[发明专利]磁力计数据的校准方法

说明书

一种磁力计数据的校准方法，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、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；利用扩展卡尔曼滤波器，根据量测加速度以及量测角速度计算磁力计数据校准值。

技术领域

本公开涉及惯性导航领域，具体地，涉及一种磁力计数据的校准方法。

背景技术

磁场在确定航向角和姿态信息方面具有重要作用，但是容易受到周围铁磁材料的干扰。受到干扰时，磁场矢量理想的球体分布发生偏移和变形，呈现椭球分布。球心偏移原点的情况为硬磁干扰，球体变形的情况为软磁干扰。磁场校准是为了计算硬磁干扰和软磁干扰的参数，并对磁场数据进行补偿。

相关技术中，椭球拟合算法无法实现实时校准，并且对采集的磁场数据要求极高，当采集的磁场数据集较小或分布不均匀时，容易导致校准结果恶化，此外还需要用户执行特定的复杂的手势，降低用户体验感。现有方法中，还通过陀螺仪数据预测磁力计数据，并使用扩展卡尔曼滤波器融合预测数据和测量数据，实现磁力计校准，但是由于陀螺仪传感器存在不同程度的漂移现象，所以预测数据会发生偏移，使得磁力计校准极不稳定。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本公开提供了一种磁力计数据的校准方法，以解决上述技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了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。

可选地，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。

可选地，所述理论加速度和角速度误差为：

其中，为理论加速度，e_a为角速度误差，R_k-1为上一时刻的姿态信息，g为旋转重力加速度，a_k为量测加速度。

可选地，所述角速度校正值为：

其中，为角速度校正值，ω_k为量测角速度，e_a为角速度误差，K_p为PI校正中的比例控制参数，K_i为PI校正中的积分控制参数。

可选地，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。

可选地，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。