CN117686952A - 一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法和系统,属于磁传感器校正技术领域,该方法包括:搭建多磁传感器硬件环境;采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,输出数据确定水平方向各坐标轴的极大值和极小值;根据极大值和极小值计算各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子和可靠度因子计算磁传感器的权重系数;根据比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果。基于该方法,还提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统。本发明能够实现系统低成本、高精度及可靠性强的要求,增加了系统的鲁棒性。
Description
技术领域
本发明属于磁传感器校正技术领域,特别涉及一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法和系统。
背景技术
随着微机电系统(MEMS)技术的不断发展和进步,使得MEMS技术在诸多领域得到了广泛的应用,尤其在导航领域发挥了不可替代的作用。由于惯性器件存在误差随时间积累,不能长时间为载体提供航向的问题。磁传感器单独使用可以为载体提供磁航向,和惯性器件一起使用可以估计载体的姿态,融合地磁导航信息能有效解决惯导器件误差累积、稳定性差等缺点,因而近年来受到广泛的研究。但由于磁传感器在制造过程中会产生零偏误差、非正交误差、刻度因子误差等,安装到载体上,会有安装误差,而且在实际使用中极易受到环境磁场的干扰,包括硬磁和软磁干扰等,导致其输出到导航算法中的数据存在极大偏差,无法快速精准地测量指定区域内的地磁场强度信息,从而造成最终姿态角精度降低。
传统的磁传感器的校正方法,主要有直接最小二乘递推法、十二位置校正法以及外加磁场法等,还有针对MEMS传感器校正的多位置标定方法。根据磁传感器校正原理和应用场景的不同进行分类,将磁传感器校正算法分为椭圆拟合校正和椭球拟合校正。椭球拟合校正是在传感器误差产生机理的基础上,对传感器三个轴的误差进行模型,推导了误差系数的解算公式,并利用椭球拟合的思想对三轴磁传感器进行了标定和误差补偿,有效地对三轴磁传感器的非正交误差、灵敏度误差和零偏误差等进行了补偿。而椭圆拟合算法则主要是针对水平面的两个轴进行误差分析和建模,通过求取水平方向的极值信息和尺度信息,然后将水平方向的两个轴进行归一化处理,并将尺度信息补偿到对应轴完成标定和校正。
对于大型载体平台,如车载环境、机载环境和弹载环境等,基于椭球拟合思想的校正算法虽然可以将磁传感器三轴向的误差都可以进行标定和校正,但校正过程中需要采集大量地非正交性数据,这样会导致操作复杂和实践难度增大等问题,因此不适合在大型载体平台环境下应用。基于椭圆拟合算法比较适合在无法进行有效校正操作的情况下进行,通过校正水平方向两个轴的误差,能够显著的降低操作复杂度、缩短了计算时间,并提高了计算效率。但是椭圆拟合法只能用来补偿水平运动载体上的磁传感器,且传统算法如最小二乘法椭圆拟合法,补偿精度较低。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法和系统,基于多磁传感器能够实现系统低成本、高精度以及可靠性强的要求,增加了系统的鲁棒性。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,包括以下步骤:
搭建多磁传感器硬件环境;采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值;
根据水平方向两个轴向的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数;
根据各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,并将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果。
进一步的,所述搭建多磁传感器硬件环境的过程包括:将多个磁传感器分别按照几何对称关系部署到平面校正的硬件系统中;其中几何对称关系包括轴对称和中心对称。
进一步的,所述采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值的过程包括:
采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的磁场信息,根据各磁传感器在水平坐标轴上的磁场信息,确定各磁传感器在水平方向X轴和Y轴方向的极大值分别为和;
重复采集直到各个磁传感器的X轴和Y轴方向的极大值和极小值变化均小于预设门限,则停止校正数据采集。
进一步的,所述预设门限设置为传感器分辨率的1倍或者多倍。
进一步的,所述根据水平方向各坐标轴的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏的过程包括:
确定和/>两种情况下各磁传感器在X轴方向上的比例因子;以及确定/>和/>两种情况下各磁传感器在Y轴方向上的比例因子;/>为各磁传感器在水平方向X轴的极小值;为各磁传感器在垂直方向Y轴的极小值;
根据各磁传感器在X轴方向上的比例因子计算各磁传感器在X轴的零偏;根据各磁传感器在Y轴方向上的比例因子计算各磁传感器在Y轴的零偏。
进一步的,各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏的计算公式为:
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其中,表示磁传感器/>在X轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在X轴方向的零偏;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的零偏。
进一步的,所述根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数的过程包括:
;
其中,表示磁传感器/>的权重系数;/>,/>表示磁传感器/>的可靠度因子;/>代表第/>个传感器;/>表示磁传感器/>的可靠度因子。
进一步的,所述根据各磁传感器计算出在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿的过程包括:
;
;
其中,为磁传感器/>在X轴方向的误差补偿;/>为磁传感器/>在Y轴方向的误差补偿;/>代表实时读取到磁传感器在x轴的实时数据;/>代表实时读取到磁传感器在Y轴的实时数据。
进一步的,将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果的过程包括:
;
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其中,表示多磁传感器系统X轴校正后的值;/>表示多磁传感器系统Y轴校正后的值。
本发明还提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统,包括预处理模块、计算模块和补偿模块;
所述预处理模块用于搭建多磁传感器硬件环境;采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值;
所述计算模块用于根据水平方向两个轴向的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数;
所述补偿模块用于根据各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,并将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果,而不是发明所有的全部效果,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
本发明提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法和系统,属于磁传感器校正技术领域,该方法包括以下步骤:搭建多磁传感器硬件环境;采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值;根据水平方向两个轴向的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数;根据各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,并将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果。基于一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,还提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统。本发明基于多磁传感器能够实现系统低成本、高精度以及可靠性强的要求,增加了系统的鲁棒性。
本发明将多个磁传感器按照一定的几何对称关系部署到硬件系统中,进行联合平面校正,解决了由于单个磁传感器工艺或质量问题导致的校正结果精度降低的问题。
本发明将多个磁传感器进行联合平面校正,解决了传统椭球拟合校正算法不适合在实际中应用的问题,为磁传感器在大载体环境中的使用带来了可行性。
附图说明
图1为本发明实施例1提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法流程图;
图2为本发明实施例1提出的磁传感器坐标系示意图;
图3为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第一种布局方式;
图4为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第二种布局方式;
图5为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第三种布局方式;
图6为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第四种布局方式;
图7为本发明实施例2提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统连接示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例1
本发明实施例1提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,聚焦于解决工程实际应用中磁传感器校正的可行性问题,主要针对在大型载体平台环境下磁传感器进行平面校正。
本发明主要是将多个磁传感器按照一定的几何对称关系部署到硬件系统中,保证各个磁传感器模块相互不影响且能够正常工作的情况下,采用椭圆拟合平面校正算法来对系统中的磁传感器进行联合平面校正,方法中主要是将多个传感器在空间或时间上冗余或互补的信息进行融合,以获得椭圆校正算法最大的性能收益和应对复杂环境的鲁棒性。
图1为本发明实施例1提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法流程图。
在步骤S100中,搭建多磁传感器硬件环境;
搭建多磁传感器硬件环境的过程包括:将多个磁传感器分别按照几何对称关系部署到平面校正的硬件系统中。
图2为本发明实施例1提出的磁传感器坐标系示意图;包括X轴、Y轴和Z轴;F表示前,R表示右,D表示下。
几何对称关系包括轴对称和中心对称。图3为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第一种布局方式;图3采用中心对称布局方式,分别在X轴和Y轴上均安装两个磁传感器。
图4为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第二种布局方式;图4采用中心对称布局方式,分别在X轴和Y轴上均安装两个磁传感器,且在中心点安装一个磁传感器。
图5为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第三种布局方式;图5采用布局方式即满足轴对称,也满足中心对称,分别在X轴和Y轴组合的平面上安装磁传感器,且沿X轴和Y轴均对称。
图6为本发明实施例1提出的多磁传感器硬件第四种布局方式。图6采用中心对称布局方式,分别在X轴和Y轴组合的平面上安装磁传感器,且在中心点安装一个磁传感器。
本发明保护的范围不局限于实施例1中列举出的布局形式,本领域人员可以根据实际情况进行合理的布局。
在步骤S110中,采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值;
采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的磁场信息,根据各磁传感器在水平坐标轴上的磁场信息,确定各磁传感器在水平方向X轴和Y轴方向的极大值分别为和;
重复采集直到各个磁传感器的X轴和Y轴方向的极大值和极小值变化均小于预设门限,则停止校正数据采集。
采集硬件环境中各磁传感器的输出数据,各磁传感器的输出数据表示为,确定各磁传感器在水平方向X轴和Y轴方向的极大值分别为/>和;各磁传感器在水平方向X轴和Y轴方向的极小值分别为/>和/>;其中,/>表示磁传感器/>在/>时刻X轴方向测量到的磁场信息;/>表示磁传感器/>在/>时刻Y轴方向测量到的磁场信息;/>表示磁传感器/>在/>时刻Z轴方向测量到的磁场信息。
重复采集各磁传感器的输出数据,直到各个磁传感器的X轴和Y轴方向的极大值和极小值变化均小于预设门限,则停止校正数据采集。
预设门限设置为传感器分辨率的1倍或者多倍。在本申请中门限/>设置为传感器分辨率的10倍。
在步骤S120中,根据水平方向两个轴向的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数;
确定和/>两种情况下各磁传感器在X轴方向上的比例因子;以及确定/>和/>两种情况下各磁传感器在Y轴方向上的比例因子;/>为各磁传感器在水平方向X轴的极小值;为各磁传感器在垂直方向Y轴的极小值;
根据各磁传感器在X轴方向上的比例因子计算各磁传感器在X轴的零偏;根据各磁传感器在Y轴方向上的比例因子计算各磁传感器在Y轴的零偏。
各磁传感器出在相应坐标轴方向的比例因子和零偏的详细公式包括:
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其中,表示磁传感器/>在X轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在X轴方向的零偏;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的零偏。
根据比例因子计算对应磁传感器的权重系数的过程包括:
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其中,表示磁传感器/>的权重系数;/>,/>表示磁传感器/>的可靠度因子;/>代表第/>个传感器;/>表示磁传感器/>的可靠度因子,值越大表示该磁传感器的可靠性越高。
在步骤S130中,根据各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,并将补偿后的数据进行融合,作为多磁传感器系统校正后的结果。
根据各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿的过程包括:
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其中,为磁传感器/>在X轴方向的误差补偿;/>为磁传感器/>在Y轴方向的误差补偿;/>代表实时读取到磁传感器在x轴的实时数据;/>代表实时读取到磁传感器在Y轴的实时数据。
将补偿后的数据进行融合,作为多磁传感器系统校正后的结果的过程包括:
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其中,表示多磁传感器系统X轴校正后的值;/>表示多磁传感器系统Y轴校正后的值。
本发明通过将多个磁传感器模块及其观测信息进行联合校正,有效地避免了由于单个磁传感器工艺或质量问题导致的校正结果精度降低的问题,而且能够实现系统低成本、高精度以及可靠性强的要求,提升了磁传感器的工程实用性,也为后续的应用提供了可能性。
本发明实施例1提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,基于多磁传感器能够实现系统低成本、高精度以及可靠性强的要求,增加了系统的鲁棒性。
本发明实施例1提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,将多个磁传感器按照一定的几何对称关系部署到硬件系统中,进行联合平面校正,解决了由于单个磁传感器工艺或质量问题导致的校正结果精度降低的问题。
本发明实施例1提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,将多个磁传感器进行联合平面校正,解决了传统椭球拟合校正算法不适合在实际中应用的问题,为磁传感器在大载体环境中的使用带来了可行性。
实施例2
基于本发明实施例1提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,本发明实施例2还提出了一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统,图7为本发明实施例2提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统连接示意图,该系统包括预处理模块、计算模块和补偿模块;
预处理模块用于搭建多磁传感器硬件环境;采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平坐标轴上的输出数据确定水平方向各坐标轴的极大值和极小值;
计算模块用于根据水平方向各坐标轴的极大值和极小值,计算各磁传感器出在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子计算对应磁传感器的权重系数;
补偿模块用于根据各磁传感器出在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,并将补偿后的数据进行融合,作为多磁传感器系统校正后的结果。
预处理模块实现的过程为:搭建多磁传感器硬件环境的过程包括:将多个磁传感器分别按照几何对称关系部署到平面校正的硬件系统中。
几何对称包括轴对称和中心对称。
采集硬件环境中各磁传感器的输出数据,各磁传感器的输出数据表示为,确定各磁传感器在水平方向X轴和Y轴方向的极大值分别为/>和/>;各磁传感器在水平方向X轴和Y轴方向的极小值分别为/>和/>;其中,/>表示磁传感器/>在时刻X轴方向测量到的磁场信息;/>表示磁传感器/>在/>时刻Y轴方向测量到的磁场信息;/>表示磁传感器/>在/>时刻Z轴方向测量到的磁场信息。
重复采集各磁传感器的输出数据,直到各个磁传感器的X轴和Y轴方向的极大值和极小值变化均小于预设门限,则停止校正数据采集。
预设门限设置为传感器分辨率的1倍或者多倍。在本申请中门限/>设置为传感器分辨率的10倍。
计算模块实现的过程为:
确定和/>两种情况下各磁传感器在X轴方向上的比例因子;以及确定/>和/>两种情况下各磁传感器在Y轴方向上的比例因子;/>为各磁传感器在水平方向X轴的极小值;为各磁传感器在垂直方向Y轴的极小值;
根据各磁传感器在X轴方向上的比例因子计算各磁传感器在X轴的零偏;根据各磁传感器在Y轴方向上的比例因子计算各磁传感器在Y轴的零偏。
各磁传感器出在相应坐标轴方向的比例因子和零偏的详细公式包括:
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其中,表示磁传感器/>在X轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在X轴方向的零偏;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的零偏。
根据比例因子计算对应磁传感器的权重系数的过程包括:
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其中,表示磁传感器/>的权重系数;/>,/>表示磁传感器/>的可靠度因子;/>代表第/>个传感器;/>表示磁传感器/>的可靠度因子。
补偿模块实现的过程为:根据各磁传感器出在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿的过程包括:
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其中,为磁传感器/>在X轴方向的误差补偿;/>为磁传感器/>在Y轴方向的误差补偿;/>代表实时读取到磁传感器在x轴的实时数据;/>代表实时读取到磁传感器在Y轴的实时数据。
将补偿后的数据进行融合,作为多磁传感器系统校正后的结果的过程包括:
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其中,表示多磁传感器系统X轴校正后的值;/>表示多磁传感器系统Y轴校正后的值。
本发明通过将多个磁传感器模块及其观测信息进行联合校正,有效地避免了由于单个磁传感器工艺或质量问题导致的校正结果精度降低的问题,而且能够实现系统低成本、高精度以及可靠性强的要求,提升了磁传感器的工程实用性,也为后续的应用提供了可能性。
本发明实施例2提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统,基于多磁传感器能够实现系统低成本、高精度以及可靠性强的要求,增加了系统的鲁棒性。
本发明实施例2提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统,将多个磁传感器按照一定的几何对称关系部署到硬件系统中,进行联合平面校正,解决了由于单个磁传感器工艺或质量问题导致的校正结果精度降低的问题。
本发明实施例2提出的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统,将多个磁传感器进行联合平面校正,解决了传统椭球拟合校正算法不适合在实际中应用的问题,为磁传感器在大载体环境中的使用带来了可行性。
本申请实施例2提供的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统中相关部分的说明可以参见本申请实施例1提供的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法中对应部分的详细说明,在此不再赘述。
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。另外,本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,包括以下步骤:
搭建多磁传感器硬件环境;采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值;
根据水平方向两个轴向的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数;
根据各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,并将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,所述搭建多磁传感器硬件环境的过程包括:将多个磁传感器分别按照几何对称关系部署到平面校正的硬件系统中;其中几何对称关系包括轴对称和中心对称。
3.根据权利要求1所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,所述采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值的过程包括:
采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的磁场信息,根据各磁传感器在水平坐标轴上的磁场信息,确定各磁传感器在水平方向X轴和Y轴方向的极大值分别为和/>;
重复采集直到各个磁传感器的X轴和Y轴方向的极大值和极小值变化均小于预设门限,则停止校正数据采集。
4.根据权利要求3所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,所述预设门限设置为传感器分辨率的1倍或者多倍。
5.根据权利要求3所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,所述根据水平方向各坐标轴的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏的过程包括:
确定和/>两种情况下各磁传感器在X轴方向上的比例因子;以及确定/>和/>两种情况下各磁传感器在Y轴方向上的比例因子;/>为各磁传感器在水平方向X轴的极小值;/>为各磁传感器在垂直方向Y轴的极小值;
根据各磁传感器在X轴方向上的比例因子计算各磁传感器在X轴的零偏;根据各磁传感器在Y轴方向上的比例因子计算各磁传感器在Y轴的零偏。
6.根据权利要求5所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏的计算公式为:
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其中,表示磁传感器/>在X轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在X轴方向的零偏;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的比例因子;/>表示磁传感器/>在Y轴方向的零偏。
7.根据权利要求6所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,所述根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数的过程包括:
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其中,表示磁传感器/>的权重系数;/>,/>表示磁传感器/>的可靠度因子;/>代表第/>个传感器;/>表示磁传感器/>的可靠度因子。
8.根据权利要求7所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,所述根据各磁传感器计算出在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿的过程包括:
;
;
其中,为磁传感器/>在X轴方向的误差补偿;/>为磁传感器/>在Y轴方向的误差补偿;/>代表实时读取到磁传感器在x轴的实时数据;/>代表实时读取到磁传感器在Y轴的实时数据。
9.根据权利要求8所述的一种基于多磁传感器联合进行平面校正的方法,其特征在于,将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果的过程包括:
;
;
其中,表示多磁传感器系统X轴校正后的值;/>表示多磁传感器系统Y轴校正后的值。
10.一种基于多磁传感器联合进行平面校正的系统,其特征在于,包括预处理模块、计算模块和补偿模块;
所述预处理模块用于搭建多磁传感器硬件环境;采集硬件环境中各磁传感器在各个坐标轴上的输出数据,根据各磁传感器在水平方向两个轴向上的输出数据确定水平方向两个轴向的极大值和极小值;
所述计算模块用于根据水平方向两个轴向的极大值和极小值,计算出各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子和零偏;以及根据比例因子和可靠度因子计算对应磁传感器的权重系数;
所述补偿模块用于根据各磁传感器在相应坐标轴方向的比例因子、零偏和权重系数,对所有磁传感器采集到的数据进行误差补偿,并将补偿后的数据进行融合作为多磁传感器系统校正后的结果。
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