一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法技术

一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，所述方法包括步骤：将无人机和移动终端放置于第一磁场环境中；使用地面站软件分别对所述无人机和所述移动终端上的磁罗盘进行校准；获取所述无人机和所述移动终端对应的第一磁罗盘校准信息和第二磁罗盘校准信息；将所述无人机和所述移动终端放置于第二磁场环境中；使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行校准；获取所述移动终端的第三磁罗盘校准信息；根据所述第二磁罗盘校准信息和所述第三磁罗盘校准信息计算磁罗盘相对校准信息；根据所述第一磁罗盘校准信息和所述磁罗盘相对校准信息计算所述无人机上的磁罗盘在所述第二磁场环境中对应的第四磁罗盘校准信息。本申请操作更简便，费时更少。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法
本专利技术属于无人机磁罗盘校准
，具体涉及一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法。
技术介绍
地球的磁场象一个条形磁体一样，由磁南极指向磁北极，磁极点处的磁场和当地的水平面垂直，赤道处的磁场和当地的水平面平行。对于一个固定的地点，地磁场是一个矢量，这个矢量可以被分解为两个分量，一个分量与当地水平面平行，另一个分量与当地水平面垂直。当使用电子罗盘时，如果保持电子罗盘和当地的水平面平行，那么罗盘中磁力计的三个轴(X轴、Y轴和Z轴)就和地磁场的三个分量(X分量、Y分量和Z分量)一一对应起来。实际上对水平方向的两个分量来说，它们的矢量和总是指向磁北的。罗盘中的航向角(Azimuth)就是当前方向和磁北的夹角。由于罗盘保持水平，只需要用磁力计水平方向两轴(通常为X轴和Y轴)的检测数据就可以计算出航向角。当罗盘水平旋转的时候，航向角在0-360度之间变化。通过测量电子磁罗盘3个方向的磁感应强度来计算磁北级的方向，并实现指南针的功能。然而由于地球磁场在一般情况下只有微弱的0.5高斯，而一个2厘米距离外的普通手机喇叭仍会有大约4高斯的磁场，一个2厘米距离外的手机马达会有大约6高斯的磁场，这一特点使得针对电子设备表面进行地球磁场的测量很容易受到电子设备本身的干扰。对于无人机来说，机体中的金属部件、飞控硬件电路板、电机等都会产生干扰磁场，这导致飞机上的电子磁罗盘测量的所在地的地磁值与真实的地磁值之间存在偏差。因此为了正确的计算当前的航向角，需要计算出此偏差值，也即对磁罗盘进行校准。一般认为，干扰磁场是一个恒定的矢量(当电子磁罗盘相对于机身的位置不变且飞机机体结构不变时)，在磁传感器的坐标系中，在没有外界任何磁场干扰的情况下，地球磁场矢量绕z轴圆周转动过程中在XY平面内的投影轨迹将会是一个标准的以原点(坐标为(0,0))为中心的圆。当存在外界磁场干扰的情况时，测量得到的磁场强度矢量α将为该点地球磁场β与干扰磁场γ的矢量和，记作：α＝β+γ。一般情况下，当带有传感器的设备在空中各个方向旋转时，测量值组成的空间几何结构实际上是一个圆球，所有的采样点都落在这个球的表面上。对无人机的磁罗盘具体校准过程为：地面站软件连接无人机并发送开始校准命令，无人机内部进入磁罗盘校准状态，并将校准过程通知到地面站，地面站软件按接收到的通知显示相应的操作提示，作业人员按地面站软件的操作提示将无人机六个面依次朝下，在水平方向绕着固定的中心点将无人机旋转360度，在这个过程中，飞控可以采样到上述所述球体的部分表面，从而推导出球心的位置，即磁场干扰矢量的大小及方向，校准完成后，飞控会将计算的矢量保存到存储器，用于磁罗盘工作时确定方向。但是上述校准方法存在如下缺点：(1)校准过程较繁琐，对于体型较大的无人机，将机体六个面朝下进行机体的旋转操作，不是很方便；(2)校准时，计算的磁场干扰矢量是包含校准时所在地的地磁偏移信息的，当飞机运输超过一定距离时，地磁的变化导致之前校准得到的干扰矢量不能正确计算飞机航向角，需要重新校准，即每次飞机运输跨过一定距离，都需要重新校准。浪费人力物力。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，所述方法包括步骤：将无人机和移动终端放置于第一磁场环境中；使用地面站软件对所述无人机上的磁罗盘进行第一校准；获取所述无人机的第一磁罗盘校准信息；使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第二校准；获取所述移动终端的第二磁罗盘校准信息；将所述无人机和所述移动终端放置于第二磁场环境中；使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第三校准；获取所述移动终端的第三磁罗盘校准信息；根据所述第二磁罗盘校准信息和所述第三磁罗盘校准信息计算磁罗盘相对校准信息；根据所述第一磁罗盘校准信息和所述磁罗盘相对校准信息计算所述无人机上的磁罗盘在所述第二磁场环境中对应的第四磁罗盘校准信息。优选地，所述将无人机和移动终端放置于第一磁场环境中包括步骤：选择配置有磁罗盘的移动终端；将所述无人机与所述移动终端连接形成组合体；将所述组合体放置于所述第一磁场环境中。优选地，所述使用地面站软件对所述无人机上的磁罗盘进行第一校准包括步骤：将所述地面站软件与所述无人机连接；所述地面站软件向所述无人机发送开启校准指令；所述地面站软件显示预设校准操作；按照所述预设校准操作控制所述无人机旋转预设角度；所述地面站软件获取所述无人机运动轨迹；根据所述运动轨迹所述地面站软件计算所述无人机对应的磁场干扰矢量。优选地，所述按照所述预设校准操作控制所述无人机旋转预设角度包括步骤：依次控制所述无人机的六个面分别朝下；在水平方向绕着固定中心点将所述无人机旋转360度。优选地，所述使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第二校准包括步骤：将所述地面站软件与所述移动终端连接；所述地面站软件向所述移动终端发送开启校准指令；所述地面站软件显示预设校准操作；按照所述预设校准操作控制所述移动终端旋转预设角度；所述地面站软件获取所述移动终端运动轨迹；根据所述运动轨迹所述地面站软件计算所述移动终端对应的磁场干扰矢量。优选地，所述将所述无人机和所述移动终端放置于第二磁场环境中包括步骤：获取所述无人机与所述移动终端连接形成的组合体；将所述组合体放置于所述第二磁场环境中。优选地，所述使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第三校准包括步骤：将所述地面站软件与所述移动终端连接；所述地面站软件向所述移动终端发送开启校准指令；所述地面站软件显示预设校准操作；按照所述预设校准操作控制所述移动终端旋转预设角度；所述地面站软件获取所述移动终端运动轨迹；根据所述运动轨迹所述地面站软件计算所述移动终端对应的磁场干扰矢量。优选地，所述按照所述预设校准操作控制所述移动终端旋转预设角度包括步骤：依次控制所述移动终端的六个面分别朝下；在水平方向绕着固定中心点将所述移动终端旋转360度。优选地，所述第四磁罗盘校准信息的表达式为：A＝B+C；其中，A表示所述第四磁罗盘校准信息，B表示所述第一磁罗盘校准信息，C表示所述磁罗盘相对校准信息。优选地，所述磁罗盘相对校准信息的表达式为：C＝D-E；其中，C表示所述磁罗盘相对校准信息，D表示所述第三磁罗盘校准信息，E表示所述第二磁罗盘校准信息。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法校准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：/n将无人机和移动终端放置于第一磁场环境中；/n使用地面站软件对所述无人机上的磁罗盘进行第一校准；/n获取所述无人机的第一磁罗盘校准信息；/n使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第二校准；/n获取所述移动终端的第二磁罗盘校准信息；/n将所述无人机和所述移动终端放置于第二磁场环境中；/n使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第三校准；/n获取所述移动终端的第三磁罗盘校准信息；/n根据所述第二磁罗盘校准信息和所述第三磁罗盘校准信息计算磁罗盘相对校准信息；/n根据所述第一磁罗盘校准信息和所述磁罗盘相对校准信息计算所述无人机上的磁罗盘在所述第二磁场环境中对应的第四磁罗盘校准信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
将无人机和移动终端放置于第一磁场环境中；
使用地面站软件对所述无人机上的磁罗盘进行第一校准；
获取所述无人机的第一磁罗盘校准信息；
使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第二校准；
获取所述移动终端的第二磁罗盘校准信息；
将所述无人机和所述移动终端放置于第二磁场环境中；
使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进行第三校准；
获取所述移动终端的第三磁罗盘校准信息；
根据所述第二磁罗盘校准信息和所述第三磁罗盘校准信息计算磁罗盘相对校准信息；
根据所述第一磁罗盘校准信息和所述磁罗盘相对校准信息计算所述无人机上的磁罗盘在所述第二磁场环境中对应的第四磁罗盘校准信息。


2.根据权利要求1所述的基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，其特征在于，所述将无人机和移动终端放置于第一磁场环境中包括步骤：
选择配置有磁罗盘的移动终端；
将所述无人机与所述移动终端连接形成组合体；
将所述组合体放置于所述第一磁场环境中。


3.根据权利要求1所述的基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，其特征在于，所述使用地面站软件对所述无人机上的磁罗盘进行第一校准包括步骤：
将所述地面站软件与所述无人机连接；
所述地面站软件向所述无人机发送开启校准指令；
所述地面站软件显示预设校准操作；
按照所述预设校准操作控制所述无人机旋转预设角度；
所述地面站软件获取所述无人机运动轨迹；
根据所述运动轨迹所述地面站软件计算所述无人机对应的磁场干扰矢量。


4.根据权利要求3所述的基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，其特征在于，所述按照所述预设校准操作控制所述无人机旋转预设角度包括步骤：
依次控制所述无人机的六个面分别朝下；
在水平方向绕着固定中心点将所述无人机旋转360度。


5.根据权利要求1所述的基于地面站软件校准无人机磁罗盘的方法，其特征在于，所述使用所述地面站软件对所述移动终端上的磁罗盘进...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：易瓦特科技股份公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42