电子罗盘——平面上磁力计的校准

一、为什么要校准

电子指南针主要是通过感知地球磁场的存在来计算磁北极的方向。然而由于地球磁场在一般情况下只有微弱的0.5高斯，而一个普通的手机喇叭当相距2厘米时仍会有大约4高斯的磁场，一个手机马达在相距2厘米时会有大约6高斯的磁场，这一特点使得针对电子设备表面地球磁场的测量很容易受到电子设备本身的干扰。

磁场干扰是指由于具有磁性物质或者可以影响局部磁场强度的物质存在，使得磁传感器所放置位置上的地球磁场发生了偏差。如图1所示，在磁传感器的XYZ坐标系中，绿色的圆表示地球磁场矢量绕z轴圆周转动过程中在XY平面内的投影轨迹，再没有外界任何磁场干扰的情况下，此轨迹将会是一个标准的以0（0，0）为中心的圆。当存在外界磁场干扰的情况时，测量得到的磁场强度矢量α将为该点地球磁场β与干扰磁场γ的矢量和。记作：α（测量值）=  β（地球磁场）+ γ（干扰磁场）。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1

二、校准方法

针对XY轴的校准，将配备有磁传感器的设备在XY平面内自转，如图1，等价于将地球磁场矢量绕着过点0（γx，γy）垂直于XY平面的法线旋转，而红色的圆为磁场矢量在旋转过程中在XY平面内投影的轨迹。这可以找到圆心的位置为（（Xmax+Xmin）/2，（Ymax+Ymin）/2）。

设测量值为（a,b），则校准后的值位为（ a - (（Xmax+Xmin）/2) , b - (（Ymax+Ymin）/2) ） ，这个值就可以用来计算电子罗盘的偏航角。

参考链接：无人机——磁力计电子罗盘学习及校准

标签：干扰,校准,磁力计,矢量,XY,地球磁场,磁场,罗盘
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