本发明专利技术的一个方面涉及用于校正由安装在移动载体上的磁力计进行的磁力测量的方法（10）。移动载体包括以相对于磁力计固定的关系安装的一个或多个运动传感器和/或位置传感器。该方法包括：获得在一时间间隔期间由磁力计、或者是运动传感器和/或位置传感器同时进行的磁力测量（12）以及运动测量和/或位置测量（14、16）；由处理单元基于在该时间间隔期间同时进行的磁力测量（12）以及运动测量和/或位置测量（14、16）来推断校正的磁力测量（28），并且其中，处理单元（36）包括一个或多个微处理器、并且能够借助于人工智能算法（24）来推断校正的磁力测量（28），所述算法藉由训练数据进行训练，以根据在该时间间隔期间记录的磁力测量以及运动测量和/或位置测量的历史得到磁力测量的校正。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁力计校准或调节
总体上，本专利技术涉及用于校准和/或调节一个或多个磁力计的方法。更具体地，本专利技术涉及校正由移动载体（supportmobile）上的一个或多个磁力计进行的磁力测量，所述移动载体还包括一个或多个运动传感器和/或位置传感器。
技术介绍
如今，大多数多功能移动设备（法语为mobile，英语为smartphone（智能手机））都包括多个不同传感器，例如GNSS接收器（通过GNSS传输的无线电导航信号的接收器，即通过卫星定位系统，GNSS是英语术语“GlobalNavigationSatelliteSystem（全球导航卫星系统）”的首字母缩写）、加速度计、陀螺仪、磁力计等。对于许多应用而言，为了确定多功能移动设备在地面参考系中的定向，磁力计是必不可少的。在导航应用中尤其如此：单独的GNSS接收器能够确定其天线中心的位置和速度。另一方面，GNSS接收器在地面参考系中的定向是困难的，并且至少需要了解初始定向。因此，大多数导航应用在涉及到确定移动设备相对于地图的定向时会使用磁力计。磁力计的测量可以用来指示磁北的方向，或者在校正磁偏角后指示地理北方的方向。然而，测量误差可以达到几度，这意味着磁力计的测量不能用于精确应用。要特别指出的是，该测量误差可能是由外部和/或内部环境中存在的磁干扰引起的，这些磁干扰远远大于地面磁场，并且因此可以大幅扭曲测量估计，从而导致例如十几度的误差。这个问题特别触及低成本磁力计，这是各种类型的移动终端中最常见的。另一个误差来源是由于以下事实：移动终端所在位置的磁场除了地磁场（相对较弱）以外还有其他分担项：局部干扰（磁体、金属块、电磁源）可以容易地扭曲磁力计的测量。本专利技术的目标是减轻该问题，尤其是（但非限制性地）在移动终端（例如，多功能移动设备、平板电脑、联网手表、GNSS/GPS接收器等）的情况下减轻该问题。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及一种用于校正由安装在移动载体上的磁力计进行的磁力测量的方法。除了磁力计之外，移动载体还包括以相对于磁力计固定的关系安装的一个或多个运动传感器和/或位置传感器。该方法包括：o获得在一时间间隔期间由磁力计、或者是运动传感器和/或位置传感器同时进行的磁力测量以及运动测量和/或位置测量；o由处理单元（例如，微处理器、一组微处理器、可编程逻辑电路、专用集成电路等）基于在所述时间间隔期间同时进行的磁力测量以及运动测量和/或位置测量来推断校正的磁力测量，并且其中，处理单元（36）包括一个或多个微处理器、并且能够借助于人工智能算法（24）来推断校正的磁力测量（28），所述算法藉由训练数据进行训练，以根据在该时间间隔期间记录的磁力测量以及运动测量和/或位置测量的历史得到磁力测量的校正。要指出的是，在本文档的上下文中，术语“磁力计”可以是指基本磁力计（能够测量沿轴线的磁场）或包括多个基本磁力计的多轴（例如，双轴或三轴）磁力计。一方面，磁力计在该时间间隔期间进行的磁力测量指示了在该间隔期间在移动载体的参考系中外部磁场的方向和/或大小的演变，因此也指示了移动载体相对于外部磁场的定向的演变。另一方面，由运动传感器和/或位置传感器进行的运动测量和/或位置测量指示了在相同的时间间隔期间移动载体的运动。因此，对校正的磁力测量的推断可以基于一方面移动载体相对于外部磁场的定向的演变以及另一方面移动载体的运动之间的一致和分歧，所述移动载体的运动尤其是移动载体随时间推移的平移运动。这可以涉及到在多个方向上进行的平移运动。如果地面磁场是局部均匀的，则应观察到移动载体相对于外部磁场的定向的演变与移动载体的运动之间的一致（在没有测量误差的情况下，同时移动载体保持处于该局部区域中）。实际上，由于测量误差（特别是由于传感器的漂移/运动/平移运动）以及由于地面磁场的干扰，该一致不会是完美的。直观地，在移动载体处于运动中的时间间隔期间观察到的分歧使得能够检测和量化磁场的局部干扰。然后，可以校正磁力计的测量，以消除这些干扰。在某些条件下，也有可能（重新）校准磁力计：如果以足够的精度已知移动载体在地面参考系（例如WGS84）中的移位以及在该移位期间移动载体自身的运动，则可以推导磁场向量的理论值，并将其与测量值进行比较。优选地，移动载体包括进行运动测量和/或位置测量的一个或多个加速度计。替换地或附加地，移动载体装备有进行运动测量和/或位置测量的一个或多个陀螺仪。特别优选地，移动载体包括惯性中央单元（英语为inertialmeasurementunit或IMU，惯性测量单元），其集成了一个或多个加速度计和一个或多个陀螺仪，并且进行运动测量和/或位置测量。优选地，一个或多个运动传感器被实现为微机电系统（英语为microelectromechanicalsystem或MEMS）。根据本专利技术的一个特别有利的实施例，移动载体设有进行运动测量和/或位置测量的一个或多个位置传感器，优选地，一个或多个GNSS/GPS接收器。如果移动载体配备有多个传感器，例如配备有惯性中央单元和GNSS/GPS接收器，则可以在推断校正的磁力测量的步骤之前的预处理步骤中将运动测量和/或位置测量相互混合（例如，藉由自适应滤波器或卡尔曼滤波器）。优选地，对校正的磁力测量的推断是在飞行中进行的。该时间间隔优选地对应于在确定校正值的时刻之前的定义的时间间隔。该时间间隔可以相对于确定时刻是固定的。然而，可以提供动态地适配时间间隔的参数（起始和持续时间）的可能性。时间间隔优选地具有30s或更长的持续时间，例如1分钟或更长、2分钟或更长、3分钟或更长、4分钟或更长、或者5分钟或更长。该间隔的最大持续时间可以在10至15分钟的范围内。根据本专利技术的一个优选实施例，移动载体包括移动终端，例如移动电话或联网手表。优选地，处理单元包括一个或多个微处理器，其执行专用于推断校正的磁力测量的程序。推断校正的磁力测量的步骤可以使用卡尔曼滤波器或自适应滤波器。然而，更优选地，将使用人工智能算法。在本上下文中，“人工智能算法”意指由计算机实施的算法，其已藉由训练数据进行了训练（通过监督学习或未通过监督学习），以根据在该时间间隔期间记录的磁力测量以及运动测量和/或位置测量的历史得到磁力测量的校正。人工智能算法可以包括例如贝叶斯网络、神经网络、支持向量机、k最近邻法、遗传算法、决策树、决策树森林、高斯混合模型、逻辑回归、线性判别分析、或其组合。上面已经说明，可以校正磁力测量，因为磁力测量应近似地反映出与运动测量和/或位置测量相同的运动。在实践中，建立在所有情况下均有效的校正规则非常困难。出于该原因，在本专利技术的背景中，求助于人工智能算法被认为是有利的。根据本专利技术的一个特别优选的实施例，该方法包括将同时进行的磁力测量以及运动测量和/或位置测量（或由此推导出的量）传输到云计算平台（英语为cloudcomputingplatform），并接收针对校正的磁力测量的由处理单元执行的软件的更新参数。在这种情况下，云计算平台将负责从大量用户收集数据并本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于校正由安装在移动载体（30）上的磁力计进行的磁力测量的磁力测量校正方法（10），除了磁力计（32）之外，移动载体还包括相对于磁力计固定地安装的一个或多个运动传感器和/或位置传感器（34），方法（10）包括：/n- 获得在一时间间隔期间由磁力计、或者是运动传感器和/或位置传感器同时进行的磁力测量（12）以及运动测量和/或位置测量（14、16）；/n- 由处理单元（36）基于在所述时间间隔期间同时进行的磁力测量（12）以及运动测量和/或位置测量（14、16）来推断校正的磁力测量（28），并且其中，处理单元（36）包括一个或多个微处理器、并且能够借助于人工智能算法（24）来推断校正的磁力测量（28），所述算法藉由训练数据进行训练，以根据在该时间间隔期间记录的磁力测量以及运动测量和/或位置测量的历史得到磁力测量的校正。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180910 EP 18193525.51.用于校正由安装在移动载体（30）上的磁力计进行的磁力测量的磁力测量校正方法（10），除了磁力计（32）之外，移动载体还包括相对于磁力计固定地安装的一个或多个运动传感器和/或位置传感器（34），方法（10）包括：
-获得在一时间间隔期间由磁力计、或者是运动传感器和/或位置传感器同时进行的磁力测量（12）以及运动测量和/或位置测量（14、16）；
-由处理单元（36）基于在所述时间间隔期间同时进行的磁力测量（12）以及运动测量和/或位置测量（14、16）来推断校正的磁力测量（28），并且其中，处理单元（36）包括一个或多个微处理器、并且能够借助于人工智能算法（24）来推断校正的磁力测量（28），所述算法藉由训练数据进行训练，以根据在该时间间隔期间记录的磁力测量以及运动测量和/或位置测量的历史得到磁力测量的校正。
2.根据权利要求1所述的磁力测量校正方法（10），其中，磁力计在所述时间间隔期间进行的磁力测量（12）指示移动载体相对于外部磁场的定向的演变。
3.根据权利要求1或2所述的磁力测量校正方法（10），其中，运动传感器和/或位置传感器在所述时间间隔期间进行的运动测量和/或位置测量（14、16）指示在所述时间间隔期间移动载体的运动。
4.根据权利要求2和3所述的磁力测量校正方法（10），其中，对校正的磁力测量（28）的推断是基于一方面移动载体相对于外部磁场的定向的演变以及另一方面移动载体的运动之间的一致和分歧。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的磁力测量校正方法（10），其中，运动测量和/或位置测量（14、16）包括由一个或多个加速度计进行的测量。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的磁力测量校正方法（10），其中，运动测量和/或位置测量（14、16）包括由一个或多个陀螺仪进行的测量。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的磁力测量校正方法（10），其中，运动测量和/或位置测量（14、16）包括由惯性中央单元进行的测量（14），惯性中央单元包括一个或多个加速度计和一个或多个陀螺仪。
8.根据权利要求1至7中的任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·弗兰齐，A·邓巴，E·图莱特肯，V·莫瑟尔，P·施塔德尔曼，L·周，
申请(专利权)人：天梭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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