[发明专利]用于动态校准磁场传感器的方法和系统

说明书

本发明提供一种用于动态校准磁场传感器的方法，包括以下步骤：将磁场传感器的原始三维磁场数据顺序保存于长度为L的队列中；在所述的长度为L的队列中的数据中寻找出满足预设条件的N个数据作为椭球拟合运算的拟合数组；根据所述的N个数据的拟合数组，进行椭球拟合运算，拟合出椭球的6个校准拟合参数；用所述的6个校准拟合参数对所述的原始三维磁场数据进行校准，获得校准后的磁场数据，返回初始步骤。本发明提供一种用于动态校准磁场传感器的系统。本发明的动态校准方法和系统可以实时动态地对磁场传感器进行校准，校准结果可靠、精度高。

技术领域

本发明涉及磁场传感器，特别涉及用于动态校准磁场传感器的方法和系统。

背景技术

磁场传感器利用地球磁场固有的指向性，可以测量载体的三维姿态，而广泛地应用于各个领域，例如：无人机、机器人、手机等等。受限于磁场传感器的硬件体积、成本、应用环境等因素，磁场传感器的精度和稳定性都不高，从而需要对磁场传感器进行校准。

现有的校准方法一般是在磁场传感器出厂前，利用专门的转台设备，将设备旋转获得拟合参数，然后进行校准。然而，这种专门的转台设备价格昂贵，成本较高；而且实际应用中，随着周围环境的变化和传感器本身的老化，系统内传感器的特性会不断变化，这种静态校准难以起到很好的效果。

发明内容

鉴于目前校准方法存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于动态校准磁场传感器的方法和系统，校准结果可靠、精度高。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种用于动态校准磁场传感器的方法，包括以下步骤：

步骤S1，将磁场传感器的原始三维磁场数据顺序保存于长度为L的队列中；

步骤S2，在所述的长度为L的队列中的数据中寻找出满足预设条件的N个数据作为椭球拟合运算的拟合数组；

步骤S3，根据所述的N个数据的拟合数组，进行椭球拟合运算，拟合出椭球的6个校准拟合参数；

步骤S4，用所述的6个校准拟合参数对所述的原始三维磁场数据进行校准，获得校准后的磁场数据，返回步骤S1。

进一步，其中所述的步骤S1中的队列是先进先出(First In First Out，FIFO)队列，或环形队列。

进一步，其中所述的步骤S2中的寻找出满足预设条件的N个数据包括：步骤S21，寻找X列的最大值和最小值，将所对应的三维数据保存于所述的拟合数组中；步骤S22，寻找Y列的最大值和最小值，将所对应的三维数据保存于所述的拟合数组中；步骤S23，寻找Z列的最大值和最小值，将所对应的三维数据保存于所述的拟合数组中。

进一步，其中所述的步骤S2中的寻找出满足预设条件的N个数据还包括：步骤S24，根据X列最大值和最小值对应的索引值，分别取最大索引值减最小索引值的1/4索引和3/4索引，对应的三维数据保存于所述的拟合数组中；步骤S25，根据Y列最大值和最小值对应的索引值，分别取最大索引值减最小索引值的1/4索引和3/4索引，对应的三维数据保存于所述的拟合数组中；步骤S26，根据Z列最大值和最小值对应的索引值，分别取最大索引值减最小索引值的1/4索引和3/4索引，对应的三维数据保存于所述的拟合数组中；其中，所述的索引值为最大值和最小值在长度为L的队列中的序号。

进一步，其中所述的步骤S2中的寻找出满足预设条件的N个数据还包括：随机选取预定数量的三维数据保存于所述的拟合数组中。

进一步，所述的步骤2中的N≥6。

进一步，所述的步骤S3中的根据所述的N个数据的拟合数组，拟合出椭球的6个校准拟合参数，采用的是最小二乘拟合方法，包括：