴心往往会发生偏移，导致标定的结果准确度较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请提供一种磁传感器的标定方法、装置、电子设备和计算机存储介质，以提供一种准确度更高的磁传感器的标定方案。

本申请第一方面提供一种磁传感器的标定方法，包括：

利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量；其中，所述第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量；

利用所述第一地磁场分量和对应的所述第二地磁场分量，计算得到所述第一地磁场分量的测量误差；

根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量；其中，所述补偿分量用于修正所述待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量。

可选的，所述待标定磁传感器测量得到多个第一地磁场分量；

其中，所述根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量，包括：

计算每一个所述第一地磁场分量的测量误差的平均值，得到所述待标定磁传感器的补偿分量。

可选的，所述根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量之后，还包括：

将所述待标定传感器测量得到的所述待标定传感器所在位置的第一地磁场分量，减去所述待标定传感器的补偿分量，得到所述待标定传感器所在位置的真实地磁场分量。

可选的，所述利用所述第一地磁场分量和对应的所述第二地磁场分量，计算得到所述第一地磁场分量的测量误差，包括：

获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据；其中，所述姿态数据包括所述设备的俯仰角、航向角和横滚角；

根据测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所在位置确定从地球坐标系转换至导航坐标系的第一转换矩阵，并根据所述姿态数据确定测量得到所述第一地磁场分量时从所述导航坐标系转换至所述设备的载体坐标系的第二转换矩阵；

利用所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵将所述第一地磁场分量对应的所述第二地磁场分量转换为第三地磁场分量；

计算所述第一地磁场分量和所述第三地磁场分量的差值，得到所述第一地磁场分量的测量误差。

可选的，所述获取测量得到所述的第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据，包括：

获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的加速度计测量得到的设备加速度值，以及所述设备所在位置的重力加速度值；

根据所述设备加速度值和所述重力加速度值计算得到所述设备的俯仰角和横滚角，并将所述设备的俯仰角、横滚角和所述设备的双天线定位装置测量得到的航向角作为测量得到所述的第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据。

本申请第二方面提供一种磁传感器的标定装置，包括：

处理单元，用于利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量；其中，所述第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量；

计算单元，用于利用所述第一地磁场分量和对应的所述第二地磁场分量，计算得到所述第一地磁场分量的测量误差；

确定单元，用于根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量；其中，所述补偿分量用于修正所述待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量。

可选的，所述计算单元，包括：

获取单元，用于获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据；其中，所述姿态数据包括所述设备的俯仰角、航向角和横滚角；

子确定单元，用于根据测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所在位置确定从地球坐标系转换至导航坐标系的第一转换矩阵，并根据所述姿态数据确定测量得到所述第一地磁场分量时从所述导航坐标系转换至所述设备的载体坐标系的第二转换矩阵；

转换单元，用于利用所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵将所述第一地磁场分量对应的所述第二地磁场分量转换为第三地磁场分量；

子计算单元，用于计算所述第一地磁场分量和所述第三地磁场分量的差值，得到所述第一地磁场分量的测量误差。

可选的，所述获取单元获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据时，具体用于：

获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的加速度计测量得到的设备加速度值，以及所述设备所在位置的重力加速度值；

根据所述设备加速度值和所述重力加速度值计算得到所述设备的俯仰角和横滚角，并将所述设备的俯仰角、横滚角和所述设备的双天线定位装置测量得到的航向角作为测量得到所述的第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据。

本申请第三方面提供一种电子设备，包括存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，具体用于实现如本申请第一方面任意一项所提供的磁传感器的标定方法。

本申请第四方面提供一种计算机存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被执行时，具体用于实现如本申请第一方面任意一项所提供的磁传感器的标定方法。

本申请提供一种磁传感器的标定方法、装置、电子设备和计算机存储介质，该方法包括，利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量；第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量；利用第一地磁场分量和对应的第二地磁场分量，计算得到第一地磁场分量的测量误差；根据第一地磁场分量的测量误差确定待标定磁传感器的补偿分量；补偿分量用于修正待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量。本方案将世界地磁模型输出的第二地磁场分量作为真实的地磁场分量，利用第二地磁场分量和磁传感器测量得到的第一地磁场分量完成磁传感器的标定，不需要对设备进行旋转，避免旋转时设备的轴心偏移的影响，提高了准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种磁传感器的标定方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种计算第一地磁场分量的测量误差的方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种磁传感器的标定装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参考图1，本申请实施例提供一种磁传感器的标定方法，该方法可以包括以下步骤：

S101、利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量。

其中，第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量。

可选的，可以设定一段用于标定的时长，例如，规定用10分钟的时间进行标定。设定的时长后，首先在初始地点A1用待标定磁传感器进行一次测量，得到一个第一地磁场分量X1，然后，向任意方向移动一定时间，比如移动30秒，到达地点A2，在地点A2再测量一次，得到第二个第一地磁场分量A2，随后再次向任意方向移动30秒，到达地点A3并测量得到第三个第一地磁场分量X3，以此类推，直至设定的用于标定的时长结束，即在10分钟内重复上述过程，由此即可分别在多个地点测量得到多个第一地磁场分量。

当然，也可以不移动至其他地点，而是在同一个地点，每间隔一段时间测量一次，连续测量多次，从而得到同一地点在多个不同的时刻的多个第一地磁场分量。

另外，还可以指定有限的几个地点，在这几个地点之间往复移动，每移动至一个地点测量一次。

另外，也可以只测量一次，得到一个第一地磁场分量。

若进行了多次测量，那么，对于每一次测量都需要将测量的位置和时间提供作为世界地磁模型的输入参数，利用世界地磁模型处理得到本次测量的第二地磁场分量。换言之，测量得到的每一个第一地磁场分量，均会调用世界地磁模型根据测量得到该第一地磁场分量的位置和时刻处理出一个对应的第二地磁场分量。

待标定磁传感器，指代已经安装与相应的电子设备上，并且尚未测量得到该电子设备内部的电磁环境对测量结果造成的偏差的磁传感器。

测量得到的任意一个第一地磁场分量可以表示：(Mbx1，Mby1，Mbz1)，其中Mbx1表示在待标定磁传感器所在的位置，沿载体坐标系的X轴的正方向的地球磁场的强度，Mby1表示在待标定磁传感器所在的位置，沿载体坐标系的Y轴的正方向的地球磁场的强度，Mbz1表示在待标定磁传感器所在的位置，沿载体坐标系的Z轴的正方向的地球磁场的强度。空间中同一点处可以的磁场的强度，是该空间内所有磁场叠加后的强度，因此，安装在电子设备中的待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量，实际上体现的并不仅仅是所在位置的地球磁场的强度，而是地球磁场和所属的电子设备上电运行时产生的设备磁场叠加后的磁场强度，这就导致待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量相对于真实地磁场分量存在误差。

其中，载体坐标系可以理解为一个固定在安装待标定磁传感器的设备上的空间直角坐标系，可选的，可以将该坐标系的X轴的正方向指向设备的正右方，Y轴的正方向指向设备的正前方，Z轴的正方向指向设备的正上方，此时的载体坐标系，可以记为载体的右前上坐标系。

对于任意一个第一地磁场分量，这个第一地磁场分量对应的第二地磁场分量，可以根据测量得到第一地磁场分量的时间，测量时待标定磁传感器所在的位置和预设的世界地磁模型确定。

例如，假设在T0时刻，地点A利用待标定磁传感器测量得到一个第一地磁场分量X，那么，将T0时刻，地点A的位置信息(例如，可以是地点A的经度，纬度和海拔高度)代入预设的世界地磁模型，就可以获得在T0时刻，地点A的第二地磁场分量，也就是与第一地磁场分量X对应的第二地磁场分量。第二地磁场分量，可以认为是根据时刻、地点和世界地磁模型计算得到的该地点在该时刻的真实地磁场分量的理论值。相对的，安装于设备内的待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量，则可以认为是该地点在该时刻的真实地磁场分量的测量值。

需要说明的是，步骤S101和步骤S102的执行顺序，可以是，连续地用待标定磁传感器进行多次磁场测量，记录每一次测量得到的第一地磁场分量，以及每一次测量时待标定传感器所在的位置(可选的，可以将定位装置确定的安装有待标定传感器的电子设备所在的位置作为待标定磁传感器所在的位置)。多次测量结束后，在逐一计算测量得到的每一个第一地磁场分量的测量误差。

在本实施例中，步骤S101中确定第二地磁场分量所用的世界地磁模型，可以是WMM(WorldMagnetic Model，世界地磁模型)2020版本的世界地磁模型，在本申请其他可选的实施例中，也可以采用除上述版本以外的其他版本的世界地磁模型。

世界地磁模型可以表现为一个数学模型，或者一个用于实现该数学模型的计算机程序。在任意一次利用待标定磁传感器测量得到一个第一地磁场分量之后，将本次测量的时刻，和测量时待标定磁传感器所在位置的经度，纬度和海拔高度代入世界地磁模型，或者作为程序的参数输入用于实现世界地磁模型的计算机程序，就可以获得在进行本次测量的时刻和位置的真实地磁场分量的理论值。

世界地磁模型输出的第二磁场分量，可以记为(Mex1，Mey1，Mez1)，其中，Mex1表示沿地球坐标系的X轴正方向的地球磁场的强度，Mey1表示沿地球坐标系的Y轴正方向的地球磁场的强度，Mez1表示沿地球坐标系的Z轴正方向的地球磁场的强度。

其中，地球坐标系是固定于地球上，随着地球的运动而运动的空间直角坐标系，地球坐标系一般是以假想的地球球心作为坐标原点，从坐标原点指向北极的方向作为Z轴的正方向，X轴和Y轴均位于地球的赤道平面上。

S102、利用第一地磁场分量和对应的第二地磁场分量，计算得到第一地磁场分量的测量误差。

需要说明的是，若测量得到多个第一地磁场分量，那么在执行步骤S102时需要对每一个第一地磁场分量，均利用这个第一地磁场分量和对应的第二地磁场分量计算得到这个第一地磁场分量的测量误差。

另一方面，步骤S101和步骤S102的执行顺序，也可以是，每利用待标定磁传感器进行一次地磁测量，得到一个第一地磁场分量，就立即根据待标定磁传感器当前所在的位置以及世界地磁模型，确定待标定磁传感器当前所在位置的第二地磁场分量，然后执行步骤S102计算得到本次测量得到的第一地磁场分量的测量误差，并记录该测量误差，在完成了多次测量之后，就可以直接读取每一次测量后计算得到的测量误差，然后执行步骤S103。

如前文所述，针对测量得到的任意一个第一地磁场分量，该第一地磁场分量相对于对应的第二地磁场分量的测量误差，可以认为是，在设备磁场的干扰下某地的真实地磁场分量的测量值，相对于该地的真实地磁场分量的理论值的误差，因此，计算得到的测量误差的数值，可以反映设备磁场所引起的测量结果的偏差的数值。

S103、根据第一地磁场分量的测量误差确定待标定磁传感器的补偿分量。

其中，补偿分量用于修正待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量。

可选的，若在步骤S101中测量得到了多个第一地磁场分量，对应的在步骤S102中计算得到每一个第一地磁场分量的测量误差，则步骤S103的具体执行方式可以是，计算步骤S102输出的所有测量误差的平均值，将计算得到的平均值作为待标定磁传感器的补偿分量。

若在前述步骤中仅测量得到一个第一地磁场分量，也可以直接将步骤S102中输出的第一地磁场分量的测量误差，确定为待标定磁传感器的补偿分量。

可选的，步骤S103中的平均值，可以是所有测量误差的算术平均值，也可以是按一定的加权系数计算得到的所有测量误差的加权平均值。

假设在步骤S101中累计测量了N次，得到N个第一地磁场分量，N是大于1的正整数，其中第i次测量的测量误差记为(offsetMxi，offsetMyi，offsetMzi)，i是1至N的正整数，那么步骤S103的计算过程可以是：

其中，平均值Mxavr，Myavr，Mzavr即计算得到的算术平均值，这三个算术平均值组成的向量(Mxavr，Myavr，Mzavr)就是步骤S103中计算得到的待标定磁传感器的补偿分量。

计算得到待标定磁传感器的补偿分量之后，就相当于完成了对待标定磁传感器的标定。因此，步骤S103中计算得到的补偿分量，可以认为是对待标定磁传感器进行标定后得到结果，标定的准确度越高，则最后输出的补偿分量就越接近待标定磁传感器所在的设备的设备磁场的强度，相对于，用补偿分量对待标定磁传感器输出的第一地磁场分量进行修正后得到的磁场分量，也就越接近于待标定磁传感器所在位置的真实地磁场分量。

获得待标定磁传感器的补偿分量之后，可以将待标定磁传感器的补偿分量存储在设备的存储介质中，在设备实际使用时，若任意时刻需要获取设备所在位置的地磁场分量，那么，可以首先调用待标定磁传感器测量得到当前的第一地磁场分量，然后，从存储介质中读取待标定磁传感器的补偿分量，用待标定磁传感器输出的第一地磁场分量，减去补偿分量，将得到的结果，作为待标定磁传感器测量得到的，当前所在位置的真实地磁场分量，或者说，作为当前所在位置的真实地磁场分量的理论值。

例如，假设某一时刻用待标定磁传感器测量得到的当前所在位置的第一地磁场分量为(Mbx，Mby，Mbz)，从存储介质中读取的待标定磁传感器的补偿分量为(Mxavr，Myavr，Mzavr)，那么，本次待标定磁传感器测量得到的当前所在位置的真实地磁场分量可以记为：

(Mcx，Mcy，Mcz)＝(Mbx，Mby，Mbz)-(Mxavr，Myavr，Mzavr)

其中，Mcx＝Mbx-Mxavr，Mcy＝Mby-Myavr，Mcz＝Mbz-Mzavr。

如背景技术所述的现有的标定方法，需要将安装待标定磁传感器的设备旋转一周或几周，每旋转一定的角度就记录一次待标定磁传感器输出的第一地磁场分量，最后，将在多个不同角度测量得到的多个第一地磁场分量的终点拟合出一个椭圆形轨迹，然后利用相应的算法对拟合得到的椭圆形轨迹进行处理，从而产生理论上该位置的真实地磁场分量，然后基于求解出来的真实地磁场分量和待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量之间的偏差，确定待标定磁传感器所属的设备的电磁环境的影响，也就是确定待标定磁传感器的补偿分量。

而本申请实施例所提供的标定方法，可以认为是，将世界地磁模型根据测量的时刻和位置输出的第二地磁场分量作为不受设备的地磁环境干扰的真实地磁场分量，然后根据这个第二地磁场分量与待标定磁传感器测量得到的，受设备的电磁环境干扰的第一地磁场分量之间的偏差，确定待标定磁传感器的补偿分量。

综上所述，利用本申请所提供的标定方法标定磁传感器的过程中，并不需要对安装有待标定磁传感器的设备沿自身的轴向进行旋转，因此，也就不会因为标定过程中设备的轴心的偏移导致标定结果，即最终确定的补偿分量的准确度降低。

另一方面，现有的标定方法为了尽可能提高标定的结果的准确度，往往需要将安装有待标定磁传感器的设备安装在专门用于进行旋转的测试台上，以尽可能避免标定过程中设备的轴心发生偏移，受限于测试台的尺寸大小，适用现有的这种通过旋转设备进行标定的方法的设备的尺寸也不能过大，导致现有的方法无法用于标定安装在大型设备上的待标定磁传感器，适用范围受限。

而本申请实施例所提供的标定方法只需要读取待标定磁传感器输出的第一地磁场向量，以及获取测量的时间和测量时设备所在的位置就可以实现标定，不需要将安装待标定磁传感器的设备再安装在其他的试验台上，因此对待标定磁传感器所安装的设备没有限制，可以适用于安装在任意尺寸的设备上的待标定磁传感器。

进一步的，现有通过对设备进行旋转而实现的标定方法，其旋转过程往往依赖于人工的控制，难以实现自动化的标定，效率较低。而本申请所提供的方法，可以通过计算机程序控制设备自动移动，以及自动地触发待标定磁传感器测量得到第一地磁场分量，记录测量时间和位置等，因此，本方案可以通过计算机程序实现完全自动化的磁传感器的标定，相对于现有的方法可以提高标定的效率。

请参考图2，前述实施例中步骤S102的具体执行过程，也就是根据第一地磁场分量和对应的第二地磁场分量计算得到第一地磁场分量的测量误差的方法，可以包括如下步骤：

S201、获取测量得到第一地磁场分量时待标定磁传感器所属的设备的姿态数据。

其中，姿态数据包括设备的俯仰角、航向角和横滚角。

可以理解的，步骤S201所述的获取姿态数据，其实质就是分别获取测量得到一个第一地磁场分量时设备的俯仰角，航向角和横滚角。

其中，设备的俯仰角和横滚角的获取方式可以是：

利用加速度计分别测量得到设备在载体坐标系的X轴正方向的加速度fx，在Y轴正方向的加速度fy，以及在Z轴正方向的加速度fz，并从存储介质读取测量时设备所在位置的重力加速度G。

然后，将上述参数代入以下公式，即可计算得到设备的俯仰角R1和横滚角R2：

R1＝arcsin(fx÷G)

R2＝arctan(-fy÷fz)

在设备安装有双天线定位装置，例如双天线GPS(全球卫星定位系统)时，可以直接用设备的双天线定位装置测出设备任意时刻的航向角R3。

S202、确定第一转换矩阵和第二转换矩阵。

第一转换矩阵，用于从地球坐标系转换至导航坐标系，也就是说，利用第一转换矩阵可以将在地球坐标系下的矢量，转换为在导航坐标系下的矢量，具体在本申请中，地磁场分量可以认为是反映空间中某一点的地磁场的方向和强度的矢量，因此，利用第一转换矩阵可以将世界地磁模型输出的地球坐标系下的地磁场分量转换为导航坐标系下的地磁场分量。

第二转换矩阵用于从导航坐标系转换至待标定磁传感器所在的设备的载体坐标系，也就是将在导航坐标系下的矢量，转换为在载体坐标系下的矢量。

导航坐标系，可以认为是固定于设备所在的位置，但是方向固定，不随设备的转向而转向的空间直角坐标系。

导航坐标系与载体坐标系的区别在于，载体坐标系的原点固定于设备上，同时其坐标轴的指向随设备的转动而转动；而导航坐标系的原点固定于设备上，但是其坐标轴的指向不随设备的转动而转动。

一种常见的导航坐标系是东北天坐标系，该坐标系以正东方为X轴的正方向，以正北方为Y轴的正方向，以垂直指向天空的方向为Z轴的正方向。

在任意时刻，获得了设备当前所在位置的经度和纬度后，就可以计算得到如下的第一转换矩阵Matrix1：

其中，K1表示设备当前所在位置的经度，K2表示设备当前所在位置的纬度。

然后，根据设备的姿态数据可以计算得到如下的第二转换矩阵Matrix2：

S203、利用第一转换矩阵和第二转换矩阵将第一地磁场分量对应的第二地磁场分量转换为第三地磁场分量。

需要说明的是，第二地磁场分量，和利用第一转换矩阵与第二转换矩阵转换得到的第三地磁场分量具有相同的物理意义，两者均表示利用世界地磁模型计算得到的，特定位置上的真实地磁场分量，或者说真实地磁场分量的理论值。

步骤S203所述的转换，仅仅是，将原本在地球坐标系下表示的真实地磁场分量(即第二地磁场分量)，转换为在载体坐标系下表示的真实地磁场分量(即第三地磁场分量)。

进行上述转换的原因在于，对于安装在特定设备上的待标定磁传感器，其在任意时刻输出的第一地磁场分量，均是在设备的载体坐标系下的地磁场分量，为了简化后续利用补偿分量进行修正的过程，应当控制补偿分量，以及用于计算得到补偿分量的每个第一地磁场分量的测量误差均统一于设备的载体坐标系下，因此需要将世界地磁模型输出的地球坐标系下的第二地磁场分量，转换为载体坐标系下的第三地磁场分量，这样，就可以直接用同样处于载体坐标系下的第一地磁场分量和第三地磁场分量计算得到处于载体坐标系下的测量误差。

将世界地磁模型输出的第二地磁场分量记为(Mex1，Mey1，Mez1)，则步骤S203所述的转换，可以通过如下公式实现：

其中，等号左侧的向量(Mbx2，Mby2，Mbz2)就是步骤S203转换后得到的第三地磁场分量。

S204、计算第一地磁场分量和第三地磁场分量的差值，得到第一地磁场分量的测量误差。

步骤S204，可以通过如下公式实现：

假设当前计算的是第i次测量得到的第一地磁场分量，第一地磁场分量记为(Mbx1，Mby1，Mbz1)，第三地磁场分量记为(Mbx2，Mby2，Mbz2)，对应的，步骤S204计算得到的第一地磁场分量的测量误差(offsetMxi，offsetMyi，offsetMzi)为：

结合本申请任一实施例所提供的磁传感器的标定方法，本申请实施例还提供一种磁传感器的标定装置，请参考图3，该装置可以包括以下单元：

处理单元301，用于利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量。

其中，所述第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量。

其中，第一地磁场分量对应的第二地磁场分量，根据测量得到第一地磁场分量的时间、时待标定磁传感器所在的位置和预设的世界地磁模型确定。

计算单元302，用于利用第一地磁场分量和对应的第二地磁场分量，计算得到第一地磁场分量的测量误差。

确定单元303，用于根据第一地磁场分量的测量误差确定待标定磁传感器的补偿分量。

其中，补偿分量用于修正待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量。

可选的，该装置还包括：

修正单元304，用于将待标定传感器测量得到的待标定传感器所在位置的第一地磁场分量，减去待标定传感器的补偿分量，得到待标定传感器所在位置的真实地磁场分量。

可选的，当测量得到多个第一地磁场分量时，处理单元301会输出每一个第一地磁场分量对应的第二地磁场分量，计算单元302会计算得到每一个第一地磁场分量对应的测量误差。

对应的，确定单元303根据第一地磁场分量的测量误差确定待标定磁传感器的补偿分量时，具体用于：

计算所有第一地磁场分量的测量误差的平均值，将得到的平均值作为待标定磁传感器的补偿分量。

可选的，计算单元302，包括：

获取单元，用于获取测量得到第一地磁场分量时待标定磁传感器所属的设备的姿态数据；其中，姿态数据包括设备的俯仰角、航向角和横滚角；

子确定单元，用于根据测量得到第一地磁场分量时待标定磁传感器所在位置确定从地球坐标系转换至导航坐标系的第一转换矩阵，并根据姿态数据确定测量得到第一地磁场分量时从导航坐标系转换至设备的载体坐标系的第二转换矩阵；

转换单元，用于利用第一转换矩阵和第二转换矩阵将第一地磁场分量对应的第二地磁场分量转换为第三地磁场分量；

子计算单元，用于计算第一地磁场分量和第三地磁场分量的差值，得到第一地磁场分量的测量误差。

可选的，获取单元获取测量得到第一地磁场分量时待标定磁传感器所属的设备的姿态数据时，具体用于：

获取测量得到第一地磁场分量时待标定磁传感器所属的设备的加速度计测量得到的设备加速度值，以及设备所在位置的重力加速度值；

根据设备加速度值和重力加速度值计算得到设备的俯仰角和横滚角，并将设备的俯仰角、横滚角和设备的双天线定位装置测量得到的航向角作为测量得到的第一地磁场分量时待标定磁传感器所属的设备的姿态数据。

本申请实施例所提供的磁传感器的标定装置，其具体工作原理可以参考本申请任一实施例所提供的磁传感器的标定方法，此处不再赘述。

本申请提供一种磁传感器的标定装置，该装置包括，处理单元301利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量；第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量；计算单元302利用第一地磁场分量和对应的第二地磁场分量，计算得到第一地磁场分量的测量误差；确定单元303根据第一地磁场分量的测量误差确定待标定磁传感器的补偿分量；补偿分量用于修正待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量。本方案将世界地磁模型输出的第二地磁场分量作为真实的地磁场分量，利用第二地磁场分量和磁传感器测量得到的第一地磁场分量完成磁传感器的标定，不需要对设备进行旋转，避免旋转时设备的轴心偏移的影响，提高了准确度。

本申请实施例还提供一种电子设备，请参考图4，包括存储器401和处理器402。

其中，存储器401用于存储计算机程序，处理器402用于执行计算机程序，具体用于实现本申请任一实施例所提供的磁传感器的标定方法。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，用于存储计算机程序，存储的计算机程序被执行时，具体用于实现本申请任一实施例所提供的磁传感器的标定方法。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种磁传感器的标定方法，其特征在于，包括：

利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量；其中，所述第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量；

利用所述第一地磁场分量和对应的所述第二地磁场分量，计算得到所述第一地磁场分量的测量误差；

根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量；其中，所述补偿分量用于修正所述待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量；

其中，所述利用所述第一地磁场分量和对应的所述第二地磁场分量，计算得到所述第一地磁场分量的测量误差，包括：

获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据；所述姿态数据包括所述设备的俯仰角、航向角和横滚角；

根据测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所在位置确定从地球坐标系转换至导航坐标系的第一转换矩阵，并根据所述姿态数据确定测量得到所述第一地磁场分量时从所述导航坐标系转换至所述设备的载体坐标系的第二转换矩阵；

利用所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵将所述第一地磁场分量对应的所述第二地磁场分量转换为第三地磁场分量；

计算所述第一地磁场分量和所述第三地磁场分量的差值，得到所述第一地磁场分量的测量误差。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述待标定磁传感器测量得到多个第一地磁场分量；

其中，所述根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量，包括：

计算每一个所述第一地磁场分量的测量误差的平均值，得到所述待标定磁传感器的补偿分量。

3.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量之后，还包括：

将所述待标定磁 传感器测量得到的所述待标定磁 传感器所在位置的第一地磁场分量，减去所述待标定磁 传感器的补偿分量，得到所述待标定磁 传感器所在位置的真实地磁场分量。

4.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述获取测量得到所述的第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据，包括：

获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的加速度计测量得到的设备加速度值，以及所述设备所在位置的重力加速度值；

根据所述设备加速度值和所述重力加速度值计算得到所述设备的俯仰角和横滚角，并将所述设备的俯仰角、横滚角和所述设备的双天线定位装置测量得到的航向角作为测量得到所述的第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据。

5.一种磁传感器的标定装置，其特征在于，包括：

处理单元，用于利用预设的世界地磁模型处理第一地磁场分量的位置和时刻，得到第二地磁场分量；其中，所述第一地磁场分量指代待标定磁传感器测量得到的地磁场分量；

计算单元，用于利用所述第一地磁场分量和对应的所述第二地磁场分量，计算得到所述第一地磁场分量的测量误差；

确定单元，用于根据所述第一地磁场分量的测量误差确定所述待标定磁传感器的补偿分量；其中，所述补偿分量用于修正所述待标定磁传感器测量得到的第一地磁场分量；

其中，所述计算单元，包括：

获取单元，用于获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据；其中，所述姿态数据包括所述设备的俯仰角、航向角和横滚角；

子确定单元，用于根据测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所在位置确定从地球坐标系转换至导航坐标系的第一转换矩阵，并根据所述姿态数据确定测量得到所述第一地磁场分量时从所述导航坐标系转换至所述设备的载体坐标系的第二转换矩阵；

转换单元，用于利用所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵将所述第一地磁场分量对应的所述第二地磁场分量转换为第三地磁场分量；

子计算单元，用于计算所述第一地磁场分量和所述第三地磁场分量的差值，得到所述第一地磁场分量的测量误差。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取单元获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据时，具体用于：

获取测量得到所述第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的加速度计测量得到的设备加速度值，以及所述设备所在位置的重力加速度值；

根据所述设备加速度值和所述重力加速度值计算得到所述设备的俯仰角和横滚角，并将所述设备的俯仰角、横滚角和所述设备的双天线定位装置测量得到的航向角作为测量得到所述的第一地磁场分量时所述待标定磁传感器所属的设备的姿态数据。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序，具体用于实现如权利要求1至4任意一项所述的磁传感器的标定方法。

8.一种计算机存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，所述计算机程序被执行时，具体用于实现如权利要求1至4任意一项所述的磁传感器的标定方法。

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