[发明专利]使用运动传感器和附接至装置的磁力计的测量数据估计该装置在重力参照系中的偏航角的设备和方法

权利要求书

1.使用运动传感器和附接至装置的磁力计来估计所述装置的物体参照系相对于重力参照系的偏航角的方法（1100），所述方法包括：

（S1110）从所述运动传感器和所述磁力计接收测量数据；

（S1120）基于所接收的测量数据，确定所述物体参照系中所测量的3D磁场、所述装置的滚动角、俯仰角和偏航角的概估；

（S1130）从所测量的3D磁场提取局部3D磁场；以及

（S1140）基于所提取的局部3D磁场、所述滚动角、所述俯仰角和所述偏航角的概估，使用至少两种不同的方法计算所述重力参照系中所述装置的所述物体参照系的倾斜的补偿偏航角，其中，对于所述至少两种不同的方法，所述滚动角的估计误差、所述俯仰角的估计误差、以及提取的局部3D磁场的误差对所述倾斜的补偿偏航角的误差具有不同影响。

2.如权利要求1所述的方法，其中，对于软铁效应、硬铁效应以及所述磁力计相对于所述物体参照系的相对对准中的一个或多个来修正所述局部3D磁场。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述局部3D磁场用于补偿动态近场。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述重力参照系为相对于重力和地球的磁场方向限定的地固正交参照系。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所接收的测量数据为并发测量数据。

6.如权利要求3所述的方法，其中，所述局部3D磁场基于所测量的3D磁场的追踪评估来补偿动态近场。

7.如权利要求1所述的方法，其中，使用与传感器的本质特性相关的参数计算所测量的3D磁场。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述与传感器的本质特性相关的参数包括偏移、标度和斜交/交叉耦合矩阵中的一个或多个。

9.如权利要求1所述的方法，其中，

所述运动传感器包括加速计，所述加速计使用测量数据来确定所述装置的所述物体参照系相对于重力的斜度。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述计算的步骤包括估计所述倾斜的补偿偏航角的误差。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述计算的步骤包括：

获得与所述装置相关的另一参照系中的滚动和俯仰，所述另一参照系具有沿重力方向的z轴，以及

在所述重力参照系中估计静态磁场。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述获得的步骤包括对所述静态局部磁场和与重力相反的方向之间的角度进行估计。

13.如权利要求1所述的方法，其中，对使用所述至少两种不同的方法中的每一种所计算的所述倾斜的补偿偏航角的误差进行估计，输出与估计出的误差的最小值对应的倾斜的补偿偏航角的值。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少两种方法中的一种方法将所述偏航角计算为

其中，和为倾斜的修正滚动角和倾斜的修正俯仰角，

其中，和为使用所述偏航角的概估计算出的、在所述重力参照系中的分量，

为提取的局部3D磁场和与重力相反的方向之间的角度，

为所述物体参照系中所述局部3D磁场的估计，

为所述物体参照系中与所述局部3D磁场的重力平行的分量的估计，以及

为所述物体参照系中与所述局部3D磁场的重力垂直的分量的估计。

15.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少两种方法中的一种方法将所述偏航角计算为

其中，和为倾斜的修正滚动角和倾斜的修正俯仰角，

其中，和为使用所述偏航角的概估计算出的、在所述重力参照系中的分量，

为提取的局部3D磁场和与重力相反的方向之间的角度，

为所述物体参照系中所述局部3D磁场的估计，

为所述物体参照系中与所述局部3D磁场的重力平行的分量的估计，以及

为所述物体参照系中与所述局部3D磁场的重力垂直的分量的估计。