[发明专利]一种电子罗盘本地实时校准方法及装置

说明书

本发明实施例涉及一种电子罗盘本地实时校准方法及装置，方法包括：获取电子罗盘的地磁测量数据；基于地磁测量数据以及预设的地磁测量数据样本模型，更新地磁测量数据样本模型；基于更新的地磁测量数据样本模型，通过预设的椭球拟合策略，得到电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰；基于硬磁干扰与软磁干扰，进行电子罗盘的校准。本发明实施例获取地磁测量数据后，并非存储，而是用于更新地磁测量数据样本模型，只需存储更新后的地磁测量数据样本模型，使得电子罗盘在正常使用时也能实时更新地磁测量数据样本模型，进而对电子罗盘实时校准，无需单独进行电子罗盘校准，提升用户体验，并节省了存储地磁测量数据的空间。

技术领域

本发明实施例涉及一种电子罗盘本地实时校准方法及装置。

背景技术

目前，电子罗盘作为导航仪器、姿态传感器或动作捕捉设备已被广泛应用于航空、航天、机器人、航海、导航等领域。电子罗盘测量地球磁场，其实现机理是在三个正交轴上安置磁强计，通过三个正交轴上安置的磁强计的测量值，合成地磁场矢量，从而得到电子罗盘当前所处环境的地磁场强度与地磁场方向。

但是，电子罗盘测量的地磁场方向并不准确，因为电子罗盘存在噪声和误差，所以电子罗盘在使用前必须进行校准，否则，计算得到的地磁场方向与实际的地磁场方向会有很大偏差。

电子罗盘存在的干扰与噪声，如零漂、非线性度、安装误差等可通过出厂前标定得到很大程度解决。然而，还有两类干扰会随环境发生变化，需要实时校准，这两类干扰是硬磁干扰与软磁干扰。其中，硬磁干扰可等效于相对电子罗盘固定的磁场矢量；软磁干扰主要由电子罗盘内部的铁磁性材料引起，因磁化程度不同，软磁干扰也有所不同。以动作捕捉设备为例，因为环境未知，并且使用过程中可能接触铁磁性材料，使得电子罗盘被磁化，出现硬磁干扰与软磁干扰，导致捕捉的动作不自然，出现畸形，无法正常使用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的至少一个实施例提供了一种电子罗盘本地实时校准方法及装置。

第一方面，本发明实施例公开一种电子罗盘本地实时校准方法，包括：

获取电子罗盘的地磁测量数据；

基于所述地磁测量数据以及预设的地磁测量数据样本模型，更新所述地磁测量数据样本模型；

基于更新的所述地磁测量数据样本模型，通过预设的椭球拟合策略，得到所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰；

基于所述硬磁干扰与软磁干扰，进行所述电子罗盘的校准。

可选的，所述地磁测量数据样本模型为10×10的矩阵S；

相应地，所述更新所述地磁测量数据样本模型，包括：

通过下式更新所述地磁测量数据样本模型：

S_i+1＝S_i+H_m

其中，H_m为地磁测量数据，S_i为第i次更新后的地磁测量数据样本模型，S_i+1为第i+1次更新后的地磁测量数据样本模型，i为取自然数，S₀为初始地磁测量数据样本模型，且S₀为10×10的零矩阵。

可选的，所述基于更新的所述地磁测量数据样本模型，通过预设的椭球拟合策略，得到所述电子罗盘的硬磁干扰与软磁干扰，包括：

基于更新的所述地磁测量数据样本模型，通过预设的椭球拟合策略，拟合得到椭球方程的系数向量；其中，所述椭球拟合策略如下：

其中，S为地磁测量数据样本模型，v为椭球方程的系数向量v＝[a,b,c,d,e,f,g,h,m,-1]，λ为S的特征向量，C为约束矩阵；