单片机开发,方案定制开发

单片机软硬件开发:0755-8398,9709

电子罗盘的两点校正法

时间:2014-03-25 16:01点击:
电子罗盘的两点校正法

电子罗盘主要是利用地磁场来测量。地球本身就是一个大的磁场,所以要保证精确的测量,校正是必不可少的。因为各个地方的地磁场并不是一样的。同时,还有各种异常磁场的存在。美国PNI公司专注于地磁传感器与电子罗盘行业20多年,具有丰富的成功经验。基于磁感技术的地磁传感器具有众多特点:高分辨率、高重复性、噪声低、功耗低、动态量程大、无磁滞、无温漂等等。

PNI公司的地磁传感器应用广泛,主要包括:运动追踪、方向指示、机器人以及瞄准等等。我公司是PNI的唯一代理商,可以在许多场合得到很好的应用。对于磁干扰,PNI公司提供电子罗盘两点校正的技术支持。

精确的罗盘航向信息在各种应用中都需要。一个罗盘航向最少需要两轴磁力计。通常磁传感器需要放置或安装在一个包含磁场的系统环境中。地球的磁场强度是个弱磁场(约为0.5高斯),并且附近的磁物质将会对精确测量产生影响。PNI已经开发了一套简单的通过两面三轴磁力计计算航向数据的算法。

假设罗盘是在同一平面上。并且它仅适用于双轴罗盘。

1,每个航向计算都是使用一对可用的X,Y传感器读数,读取X、Y轴数据间隔时间尽量的短(〈100ms)。我们的前提条件是X、Y轴传感器之间是垂直的并且平行于地球平面。通常来说,X轴指向北而Y轴指向东。如下图:
                 电子罗盘
2,罗盘应该安装在产品(或者系统)中,并且尽可能的保持水平。例如,如果罗盘要在汽车的仪表板上,那么把罗盘安装在汽车仪表板的某人固定位置且尽量保持与地球表面保持平行。校正初始化需要两轴传感器旋转180度时的读数。在上面汽车的实例中,在初始位置取第一个值,而180度转弯后再读取第二个值.我们把这两个点定义为(X1,Y1)和(X2,Y2)。
注意:

a,罗盘一定要安装在最终的完整配置的主系统中,而不要去单独校正好罗盘再安装罗盘,那样校正是无效的。

b,为了更精确,我们应该把两点取值保持在180度。

3,让我们定义地球磁场中(无其他磁场的干扰下)任意一点方向的坐标是(Xe,Ye)。主系统将叠加一个附加的表磁场,我们把它定义为(X0,Y0)。定义(Xn,Yn)为我们通过磁传感器测量计算出来的方向值,它包括着地球磁场及其他来自于系统的干扰磁场。
Xn=Xe+X0
Yn=Ye+Y0
所以,Xe=Xn-X0,Ye=Yn-Y0

(Xe,Ye)为真正的地球磁场的正确航向值,所以为了计算出这价个真正的航向值需要使用(Xn,Yn)减去这个偏移值(X0,Y0)。

4,由于罗盘是被安装在主系统中,校正时的读数(X1,Y1)和(X2,Y2)都包含相同的偏移量(X0,Y0)。因为两个校正点是相差180度,所以这两个校正点中包含着相等的地球磁场强度值,只是符号相反。

X1=Xe+X0;Y1=Ye+Y0;X2=-Xe+X0;Y2=-Ye+Y0;转换后可得:

X0=(X1+X2)/2;Y0=(Y1+Y2)/2

5,X0,Y0应该作为一个常量值保存并且每次计算航向值都应该减去这个值。当主系统被磁化从而增加磁场或者被退磁化(消磁化)从而减少磁场,这个偏移量(X0,Y0)都将发生变化。

6,通过Xe,Ye计算航向值:Ae=arctangent(Ye/Xe);

7,由我们的航向值是通过反正切(arctangent)计算的,那我们就需要为它指定特定的象限。

象限分布如下:

+X,+Y->航向值在0至90度范围内;

-X,+Y->航向值在90至180度范围内;

-X,-Y->航向值在180至270度范围内;

-X,+Y->航向值在270至360度范围内;

顶一下
(2)
100%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
推荐内容