[发明专利]磁场传感器信号的校正方法和基于该方法的车辆导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆导航技术，特别涉及磁场传感器信号的校正方法以及基于该校正方法的车辆导航系统。

 

背景技术

随着电子技术的发展，定位技术有了长足的发展并且被应用于各个方面，其中车辆导航是一个非常重要的应用领域。全球定位系统（GPS）导航设备是目前比较常用的定位装置，其接收GPS信号并根据接收信号确定信号接收方在地球上的维度和经度，用户由此可以获知其当前位置和行车线路等信息。但是GPS导航设备也有明显的缺点。例如，其定位必须依赖于GPS系统，一旦提供导航信号的卫星出现故障，将导致系统瘫痪。再者，GPS导航设备的购置和使用成本都比较昂贵，制约了其进一步的使用推广。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种磁场传感器信号的校正方法，其具有精度高、成本低的优点。

上述目的可以通过下列技术方案实现：

一种磁场传感器信号的校正方法，包括下列步骤：

获取三个相互垂直的磁场传感器测量得到的磁场信号；

按照下列方式修正所述磁场信号：

这里，B_x、B_y、B_z分别为三个所述磁场传感器测量的磁场信号，B_xt、B_yt、B_zt分别为所述磁场信号B_x、B_y、B_z的校正值，、、分别为其中一个磁场传感器与不存在正交误差和水平误差时的直角坐标系的X、Y和Z轴的夹角，为90⁰，、、分别为另外一个磁场传感器与不存在正交误差和水平误差时的直角坐标系的X、Y和Z轴的夹角，、、分别为还有一个磁场传感器与不存在正交误差和水平误差时的直角坐标系的X、Y和Z轴的夹角。

优选地，在上述校正方法中，所述磁场传感器采用磁阻传感器实现。

优选地，在上述校正方法中，通过下列方式确定变换矩阵A_3×3：

将变换矩阵A_3×3简化为：

使所述磁场传感器每次旋转预设的角度，并测量相应的磁场信号从而得到多组数据；

通过求解下列优化模型的优化解来确定、、、、：

这里，ij，1in，1jn，n为旋转预设的角度的次数，Bⁱ_xt、B^j_xt分别为所述其中一个磁场传感器第i和j次旋转预设的角度后测得的磁场信号， Bⁱ_yt、B^j_yt分别为所述另外一个磁场传感器第i和j次旋转预设的角度后测得的磁场信号，Bⁱ_zt、B^j_zt分别为所述还有一个磁场传感器第i和j次旋转预设的角度后测得的磁场信号。

优选地，在上述校正方法中，按照下列步骤，根据所述优化模型确定所述参数：

（1）对于N个种群{ X₁(t)，… X_i(t)，…X_N(t)}，计算每个个体的目标函数F(X_i(t))，其中t为迭代次数，X_i(t) ={ aⁱ_j(t)}，1j5，对应于一组、、、、；

（2）对于取值为X_i(t)的第i个个体，按照下式计算每个分量aⁱ_j(t)的进化值a^i’_j(t)以得到该个体的进化形式X^’_i(t)：

这里，为第j个分量的随机进化增量，取值范围为[-1,1]；

（3）如果第i个个体取值为X_i(t)的目标函数大于其取值为进化形式X^’_i(t)的目标函数，则第i个个体取值为X^’_i(t)，否则，取值为X_i(t)；以及

（4）如果迭代次数t达到预设值，则将N个种群中目标函数值最小的个体确定为最优解，否则，返回步骤（2）。

优选地，在上述校正方法中，所述随机进化增量遵循高斯分布。