[发明专利]磁力计数据的校准方法在审
| 申请号： | 201911224059.8 | 申请日： | 2019-12-03 |
| 公开（公告）号： | CN110779553A | 公开（公告）日： | 2020-02-11 |
| 发明（设计）人： | 蔡浩原;李文宽;崔松叶;赵晟霖;刘春秀 | 申请（专利权）人： | 中国科学院电子学研究所;深圳前海维晟智能技术有限公司 |
| 主分类号： | G01C25/00 | 分类号： | G01C25/00 |
| 代理公司： | 11021 中科专利商标代理有限责任公司 | 代理人： | 王中苇 |
| 地址： | 100190 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 磁力计数据 量测 姿态信息 扩展卡尔曼滤波器 角速度误差 校准 角速度计算 加速度计 磁力计 陀螺仪 构建 校正 | ||
1.一种磁力计数据的校准方法，包括：
获取旋转重力加速度、上一时刻的磁力计数据以及上一时刻的姿态信息；
根据加速度计测得的量测加速度、所述旋转重力加速度和上一时刻的姿态信息计算角速度误差；
利用所述角速度误差对陀螺仪测得的量测角速度进行PI校正，得到角速度校正值；
根据所述角速度校正值、上一时刻的姿态信息以及上一时刻的磁力计数据计算理论磁力计数据；
根据所述理论磁力计数据以及磁力计测得的量测磁力计数据构建扩展卡尔曼滤波器；
利用所述扩展卡尔曼滤波器，根据所述量测加速度以及量测角速度计算磁力计数据校准值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据加速度计测得的量测加速度、所述旋转重力加速度和上一时刻的姿态信息计算角速度误差，包括：
根据所述旋转重力加速度和上一时刻的姿态信息计算理论加速度；
根据所述理论加速度和量测加速度计算所述角速度误差。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述理论加速度和角速度误差为：
其中，为理论加速度，ea为角速度误差，Rk-1为上一时刻的姿态信息，g为旋转重力加速度，ak为量测加速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述角速度校正值为：
其中，为角速度校正值，ωk为量测角速度，ea为角速度误差，Kp为PI校正中的比例控制参数，Ki为PI校正中的积分控制参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述角速度校正值、上一时刻的姿态信息以及上一时刻的磁力计数据计算理论磁力计数据，包括：
根据所述角速度校正值计算当前时刻的姿态信息；
根据所述当前时刻的姿态信息、上一时刻的姿态信息以及上一时刻的磁力计数据计算所述理论磁力计数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述角速度校正值包括横滚角校正值、俯仰角校正值和航向角校正值，所述根据所述角速度校正值计算当前时刻的姿态信息，包括：
根据所述横滚角校正值、俯仰角校正值和航向角校正值计算当前时刻的姿态信息。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述理论磁力计数据为：
其中，为理论磁力计数据，Rk为当前时刻的姿态信息，Rk-1为上一时刻的姿态信息，Bk-1为上一时刻的磁力计数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述理论磁力计数据以及磁力计测得的量测磁力计数据构建扩展卡尔曼滤波器，包括：
根据所述理论磁力计数据以及量测磁力计数据计算状态转移矩阵和量测矩阵；
利用所述状态转移矩阵和量测矩阵构建扩展卡尔曼滤波器。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述根据所述理论磁力计数据以及量测磁力计数据计算状态转移矩阵和量测矩阵，包括：
建立软磁参数矩阵和硬磁参数矩阵；
根据所述理论磁力计数据、软磁参数矩阵和硬磁参数矩阵生成当前时刻状态值；
根据所述当前时刻状态值以及量测磁力计数据得到所述状态转移矩阵和量测矩阵。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述利用所述扩展卡尔曼滤波器，根据所述量测加速度以及量测角速度计算磁力计数据校准值，包括：
将上一时刻状态值、上一时刻状态值的方差估计值、所述量测加速度、量测角速度输入所述扩展卡尔曼滤波器，得到校准后的当前时刻状态值和当前时刻状态值的方差估计值，所述校准后的当前时刻状态值中包含所述磁力计数据校准值。
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