[发明专利]一种校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种校准两轴地磁传感器的软磁误差和硬磁误差的方法。

背景技术

随着电子技术的进步，地磁传感器成本越来越低，在各种电子产品领域越来越普及。但是地磁传感器由于其对磁场敏感的特性，很容易受环境中的干扰磁场的影响，从而使地磁传感器的输出值失准。其中干扰磁场引起的误差主要包括硬磁误差和软磁误差。

硬磁误差主要是由安装在磁传感器附近的设备和装置之间产生的干扰磁场造成，其干扰磁场的大小和方向相对于飞机航向是不变的。而软磁误差是由“软磁场”造成的。所谓“软磁场”，是因为有些材料能够感应外部磁场而自身产生的磁场。随着外部磁场大小和方向的不同，软磁场会在一个很大的范围内变化。如果磁传感器周围存在这种材料，那么它会对外部的地球磁场做出反应而产生自身磁场从而影响磁传感器的输出。故软磁场对磁传感器的影响是一个变化的误差量，这个误差量被称为软磁误差。

现有的两轴地磁传感器校准算法主要是通过转圈来求解最大值与最小值从而得到地磁传感器的零点和灵敏度。这种方法的好处是可以补充大部分硬磁造成的误差，却无法补充软磁的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有两轴地磁传感器校准算法无法校准软磁误差的缺陷，提供一种既能够校准硬磁误差又能够校准软磁误差的两轴地磁传感器校准方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种校准两轴地磁传感器软硬磁误差的方法，其包括以下步骤：

第一步，假定两轴地磁传感器水平放置时其x轴与y轴的原始输出数据符合一般椭圆公式ax²+bxy+cy²+dx+ey-f＝0(1)，设g(x，y；X)＝ax²+bxy+cy²+dx+ey＝AX＝f(2)，其中x，y为两轴地磁传感器原始数据的测量值，X是向量，X＝{a，b，c，d，e}，A是矩阵，A＝[x²，xy，y²，x，y]，计算X的误差平方值并取其最小值，再进行归一化处理后得出X₁^T＝sum(A)/(A^T*A)(7)，X₁＝{a₁，b₁，c₁，d₁，e₁}；

第二步，采样至少六组两轴地磁传感器的原始x轴与y轴数据，并代入式(7)，得出a₁x²+b₁xy+c₁y²+d₁x+e₁y-1＝0(8)，式(8)表示的椭圆的长轴与x轴正方向的夹角为α＝1/2*atan(b₁/(c₁-a₁))(9)；

第三步，将式(8)表示的椭圆以直角坐标系原点逆时针旋转α角度，得到新的无倾斜角的椭圆方程a₂x²+c₂y²+d₂x+e₂y+f₂＝0(10)，算出式(10)表示的椭圆的圆心坐标和长短轴，进而算出式(8)表示的椭圆的圆心坐标和长短轴，到此即得出式(1)表示的一般椭圆的圆心坐标X₀，Y₀、长短轴a₀，b₀和其长轴与x轴正方向的夹角α；

最后，将所得参数代入Normalization_x＝((x-X₀)cosα-(y-Y₀)sinα)/a₀

Normalization_y＝((x-X₀)sinα-(y-Y₀)cosα)/b₀(15)，

从而得到去除软硬磁误差后的归一化数据。