[发明专利]一种消除云台航向轴漂移以及电机磁场干扰的方法

权利要求书

1.一种消除云台航向轴漂移以及电机磁场干扰的方法，所述方法包括至少一个无刷电机，电机驱动，转子位置检测传感器，处理器，三轴陀螺仪，三轴加速度计，三轴磁力计，电机底座连轴柄。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：无刷电机作为增稳设备的航向轴驱动电机，电机驱动接受处理器的驱动信号驱动电机转动，转子位置传感器检测无刷电机转子的位置，三轴磁力计和三轴加速度计检测柄的所处重力场以及磁场，三轴陀螺仪检测电机转子的角速度，所有传感器数据传输至CPU处理器，解算航向轴姿态。陀螺仪放置电机转子位置，三轴加速度计和三轴磁力计放置在电机底座连接柄的尾端远离了电机磁场影响范围。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：陀螺仪检测转子的角速度，加速度计检测电机底座连接柄所处的加速度参数，磁力计检测电机底座连接柄所处的磁场参数，加速度计参数和磁力计参数融合计算之后可以得到准确的电机底座连接柄航向角数据MagAngle，由于电机底座与转子并不同轴，所以只靠电机底座连接柄的航向角数据MagAngle并不能得到电机转子的航向角数据YAW，引入电机转子位置传感器检测电机转子相对于电机底座的位置MotorAngle，电机底座连接柄航向角数据MagAngle与电机转子位置MotorAngle相结合以后就可以得到电机转子的航向角YAW，由于MagAngle和MotorAngle融合得到的航向角YAW存在噪声所以引入了电机转子的角速度Gyro,YAW再与Gyro进行角度融合滤波即可以得到准确的航向轴数据RealYAW，然后参与控制器的计算。本方法没有采用三轴磁力计三轴陀螺仪三轴加速度计集成一起放在转子上的原因是电机磁场严重影响磁力计。因此采用磁力计加速度计与陀螺仪分离的模式，并且引入电机转子位置传感器参与航向角的计算。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：若传感器，处理器，电机驱动，控制器正常工作且通信正常，上述的转子航向角RealYAW计算有如下逻辑，增稳设备启动时记录下来此时磁力计与加速度计解算出来的角度MagAngle和电机转子初始位置MotorAngle，并将MotorAngle角度数据归零，接着根据电机转子位置MotorAngle的增量和MagAngle的值解算出电机转子相对地球磁场的真正航向角RealYAW，再结合转子角速度Gyro进行一阶滤波或者卡尔曼滤波得到比较准确无噪声的航向角。Gyro弥补了原始航向角的噪声与不稳定性，而原始航向角数据则消除陀螺仪的零漂，二者结合互相弥补对方的缺陷。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：引入了电机转子位置传感器和磁力计，再结合加速度计陀螺仪，并且按照磁力计放置在电机底座连接柄尾端远离电机磁场的方法，由处理器解算出电机转子的航向角数据。完美解决了三轴增稳设备中航向角长时间存在严重漂移的问题。