一种校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法技术

本发明专利技术公开了一种校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其包括有以下步骤，假定两轴地磁传感器水平放置时其x、y轴的原始输出数据符合一般椭圆公式ax2+bxy+cy2+dx+ey-f＝0(1)，设g(x，y；X)＝ax2+bxy+cy2+dx+ey＝AX＝f，X＝{a，b，c，d，e}，通过计算X的误差平方值并取其最小值，得出式(1)的解，a1x2+b1xy+c1y2+d1x+e1y-1＝0(8)，再通过旋转式(8)表示的椭圆得到新的无倾斜角的椭圆方程a2x2+c2y2+d2x+e2y+f2＝0，由此算出式(1)表示的一般椭圆的圆心坐标、长短轴及长轴与x轴正方向的夹角，最终得到去除软硬磁误差后的归一化数据。本发明专利技术能够有效校准两轴地磁传感器的软硬磁误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种校准两轴地磁传感器的软磁误差和硬磁误差的方法。
技术介绍
随着电子技术的进步，地磁传感器成本越来越低，在各种电子产品领域越来越普及。但是地磁传感器由于其对磁场敏感的特性，很容易受环境中的干扰磁场的影响，从而使地磁传感器的输出值失准。其中干扰磁场引起的误差主要包括硬磁误差和软磁误差。硬磁误差主要是由安装在磁传感器附近的设备和装置之间产生的干扰磁场造成， 其干扰磁场的大小和方向相对于飞机航向是不变的。而软磁误差是由“软磁场”造成的。所谓“软磁场”，是因为有些材料能够感应外部磁场而自身产生的磁场。随着外部磁场大小和方向的不同，软磁场会在一个很大的范围内变化。如果磁传感器周围存在这种材料，那么它会对外部的地球磁场做出反应而产生自身磁场从而影响磁传感器的输出。故软磁场对磁传感器的影响是一个变化的误差量，这个误差量被称为软磁误差。现有的两轴地磁传感器校准算法主要是通过转圈来求解最大值与最小值从而得到地磁传感器的零点和灵敏度。这种方法的好处是可以补充大部分硬磁造成的误差，却无法补充软磁的误差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有两轴地磁传感器校准算法无法校准软磁误差的缺陷，提供一种既能够校准硬磁误差又能够校准软磁误差的两轴地磁传感器校准方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供， 其包括以下步骤第一步，假定两轴地磁传感器水平放置时其χ轴与y轴的原始输出数据符合一般椭圆公式 ax2+bxy+cy2+dx+ey_f = 0(1)，设 g(x，y ；X) = ax2+bxy+cy2+dx+ey = AX = f (2), 其中X，Y为两轴地磁传感器原始数据的测量值，X是向量，X = {a, b，c, d，e}，A是矩阵， A = ，计算X的误差平方值并取其最小值，再进行归一化处理后得出X/ = sum (A) / (AT*A) (7), X1 = Ia1, b^ C1, Cl1, ej ；第二步，采样至少六组两轴地磁传感器的原始χ轴与y轴数据，并代入式(7)，得出alX2+blXy+Cly2+dlX+eiy-l = 0 (8)，式⑶表示的椭圆的长轴与χ轴正方向的夹角为α = l/2*atan Od1Z(C1-Ei1)) (9)；第三步，将式(8)表示的椭圆以直角坐标系原点逆时针旋转α角度，得到新的无倾斜角的椭圆方程 x2+c2y2+d2x+e2y+f2 = 0(10)，算出式(10)表示的椭圆的圆心坐标和长短轴，进而算出式(8)表示的椭圆的圆心坐标和长短轴，到此即得出式(1)表示的一般椭圆的圆心坐标Xtl, Ytl、长短轴彻，k和其长轴与χ轴正方向的夹角α ；最后，将所得参数代入Normalization_x = ((χ-Χ0) cos α - (y-Y0) sin α ) /a0Normalization_y = ((x~X0) sin α - (y-Y0) cos α ) /b0 (15),从而得到去除软硬磁误差后的归一化数据。进一步的，在不同实施方式中，其中第一步骤中计算X的误差平方值的方程为 A2(X) = (g(x, y ;X)-f)T*((g(x, y ;X)-f)) = (A*X-fN)T(A*X-fN)，其中 N表示传感器数据的采样数，也就是矩阵A的行数，fN为1*N的向量，fN = {f，f，· · ·，f}摩进一步的，在不同实施方式中，其中X的误差平方值的最小值为零。进一步的，在不同实施方式中，其中将式(3)对X求导，权利要求1.，其特征在于所述方法包括以下步骤第一步，假定两轴地磁传感器水平放置时其X轴与y轴的原始输出数据符合一般椭圆公式 ax2+bxy+cy2+dx+ey-f = 0(1)，设 g(x，y ；X) = ax2+bxy+cy2+dx+ey = AX = ，其中 x，y为两轴地磁传感器原始数据的测量值，X是向量，X= {a，b，c，d，e}，A是矩阵，A= ，计算X的误差平方值并取其最小值，再进行归一化处理后得出X/ = sum(A)/ (AT*A) (7), X1 = Ia1, bi, C1, Cl1, ej ；第二步，采样至少六组两轴地磁传感器的原始χ轴与1轴数据，并代入式(7)，得出 alX2+blXy+Cly2+dlX+eiy-l = 0 (8)，式⑶表示的椭圆的长轴与χ轴正方向的夹角为α = l/2*atan Od1Z(C1-Ei1)) (9)；第三步，将式(8)表示的椭圆以直角坐标系原点逆时针旋转α角度，得到新的无倾斜角的椭圆方程a2x2+C2y2+d2x+e2y+f2 = 0(10)，算出式(10)表示的椭圆的圆心坐标和长短轴， 进而算出式(8)表示的椭圆的圆心坐标和长短轴，到此即得出式(1)表示的一般椭圆的圆心坐标X。，Y。、长短轴彻，b0和其长轴与χ轴正方向的夹角α ；最后，将所得参数代入 Normalization_x = ((χ-Χ0) cos α - (y-Y0) sin α )/a0 Normalization_y = ((x_X0) sin α - (y-Y0) cos α )/b0 (15), 从而得到去除软硬磁误差后的归一化数据。2.根据权利要求1所述的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其特征在于所述第一步骤中计算X的误差平方值的方程为A2(X) = (g(x, y;X)-f)T*((g(x, y ;X)-f))= (A*X-fN)T(A*X-fN) (3)，其中N表示传感器数据的采样数，也就是矩阵A的行数，&为1*N的向量，fN = {f，f，· · ·，f}3.根据权利要求2所述的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其特征在于X的误差平方值的最小值为零。4.根据权利要求3所述的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其特征在于 将式(3)对X求导，5.根据权利要求4所述的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其特征在于所述第一步骤中进行归一化处理得出X/ = sum(A)/(AT*A) (7)的方法为，对式(6)进行f值归一化处理。6.根据权利要求1所述的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其特征在于所述第二步骤中采样两轴地磁传感器的原始xy轴数据的方式为，使地磁传感器在水平面上以预定速度转动，以预定采样频率采样两轴地磁传感器的原始数据，再以预定时间间隔为单位保存原始数据。7.根据权利要求1所述的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其特征在于所述第三步骤中式(10)表示的椭圆的圆心坐标为h = -4/2 ，y0 = -e2/2c2，长短轴为彻= sqrt(abs(f3/a2)), b0 = sqrt (abs (f3/c2)),其中8.根据权利要求1所述的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其特征在于所述第三步骤中式⑴表示的椭圆的圆心坐标为& = X0Cos α+y0sin α , Y0 =-X0Sin α +y0cos α ,长短轴为 a0 = sqrt (abs (f3/a2))，b0 = sqrt (abs (f3/c2)),其中 /3 = 1 + J22 /(4c/2) + e] /(4c2)。9.一种存储于处理器可读的存储媒介中的校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法的计算机程序产品，其特征在于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛尧辉，
申请(专利权)人：美新半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：