[發明專利]基于軸面角確定三軸磁傳感器軸間角的方法

有效

• 申請號: 201110414214.X
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102564383A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 王慧;趙曉光;張明志;宋博
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22;G01B7/30
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

1.一種基于軸面角確定三軸磁傳感器軸間角的方法，所述軸間角是指三軸磁傳感器的三個正交測量軸中每兩個軸之間形成的實際夾角，所述三軸磁傳感器具有三個軸間角，其特征在于，首先分別測量每一條軸與另外兩條軸所成的平面之間的夾角，即軸面角；所述軸面角采用投影的方法進行測量，即在三軸磁傳感器的其中的一條軸上，加上一個已知的標準磁場，由于該軸與另外兩條軸所成的平面之間存在一定的夾角，從三軸磁傳感器讀出的數據小于實際加入的標準磁場，根據這兩個磁場數值的比值，即能得到所述軸面角角度值；對每條軸進行同樣的測量，就可得出三個軸面角角度值；根據測得的軸面角，利用幾何原理建立每條軸的軸面角與三個軸間角之間的關系式，得到每個軸面角分別與三個軸間角建立的關系式組成的聯立方程組，由該聯立方程組建立計算機程序模塊，通過運行所述計算機程序模塊得到三軸磁傳感器三條軸之間的夾角，即軸間角角度值。

2.根據權利要求1所述的基于軸面角確定三軸磁傳感器軸間角的方法，其特征在于，所述建立每條軸的軸面角與三個軸間角之間的關系式的方法，包括：

1)根據測得的一個軸與另外兩條軸所成的平面的軸面角θ，從該軸上截取單位長度線段OA，從A點向另外兩條軸所成的平面做垂線，得出OA在這兩條軸所成的平面上的面投影線為OE，垂線與這兩條軸所成的平面的交點為面垂足E；再從所得的面垂足E向這兩條軸分別做垂線，得到該面投影線在兩條軸的軸投影線為OB和OC，垂線與兩條軸的交點分別為線垂足B和C；

2)根據三軸磁傳感器的三軸交點O、所述面垂足E和兩個線垂足B、C這四個共面的點的幾何特性，引入以面投影線的長度OE為直徑的外接圓，通過外接圓，建立面投影線OE與處于外接圓所在平面的這兩條軸之間的夾角α的關系式；所述夾角α即為三軸磁傳感器的一個軸間角；

3)再根據所述線段OA與所述兩條軸投影線OB、OC的幾何關系，得出軸投影線OB與OA和OB之間的夾角β的邊角關系，以及軸投影線OC與OA和OC之間的夾角γ的邊角關系；并通過在外接圓上建立的軸投影線OB、OC與面投影線OE的幾何關系，得出面投影線OE與兩個夾角β、γ的關系式；所述夾角β、γ即為三軸磁傳感器的另兩個軸間角；

4)將步驟2)和3)得到的兩個關系式聯立，再通過面投影線OE與軸面角θ的關系得出軸面角θ與三個軸間角α、β、γ的關系式；

5)同理，得到另外兩個軸面角分別與三個軸間角α、β、γ的關系式。

3.根據權利要求2所述的基于軸面角確定三軸磁傳感器軸間角的方法，其特征在于，所述每個軸面角與三個軸間角建立的關系式聯立組成的方程組為非線性方程組，采用數值分析的方法進行求解。