[发明专利]一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法

权利要求书

1.一种带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法，其特点在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：确定噪声上限

假定其中噪声上限u_n>0，引入目标函数式：

QU(σn2)=|λmin(YALS(σn2))|,]]>当σn2∈(0,un2),---(7)]]>

即使得获得最小特征值λ_min所对应的，当趋于无穷时，趋于0，因此对u_n的约束是，当满足很小时，所对应的u_n即确定为噪声上限；

步骤2：对噪声方差进行估计

估计噪声方差如下式：

σ^n2=argmin0≤σn2≤un2|λmin(YALS(σn2))|,---(8)]]>

其为对噪声的一致性估计，且其精确度由噪声上限的约束条件控制；

步骤3：计算对应的最小特征向量

采用奇异值svd分解计算最小特征向量，并代入步骤2中估计噪声方差；

步骤4：利用ALS方法求得椭球参数C_e和d，进而求得C；

步骤5：利用公式h_E＝C^-1h_M-d，修正三轴传感器输出数据，即成。

2.根据权利要求1所述的带噪声抑制的三轴磁传感器定标方法，其特点在于，所述的步骤4中所述的ALS方法，具体是：

改进最小二乘法(ALS,Adjusted Least Square)得到噪声抑制下的误差参数估计方法，其间对噪声的处理为一致性估计，该改进方法简述如下：

对于测量数据l＝1,…,m，其中上标“-”表示真实磁场值，“～”表示测量数据中包含的噪声，则椭球表面表示为：

S(C‾e,u‾,v‾)={x‾(l)∈R3:x‾(l)TC‾ex‾(l)+u‾Tx‾(l)+v‾=0},---(3)]]>

其中u‾=-2Ced,v‾=dTCed-H2,]]>于是，最优估计描述为：

QOLS(p)=minCe,u,vΣl=1m(x(l)TCex(l)+uTx(l)+v)2=minCe,u,vΣl=1m(x(l)⊗x(l))TxT1vec(Ce)uv2=minCe,u,vΣl=1m(y(l)Tp)2=||Yp||2=pTYTYp=pTYOLSp,---(4)]]>

其中，p＝[vec(C_e) u^T v]^T,算子vec(*)为将上三角矩阵表示为向量，定义参数：

y(l)=x(l)⊗x(l)x(l)1TY=y(1)···y(m)T]]>

于是，误差参数的改进估计式表示如下：

E[QALS(p)]=Q‾OLS(p)=p‾TY‾OLSp‾,---(5)]]>

即有E[YALS(x‾+x~)]=YOLS(x‾).]]>

此时，假设噪声服从均值为0，方差为的独立同分布，即当l₁,l₂＝1,…,m且l₁≠l₂时，若已知，则得到如下的关系式：

YOLS(x‾)=(12πσn2)n/2∫-∞∞...∫-∞∞YALS(x‾+x~)Πi=1nexp(-x~i22σn2)dx~1...dx~n,---(6)]]>

通过解卷积得到估计Y_ALS，进而通过搜寻ALS对应的最小特征向量得到椭球参数C_e和d，进而对传感器进行定标。