[发明专利]一种基于椭圆拟合的地磁传感器动态校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种校准方法，尤其涉及一种基于椭圆拟合的地磁传感器动态校准方法。

背景技术

电磁传感器在固定磁场中以匀速缓慢旋转一圈或多圈时，根据其输出所绘制的圆被称作方位圆，地磁传感器具有沿着的水平面中的两个轴(X轴和Y轴方向)的地磁检测方向作为传感方向。由于地磁的分布特性呈现椭圆特点，方位圆的圆心偏离原点。该偏离被称作偏移，并且该偏离值被称作偏移值。当存在这种偏移时，根据没有偏移这样的假设，基于地磁传感器的测定值而计算出的方位与实际方位不同。

发明内容

本发明提供了一种基于椭圆拟合的地磁传感器动态校准方法，采用椭圆拟合方法，获得椭圆的中心点坐标、倾斜角度以及长、短半轴，对电磁传感器进行动态校准，解决了由于方位圆的圆心偏离原点产生偏移，使根据地磁传感器的测定值而计算出的方位与实际方位不同的问题。

本发明的技术方案为：一种基于椭圆拟合的地磁传感器动态校准方法，包括下述步骤：

S1.将地磁传感器围绕固定点旋转一周，旋转过程中，间隔若干角度记录一次地磁坐标；S2.将步骤S1中的若干地磁坐标记录点作为椭圆拟合的输入点，椭圆的一般方程如下：

Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+F＝0

对椭圆一般方程做如下变形：

-Cy²＝Ax²+Bxy+Dx+Ey+F   (1)

再对方程(1)作如下变形：

-y²＝A/Cx²+B/Cxy+D/Cx+E/Cy+F/C   (2)

A/C＝M₁；

B/C＝M₂；

令D/C＝M₃；

E/C＝M₄；

F/C＝M₅；

将M₁,M₂,M₃,M₄,M₅带入方程(2)得：

-y²＝M₁x²+M₂xy+M₃x+M₄y+M₅   (3)

对方程(3)进一步变形，用矩阵表示如下：

-y2=(x2,xy,x,y,1)×M1M2M3M4M5---(4);]]>

S3.在地磁坐标记录点中，取出其中的n个点，n≥5，其坐标分别为：(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_n,y_n)，将坐标带入方程(4)，构造方程组拟合参数，则可得到如下n个方程构成的方程组：