[發(fā)明專利]一種磁傳感器陣列校準方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110463248.1
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113514789B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于向前;宗秋剛;肖池階;劉斯;曲亞楠;陳鴻飛;鄒鴻;施偉紅;王永福;陳傲;高爽;邵思霈
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京漢之知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11479
• 代理人: 高園園

本發(fā)明提供一種磁傳感器陣列校準方法，該方法通過構(gòu)建磁傳感器陣列的正交坐標系，確定磁傳感器測量的磁場的輸出值與標準磁場的實際值之間的函數(shù)關(guān)系，并根據(jù)記錄的磁傳感器的輸出值獲得磁傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)。本發(fā)明提供了一種磁傳感器陣列的準確校準方法，能夠提高磁傳感器陣列的校準精確度。另外，本發(fā)明還可以采用橢球擬合的方法獲得所述磁傳感器的每一個傳感器軸對應(yīng)的比例因子，并根據(jù)該比例因子以及轉(zhuǎn)換系數(shù)與磁傳感器的角度偏差之間的函數(shù)關(guān)系，進一步獲得磁傳感器的角度偏差。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及磁傳感器校準領(lǐng)域，具體涉及一種磁傳感器陣列校準方法。

背景技術(shù)

鐵磁物體在世界上無處不在，鐵磁物體的識別在許多應(yīng)用中至關(guān)重要。磁傳感器可以探測鐵磁物體，例如車輛或危險的入侵者。但是，由于一個磁力計最多只有三個組件，因此在定位磁性目標時需要更多的磁力計。因此，包含多個傳感器的磁傳感器陣列已被廣泛用于定位磁性目標。

然而，由于制造過程等原因，陣列中的磁傳感器不可避免地會存在校準系數(shù)誤差。此外，使用之前，磁傳感器還應(yīng)轉(zhuǎn)換為相同的坐標系。因此，在使用前，磁傳感器陣列的校準非常重要。磁傳感器陣列的常規(guī)校準方法是假設(shè)磁傳感器的軸與陣列的坐標軸始終一致，然后將磁傳感器的軸方向調(diào)整為與所施加磁場的方向一致。然后，可以逐步增加磁場值，并對實驗數(shù)據(jù)進行線性擬合來獲得校準因子。但是，磁傳感器的軸與傳感器陣列的坐標軸并不總是一致的。因此，確定磁傳感器軸和陣列坐標軸之間的校準系數(shù)對于精確地獲得觀測磁場至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對磁傳感器陣列校準方面的上述不足，本發(fā)明提供一種磁傳感器陣列校準方法，該方法通過構(gòu)建磁傳感器陣列的正交坐標系，確定磁傳感器測量的標準磁場的輸出值與標準磁場的實際值之間的函數(shù)關(guān)系，并根據(jù)記錄的磁傳感器的輸出值獲得磁傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)。該方法能夠提高磁傳感器陣列的準確校準方法，提高校準精確度。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種磁傳感器陣列校準方法，該方法包括以下步驟：

構(gòu)建磁傳感器陣列的正交坐標系；

確定所述標準磁場的三分量的實際值與所述磁傳感器的輸出值之間的函數(shù)關(guān)系：

記錄所述磁傳感器陣列中任意一個磁傳感器測得的多組標準磁場的三分量的輸出值

根據(jù)記錄的多組所述標準磁場的三分量的輸出值以及公式(1)獲得所述磁傳感器三個傳感器軸方向上磁場分量的零點偏移B_x0，B_y0，B_z0以及轉(zhuǎn)換系數(shù)k₁₁，k₁₂，k₁₃，k₂₁，k₂₂，k₂₃，k₃₁，k₃₂和k₃₃；

其中，B_x，B_y，B_z分別為所述標準磁場在所述正交坐標系的三個軸方向上的三個磁場分量的實際值；分別為所述磁傳感器的在三個傳感器軸方向測量的所述標準磁場的三個磁場分量的輸出值。

可選地，所述磁傳感器陣列校準方法還包括：

確定所述轉(zhuǎn)換系數(shù)與所述磁傳感器的角度偏差之間的函數(shù)關(guān)系：

根據(jù)所述公式(2)以及所述轉(zhuǎn)換系數(shù)獲得所述磁傳感器的三個傳感器軸的角度偏差α₁，α₂，α₃，β₁，B₂，β₃，γ₁，γ₂，γ₃；