[發明專利]一種校準兩軸地磁傳感器軟硬磁誤差的方法

有效

• 申請號: 201010245167.6
• 申請日: 2010-08-04
• 公開（公告）號: CN102375160A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 毛堯輝
• 申請（專利權）人: 美新半導體(無錫)有限公司
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 王愛偉

技術領域

本發明涉及一種校準兩軸地磁傳感器的軟磁誤差和硬磁誤差的方法。

背景技術

隨著電子技術的進步，地磁傳感器成本越來越低，在各種電子產品領域越來越普及。但是地磁傳感器由于其對磁場敏感的特性，很容易受環境中的干擾磁場的影響，從而使地磁傳感器的輸出值失準。其中干擾磁場引起的誤差主要包括硬磁誤差和軟磁誤差。

硬磁誤差主要是由安裝在磁傳感器附近的設備和裝置之間產生的干擾磁場造成，其干擾磁場的大小和方向相對于飛機航向是不變的。而軟磁誤差是由“軟磁場”造成的。所謂“軟磁場”，是因為有些材料能夠感應外部磁場而自身產生的磁場。隨著外部磁場大小和方向的不同，軟磁場會在一個很大的范圍內變化。如果磁傳感器周圍存在這種材料，那么它會對外部的地球磁場做出反應而產生自身磁場從而影響磁傳感器的輸出。故軟磁場對磁傳感器的影響是一個變化的誤差量，這個誤差量被稱為軟磁誤差。

現有的兩軸地磁傳感器校準算法主要是通過轉圈來求解最大值與最小值從而得到地磁傳感器的零點和靈敏度。這種方法的好處是可以補充大部分硬磁造成的誤差，卻無法補充軟磁的誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有兩軸地磁傳感器校準算法無法校準軟磁誤差的缺陷，提供一種既能夠校準硬磁誤差又能夠校準軟磁誤差的兩軸地磁傳感器校準方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種校準兩軸地磁傳感器軟硬磁誤差的方法，其包括以下步驟：

第一步，假定兩軸地磁傳感器水平放置時其x軸與y軸的原始輸出數據符合一般橢圓公式ax²+bxy+cy²+dx+ey-f＝0(1)，設g(x，y；X)＝ax²+bxy+cy²+dx+ey＝AX＝f(2)，其中x，y為兩軸地磁傳感器原始數據的測量值，X是向量，X＝{a，b，c，d，e}，A是矩陣，A＝[x²，xy，y²，x，y]，計算X的誤差平方值并取其最小值，再進行歸一化處理后得出X₁^T＝sum(A)/(A^T*A)(7)，X₁＝{a₁，b₁，c₁，d₁，e₁}；

第二步，采樣至少六組兩軸地磁傳感器的原始x軸與y軸數據，并代入式(7)，得出a₁x²+b₁xy+c₁y²+d₁x+e₁y-1＝0(8)，式(8)表示的橢圓的長軸與x軸正方向的夾角為α＝1/2*atan(b₁/(c₁-a₁))(9)；

第三步，將式(8)表示的橢圓以直角坐標系原點逆時針旋轉α角度，得到新的無傾斜角的橢圓方程a₂x²+c₂y²+d₂x+e₂y+f₂＝0(10)，算出式(10)表示的橢圓的圓心坐標和長短軸，進而算出式(8)表示的橢圓的圓心坐標和長短軸，到此即得出式(1)表示的一般橢圓的圓心坐標X₀，Y₀、長短軸a₀，b₀和其長軸與x軸正方向的夾角α；

最后，將所得參數代入Normalization_x＝((x-X₀)cosα-(y-Y₀)sinα)/a₀

Normalization_y＝((x-X₀)sinα-(y-Y₀)cosα)/b₀(15)，

從而得到去除軟硬磁誤差后的歸一化數據。