基于模拟退火算法的电子罗盘校准方法技术

本发明专利技术提供了一种基于模拟退火算法的电子罗盘校准方法，属于智能算法与非线性回归技术领域。模拟退火算法作为一个在解空间中广泛地搜索最优解的算法，对比传统电子罗盘校准方法和一些常见的最优化算法有更强的全局收敛优越性，使用时满足：初始温度足够高；终止温度足够低；降温足够缓慢；热平衡时间足够长的条件时便满足解的全局收敛特性，即初始参数适宜的情况下，模拟退火算法总能在解空间内寻找出全局最小点。实际实验中发现在恰当的初始参数和新解产生函数下，可以在相对较好的时间和空间复杂度下产生电子罗盘的非线性拟合解，精度达到了10E‑3，对比传统校准方法和最小二乘法精度较高。

Calibration method of electronic compass based on simulated annealing algorithm

The invention provides an electronic compass calibration method based on simulated annealing algorithm, which belongs to the field of intelligent algorithm and nonlinear regression technology. The simulated annealing algorithm in the solution space as a wide search algorithm, compared with the traditional electronic compass calibration method and some common optimization algorithm has global convergence superiority, when used to meet: the initial temperature is high enough; the termination temperature is low enough; temperature drop slow enough; heat balance long enough condition when they meet the characteristics of global convergence of solutions, i.e. the initial optimum parameters, the simulated annealing algorithm can find the global minimum point in the solution space. \u5b9e\u9645\u5b9e\u9a8c\u4e2d\u53d1\u73b0\u5728\u6070\u5f53\u7684\u521d\u59cb\u53c2\u6570\u548c\u65b0\u89e3\u4ea7\u751f\u51fd\u6570\u4e0b\uff0c\u53ef\u4ee5\u5728\u76f8\u5bf9\u8f83\u597d\u7684\u65f6\u95f4\u548c\u7a7a\u95f4\u590d\u6742\u5ea6\u4e0b\u4ea7\u751f\u7535\u5b50\u7f57\u76d8\u7684\u975e\u7ebf\u6027\u62df\u5408\u89e3\uff0c\u7cbe\u5ea6\u8fbe\u5230\u4e8610E\u20113\uff0c\u5bf9\u6bd4\u4f20\u7edf\u6821\u51c6\u65b9\u6cd5\u548c\u6700\u5c0f\u4e8c\u4e58\u6cd5\u7cbe\u5ea6\u8f83\u9ad8\u3002

【技术实现步骤摘要】
基于模拟退火算法的电子罗盘校准方法
本专利技术属于智能算法与非线性回归
，提出了一种具有较强针对性的电子罗盘校准的优化方法。
技术介绍
电子罗盘是一种在现代技术中广泛应用的姿态传感器和磁力信号传感器。其与传统姿态传感器相比能耗低、体积小、重量轻、精度高，其输出信号通过处理可以实现数码显示，不仅可以用来指向，其数字信号可以控制仪器的操纵或者提供姿态信号。目前，广为使用的是三轴捷联磁阻式数字磁罗盘，这种罗盘具有抗摇动和抗振性、航向精度较高、对干扰场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据链接等优点，因而广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。然而，在日常工作实践中我们常常在使用电子罗盘时常常需要对电子罗盘进行校准，如果想要对电子罗盘进行高效率、高精度的校准除了使用传统的直接从数据中解析的方法外以外常常需要使用最优化算法，例如最小二乘法等方法进行拟合，而在此类算法中如何确定电子罗盘的初始参数总是一个令人困扰的问题。模拟退火算法是一种通用概率算法，用于在一个大的搜寻空间内寻找问题最优解，本专利技术提供了一种基于模拟退火算法的校准方法解决了这些问题。具体来说，本专利技术专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模拟退火算法的电子罗盘校准方法，其特征在于，步骤如下：(1)模拟退火算法的求解过程①模拟退火算法的设置使用立体8字校准法从电子罗盘获得原始数据，将采集到的原始电子罗盘数据表示为三维向量组的数据集；先对三维向量组的数据集进行预处理，即删除重复数据并视具体情况进行归一化；如果进行归一化，则必须在算法结束时对解进行反向归一化，还原解为原数量级；对于输入的三维向量组的数据集，满足：

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟退火算法的电子罗盘校准方法，其特征在于，步骤如下：(1)模拟退火算法的求解过程①模拟退火算法的设置使用立体8字校准法从电子罗盘获得原始数据，将采集到的原始电子罗盘数据表示为三维向量组的数据集；先对三维向量组的数据集进行预处理，即删除重复数据并视具体情况进行归一化；如果进行归一化，则必须在算法结束时对解进行反向归一化，还原解为原数量级；对于输入的三维向量组的数据集，满足：其中：x，y，z为输入三维坐标分量值，为待求参数；等同于拟合变形的函数：将作为校准的误差函数，该函数值越低越好；其中，Fm(α)表示将当前的估计参数带入第m组数据(xm,ym,zm)的值；m为输入数据组的个数；设定模拟退火算法，初始温度100≤T0≤1010，终止温度Tf<10，任意温度T的迭代次数Lk，K和Lm是预设参数，T是当前温度，模拟退火算法的冷却表：新温度Tnew与旧温度Told的关系为Tnew＝0.95*Told；设定模拟退火算法需要的新解产生函数，原则上倾向于使用尽量遍及解空间的所有区域的产生函数，该函数同时必须满足在某一恒定温度不断迭代时有能力跳出当前的极小区域以便搜索其他可能的极值点；对于电子罗盘的校准采用快速退火函数，该函数产生一个在解空间内任意方向、步长与温度满足：step＝kT的新解，k为常数；②模拟退火算法的步骤根据Metropolis的重要性采样方法和Kirk...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，张宁，王予亮，胡文博，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21