JP7481266B2 - 物体の磁力計を較正する方法 - Google Patents
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Description
- 周囲の磁場は常に均一且つ定常とは限らない;
- 近傍の金属要素(例えば、ボディワーク)または磁石は、磁気測定に影響を及ぼす(軟鉄および硬鉄の効果)。特許文献2も参照されたい。
- 磁力計を正確に較正するために、可観測性を得るために「誤差モデルを励起する」ように、磁力計を最大の空間方位に配置する必要がある。この問題は、使用前に較正を行う場合に手で持ち運ぶことができる機器のために容易に解決される(それはすべての方向に向けられる。例えば、特許文献3を参照)。磁力計が車両に装着されている場合、次の制限がある:
・ 車両の典型的な走行の間に、ロールとピッチがわずかにゼロから逸脱するという事実による。
・ ボディが磁化されるという事実、または車両が積載されるという事実により、これは、較正がもはや適切でなくなる可能性があることを意味する;これは、定期的な再較正が必要となる。
(a) 取得であって、
- 磁力計による、磁力計の周囲の磁場の少なくとも3つの測定成分の、および
- 物体に固定された慣性測定手段による、物体の角速度の
取得;
(c) データ処理手段による、磁場の推定成分および物体の角速度に関連する少なくとも1つの磁気方程式によって定められる式を最小化する磁力計の少なくとも1つの較正パラメータの値の決定であって、
- 磁場の推定成分は、磁場の測定成分及び磁力計の較正パラメータの関数であり、
- 少なくとも1つの磁気方程式は、磁場が磁気測定手段の周囲で均一かつ定常と仮定する、
決定。
・ 磁場の推定成分M(estimation)は、モデル
・ 本方法は、さらに、較正パラメータ上の誤差を表すパラメータを推定するステップ(b)を含み、ステップ(c)は、誤差を表す前記パラメータが所定の閾値より大きい場合に、実行される;
・ 本方法は、さらに、外部磁気擾乱を物体の磁気特性の変化から区別するような方法で、較正パラメータ上の誤差を表す前記パラメータの新たな推定するステップ(d)を含む;
・ 本方法は、ステップ(d)の終了時に、誤差を表す前記パラメータが所定の閾値未満である場合、較正が関連する物体の姿勢サブセットを決定するステップ(e)をさらに含む;
・ ステップ(c)は、再帰フィルタまたは最適化の実行を含む;
・ 慣性測定手段はジャイロメータであり、ステップ(a)で取得された物体の角速度は、測定角速度であり、磁気方程式によって使用されるものは、測定角速度及びジャイロメータの較正パラメータによる推定角速度であり、ステップ(c)はまた、ジャイロメータの少なくとも1つの較正パラメータの値の決定を含む;
・ 物体の推定角速度ω(estimation) gyroは、モデル
・ 磁気方程式は、
・ 前記式は
・ 較正パラメータ上の誤差を表す前記パラメータは、所与の時間間隔にわたる
・ 本方法は、データ処理手段によって、前記物体の角速度、磁場の測定成分、および較正パラメータの値にしたがって前記物体の運動を推定するステップ(f)を含む。
- 磁場の推定成分および物体の角速度に関連する少なくとも1つの磁気方程式によって定められる式を最小化する磁力計の少なくとも1つの較正パラメータの値を決定するようにであって、
- 磁場の推定成分は、磁場の測定成分及び磁力計の較正パラメータの関数であり、
- 少なくとも1つの磁気方程式は、磁場が磁気測定手段の周囲で均一かつ定常と仮定している、
決定するように構成されるデータ処理手段をさらに有することを特徴とする物体が提案される。
P. Martin, N. Petit, "Iterative calibration method for inertial and
magnetic sensors", in Proc. of the 48th IEEE Conf. on Decision and Control
2009参照)。センサ軸は、これらの方法の適用した後に固定されたままではない。
(外2)
は、磁場の非定常性(例えば、ヨーロッパにおける50Hzのような周期的な電流、または磁石/鋼製の物体の前記物体の近傍での運動など)を考慮に入れる。
i.外乱(一時的)(例えば、車両が通過する隣の鉄/コンクリートでできた大きな構造物)、これは、磁気方程式の∇M・Vまたは
(外2)
のタイプの項を生成する。
ii.車両の磁気特性の変化(例えば、車両のシェルの磁化の変化、乗客による磁性体の変位)。
i.物体1の姿勢が、関連するサブセットによってカバーされていない場合、本方法を実行するか、またはデフォルト較正を選択することが可能である。
ii.物体1の現在の姿勢が適切なサブセットによってカバーされる場合、このゾーンのための適切な較正が使用される。
- 物体1の角速度を取得するように構成される慣性測定手段11(例えばジャイロメータ);
- 該当する場合、磁場の少なくとも3つの成分を取得するように構成される磁力計;
- オプションで、物体1の測定された線速度を取得するように構成される追加の取得手段10(有利には、車両の車輪の少なくとも2つに取り付けられ、前記2つの車輪の測定された速度を取得するように構成される走行距離計);
- データ処理手段21であって、
〇 磁場の推定成分および物体1の角速度に関連する少なくとも1つの磁気方程式によって規定される式を最小化する磁力計20の少なくとも1つの較正パラメータの値を決定するように較正され、
・ 磁場の推定成分は、磁場の測定成分及び磁力計20の較正パラメータの関数であり、
・ 少なくとも1つの磁気方程式は、磁場が磁気測定手段20の周囲で均一かつ静止していると仮定する。
- データ処理手段21は、さらに、
〇 較正パラメータの値の決定の前及び/又は後に較正パラメータ上の誤差を表すパラメータを推定し;
〇 前記物体1の運動を推定する、
ように構成されることができる。
Claims (12)
- 周囲磁場中を移動する物体の磁力計を較正する方法であって、前記方法は:
(a) 取得のステップであって、
- 前記磁力計による、前記磁力計の周囲の磁場の少なくとも3つの測定成分、および
- 前記物体に固定された慣性測定手段による、前記物体の測定角速度の
取得のステップと;
(c) データ処理手段による、前記磁場の推定成分および前記物体の推定角速度に関連する少なくとも1つの磁気方程式によって定められる式の値を最小化する前記磁力計の少なくとも1つの較正パラメータの更新された値の決定のステップであって、
- 前記磁場の前記推定成分は、前記磁場の前記測定成分及び前記磁力計の前記較正パラメータの関数であり、
- 前記推定角速度は前記物体の前記測定角速度の関数であり、
- 前記少なくとも1つの磁気方程式は、前記磁場が前記磁力計の周囲で均一かつ定常と仮定する、
決定のステップと、
を含み、
前記磁気方程式は、
方法。 - 前記較正パラメータの現在の値の誤差を表す第1誤差パラメータを推定するステップ(b)をさらに含み、前記ステップ(c)は、前記第1誤差パラメータが所定の閾値より大きい場合に、実行される、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記較正パラメータの前記更新された値の誤差を表す第2誤差パラメータを推定するステップ(d)をさらに含む、
請求項3に記載の方法。 - 前記ステップ(d)の終了時に、前記第2誤差パラメータが所定の閾値未満である場合、前記較正が関連する前記物体の姿勢サブセットを決定するステップ(e)をさらに含む、
請求項4に記載の方法。 - 前記ステップ(c)は、再帰フィルタまたは最適化の実行を含む、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記慣性測定手段はジャイロメータであり、前記推定角速度は、前記測定角速度及び前記ジャイロメータの較正パラメータの関数である推定角速度であり、前記ステップ(c)はまた、前記ジャイロメータの少なくとも1つの較正パラメータの値の決定を含む、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記データ処理手段によって、前記物体の前記角速度、前記磁場の前記測定成分、および前記較正パラメータの値にしたがって前記物体の運動を推定するステップ(f)を含む、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。 - 周囲磁場中を移動する物体であって、前記物体の測定角速度を取得するように構成される慣性測定手段と、前記磁場の少なくとも3つの測定成分を取得するように構成される磁力計とを有し、前記物体は:
- 前記磁場の推定成分および前記物体の推定角速度に関連する少なくとも1つの磁気方程式によって定められる式の値を最小化する前記磁力計の少なくとも1つの較正パラメータの更新された値を決定するように構成されるデータ処理手段をさらに有し、
- 前記磁場の前記推定成分は、前記磁場の前記測定成分及び前記磁力計の較正パラメータの関数であり、
- 前記推定角速度は前記物体の前記測定角速度の関数であり、
- 前記少なくとも1つの磁気方程式は、前記磁場が前記磁力計の周囲で均一かつ定常と仮定し、
前記磁気方程式は、
物体。 - コンピュータ上で実行されるとき、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の磁力計を較正する方法を実行するためのコード命令を含むコンピュータプログラム製品。
- コンピュータ装置の一部によって読取可能な記憶手段であって、前記記憶手段のコンピュータプログラム製品が請求項1乃至9のいずれか1項に記載の磁力計を較正する方法を実行するためのコード命令を含む、記憶手段。
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