[发明专利]一种捷联式磁力计传递标定方法和分体式标定装置

说明书

本发明公开了一种捷联式磁力计传递标定方法和分体式标定装置，通过对装载于载体的MIMMU和载体外的磁力计进行标定可以事先获取MIMMU和载体外的磁力计的测量性能即误差模型，便于构建MIMMU与载体外的磁力计的磁测输出值的等量映射关系，根据构建的等量映射关系可以在MIMMU需要进行重新标定时，通过数学运算即可获取已经装载于载体上的MIMMU的扭曲系数和偏置系数，完成MIMMU的传递标定，这样即解决了MIMMU在不同环境、干扰下容易出现测量误差的问题，同时也避免了因为装载于载体上而不好重新标定需要拆装等的冗余步骤，提高了MIMMU重新标定的效率。

技术领域

本发明涉及磁力计标定技术领域，具体涉及一种捷联式磁力计传递标定方法和分体式标定装置。

背景技术

随着导航技术和微机电技术的发展，微惯性及磁测量单元(MEMS Inertial AndMagnetic Measurement Unit，MIMMU)逐步向小型化、低成本、低功耗和高精度的方向发展，被广泛用于行人导航、动作捕捉、健康监测等领域。其中，基于惯性解算的姿态估计会因积分作用出现误差累积现象，而磁力计可通过测量地球磁场来提供有限稳定的、绝对的导航参考信息，能够弥补惯性解算部分的不足，实现更可靠的融合陀螺仪的姿态解算方案。

然而，磁力计的输出会因为外界干扰而产生误差，包括零偏误差、刻度误差、非正交误差、硬磁干扰和软磁干扰等误差源，可靠的磁力计参考需要通过预先的误差校正和补偿，即所谓磁力计标定。现有技术通过对磁力计测量误差进行建模，并采用共轭次梯度法、神经网络法、高斯牛顿迭代法、最小二乘椭球拟合法等方式对误差模型中的系数矩阵进行求解，从而实现磁力计标定，可以满足一定的精度需要。

通常情况下，磁力计采用捷联的方式安装在一些设备或载体上以发挥作用，因此传统磁力计标定方法中所要求的“8字”转动法、12位置法等三轴磁力计输出采集方式难以实现，在干扰环境变化时需要解除安装、重新标定、再次安装等步骤，极大增加了调试工作量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种捷联式磁力计传递标定方法和分体式标定装置，能够在干扰环境变化时简单、高效地完成磁力计标定。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种捷联式磁力计传递标定方法，在微惯性及磁测量单元MIMMU的标定过程中，先对装载于载体的MIMMU和载体外的磁力计进行标定，并建立所述MIMMU 与所述载体外的磁力计的磁测输出值的等量映射关系；

当需要对所述MIMMU进行重新标定时，对所述载体外的磁力计进行标定，根据所述等量映射关系完成对所述MIMMU的重新标定。

较佳的，所述对装载于载体的MIMMU和载体外的磁力计进行标定，并建立所述MIMMU与所述载体外的磁力计的磁测输出值的等量映射关系包括：

步骤a1、令所述MIMMU和所述载体外的磁力计分别在同一环境内采集三轴磁矢量数据；

步骤a2、分别针对所述MIMMU和所述载体外的磁力计建立真实的地磁矢量的误差模型；

所述MIMMU的误差模型为：H_k＝K_kH_e+B_k；所述载体外的磁力计的误差模型为：H_f＝K_fH_e+B_f；

其中，H_k表示第k个MIMMU的磁测输出值，k为正整数，K_k表示第k个MIMMU 的扭曲系数，B_k表示第k个MIMMU的偏置系数；H_f表示第f个载体外的磁力计的磁测输出值，f为正整数，K_f表示第f个载体外的磁力计的扭曲系数，B_f表示第f个载体外的磁力计的偏置系数；H_e表示真实的地磁矢量；