[發明專利]補償地磁傳感器姿態誤差的設備和方法

無效

• 申請號: 200710102400.3
• 申請日: 2003-08-04
• 公開（公告）號: CN101067554A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 崔相彥;曹宇鐘;李宇鐘;樸贊國;趙星閏
• 申請（專利權）人: 樸贊國;三星電子株式會社
• 主分類號: G01C17/38
• 分類號: G01C17/38
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨;王志森

本專利申請是申請日為2003年08月04日、申請號為No.03125545.0、題為“補償地磁傳感器姿態誤差的設備和方法”的專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2002年8月6日申請的韓國專利申請第2002-0046366號的優先權，全文在此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種通過使用雙軸地磁傳感器和傾角儀所得到的地磁場的相關信息，補償地磁傳感器的姿態誤差，由此而計算出精確的方位信息的測量設備和計算方法。

背景技術

到目前為止，已經出現大量從事通過使用地磁傳感器如磁通量閘門，來計算在自由空間移動中的交通工具或傳感模塊的方位信息的方法和設備的研究。然而，磁通量閘門因其昂貴的價格以及龐大的體積，僅應用在航海領域。

最近，小型并且低成本的地磁傳感器模塊已經得到發展，特別地，隨著MEMS技術的發展，芯片型地磁傳感器已經得到發展并應用到需要方位信息的各種駕駛領域。然而，在地磁傳感器模塊不能水平放置的應用領域中，僅通過地磁傳感器無法得到精確的方位信息。

地磁傳感器一般是一種測量地磁場強度的設備，它僅在地磁場磁力線矢量平行于用于測量該磁力線矢量的傳感器的測量軸矢量時，才能精確測量地磁場強度。在此情況下，在其中坐標軸彼此以右旋法則正交排列的雙軸傳感器被水平放置形成傳感器模塊之后，由傳感器模塊指示的方位角使用兩傳感器的輸出被計算。

然而，如果地磁傳感器模塊沒有保持水平，則無法精確測量地磁場強度，此時的方位信息中會包含有很大的誤差。隨后，需要根據姿態補償誤差，由于此原因，使用為測量姿態的三軸地磁傳感器和傾角儀執行通過坐標變換的誤差補償。

隨著小型化地磁傳感器的發展，姿態誤差補償技術擴展到運動、多媒體、游戲機等應用領域上。

然而，由于傳感器安裝位置的問題，在使用雙軸地磁傳感器時，誤差不能僅通過已發展的誤差補償技術得到補償，因此計算出的方位角根據姿態的尺寸增加誤差。

US?4414753公開了一種用于補償磁擾的處理，磁擾會影響設備用于確定交通工具的磁航向(magnetic?heading)的設備的測量。

發明內容

本發明的目的在于至少解決前述的相關問題和/或弊端，并且至少提供下文所描述的優點。

本發明的另外一個目的在于提供通過補償雙軸地磁傳感器姿態誤差，來計算精確的方位信息的設備和方法。在雙軸地磁傳感器安放在需要方位信息的設備(例如，航海系統，游戲機，PDA，蜂窩電話等)中在情況下，根據本發明的該設備和方法使用雙軸傾角儀計算姿態信息，然后根據該地磁傳感器的姿態補償誤差以得到精確的方位信息。

為完成前述問題和/或本發明的其他特性，提供了一種計算方位角的設備，包括：雙軸地磁傳感器，用于測量以直角相交的第一軸和第二軸的地磁場強度，以便獲得分別與第一軸和第二軸的地磁場強度對應的第一地磁數據和第二地磁數據；傾角儀，用于計算旋轉角和傾斜角；和微處理器，用于通過坐標變換矩陣基于虛擬第三地磁數據、第一地磁數據和第二地磁數據來計算方位角，其中坐標變換矩陣是使用旋轉角和傾斜角來計算的，并且該虛擬第三地磁數據是使用第一和第二地磁數據以及旋轉角和傾斜角來計算出的。用于計算虛擬第三地磁數據的公式如下：

Zjg=Zh+Xjgsinθ-Yjgsinφcosθcosφcosθ]]>