磁力計
- 基于原子磁場探測的弱電流計量校準技術發(fā)展現(xiàn)狀
，其中尤以原子磁力計和NV 色心磁力計為代表的新型量子磁力計發(fā)展迅速，原子磁力計中的SERF 機制磁力計取得了亞fT／Hz1／2的磁場測量靈敏度［1］，超越了超導量子干涉儀（Superconducting Quantum Interference Devices，SQUID）的探測靈敏度。由此，原子磁力計開始廣泛應用于生物磁場測量［2-4］、基礎物理研究［5，6］、工業(yè)磁場檢測［7，8］等領域，這些應用體現(xiàn)出基礎科學研究對社會發(fā)展的巨大推動作用。在某些基礎
宇航計測技術 2023年5期2023-11-21
- N7 飛行控制器思翼科技(深圳)有限公司
其內(nèi)減震結(jié)構(gòu)和磁力計雙冗余設計確保了在各種環(huán)境和情況下的穩(wěn)定運行。N7 飛行控制系統(tǒng)支持配套一系列功能豐富的思翼產(chǎn)品以及開源生態(tài)產(chǎn)品，能輕松滿足不同應用需求。結(jié)合使用PX4、ArduPilot、QGroundControl、Mission Planner 在內(nèi)的高性能固件與軟件，N7 飛行控制器能支持更廣泛的應用場景，為使用者提供強大的系統(tǒng)級解決方案。N7 飛行控制器內(nèi)置雙IMU 冗余設計、GPS 模塊磁力計與飛控板載磁力計雙冗余設計，內(nèi)置加熱電阻，這些設
傳感器世界 2023年8期2023-10-28
- 一種地圖構(gòu)建方法研究*
加速度計和三軸磁力計組成［2］，一般采用三軸陀螺儀和三軸加速度計的配合使用來測算姿態(tài)角，進而得到機器人在地圖中的位姿信息。運動載體的姿態(tài)可以由三軸陀螺儀通過積分獲得［3］，短時間內(nèi)解算的姿態(tài)精度高，而且具有良好的動態(tài)響應特性，但是由于陀螺儀本身存在漂移，而且在積分過程中會產(chǎn)生累積誤差，因此長時間情況下，通過陀螺儀測量的數(shù)據(jù)解算得到的姿態(tài)精度較差。加速度計也可較精確測量運動載體的水平姿態(tài)角［4］，但是它對運動加速度十分敏感，當載體處于運動狀態(tài)時，加速度計的測
計算機與數(shù)字工程 2023年6期2023-09-29
- 六西格瑪約束磁力計在線校準方法
儀偏移[1]，磁力計可計算絕對航向，且無累積誤差，已成為修正慣性導航航向的重要傳感器之一[2-4]。受環(huán)境影響，磁力計在測量地球磁場時會存在磁干擾誤差，因此研究如何在動態(tài)磁干擾環(huán)境下測量獲取精確的地球磁場是抑制慣性導航航向偏移的關鍵。目前，磁力計校準方法分為離線校準和在線校準：前者的磁力計校準模型精度高，初始校準后不再更新，精度受動態(tài)磁干擾的影響大；后者的磁力計校準模型隨磁干擾的變化進行在線更新，可抑制動態(tài)磁干擾對其精度影響，但其精度較前者低。王海涌等人利
中國慣性技術學報 2022年6期2023-01-29
- 基于改進蜉蝣算法的水下磁場測量誤差補償
目前,基于三軸磁力計的航空磁探技術正逐步在水下軍事及民用領域得以應用,國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)了一系列磁場探測系統(tǒng)并且開展了對應的試驗。然而隨著探測距離的增加,接收到的磁性目標磁場強度大幅衰減,所以相比于航空磁場探測系統(tǒng),基于水下航行器的磁場測量系統(tǒng)可以在距離磁性目標更近的空間進行磁場特征測量,并且可以得到更高的信噪比。因此,配置三軸磁力計的無人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)開始應用于水面磁性目標磁場特征測量[1-2]、
西北工業(yè)大學學報 2022年5期2022-11-08
- 直線型植保無人機航姿UKF兩級估計算法
度計、陀螺儀和磁力計的校準，其中加速度計和陀螺儀的校準方法較為成熟[4]，而磁力計容易受電機感應磁場干擾。磁力計校準可分為離線校準和實時校準。孫宏偉等[5]采用帶約束的最小二乘法，通過旋轉(zhuǎn)估計橢球參數(shù)。WU等[6]利用LM算法先進行球面擬合，再進行橢球擬合計算出靜態(tài)補償參數(shù)，但對大型無人機校準操作繁瑣、動態(tài)性能差。蔡浩原等[7]提出一種基于擴展卡爾曼濾波器(Extended Kalman filter，EKF)的動態(tài)校準方法，但陀螺儀偏置影響校準參數(shù)的估計
農(nóng)業(yè)機械學報 2022年9期2022-11-08
- 利用智能手機定量研究亥姆赫茲線圈磁場分布
，智能手機內(nèi)置磁力計(magnetometer)測量精度能夠達到微特斯拉(ωT)，使得利用智能手機磁力計方便準確測量磁場成為可能。利用智能手機磁力計，張霆等觀測了地球磁場[3]，林奕暉等研究了彈簧勁度系數(shù)與重力加速度[4]，Arribas等探索了小磁鐵磁場與距離關系[5]。利用類似的方法，Septianto等[6]和Monteiro等[2]分別研究了單個載流圓形線圈中心軸向磁場分布情況；Shakur等[7]和劉煒等[1]分別研究了載流亥姆赫茲線圈中心軸向磁
大學物理實驗 2022年2期2022-10-20
- 基于Levenberg-Marquardt算法的無人機多傳感器校正方法研究
子群優(yōu)化算法對磁力計誤差模型中的12個未知參數(shù)進行了最優(yōu)估計，該方法校正補償精度較高，但算法實現(xiàn)較為繁瑣且僅能進行參數(shù)離線估計。WU等基于L-M算法實現(xiàn)磁力計數(shù)據(jù)的球體擬合，得到球體半徑、硬磁和軟磁誤差的最優(yōu)估計。王堅等人使用改進的L-M算法，基于校正后的加速度計以及動態(tài)旋轉(zhuǎn)完成陀螺儀誤差參數(shù)的快速估計，但該方法未考慮磁力計與其他兩種傳感器之間的相互影響，且僅通過加速度計無法得出偏航角，聯(lián)合校正存在局限性。為解決上述傳感器校正過程中存在的需依靠精密儀器、校
機床與液壓 2022年10期2022-09-20
- 基于MEMS傳感器的室內(nèi)外多源融合導航系統(tǒng)設計
存儲。然而對于磁力計設備而言，該系統(tǒng)系統(tǒng)并沒有關注元件自身的偏轉(zhuǎn)能力，以促使偏轉(zhuǎn)角數(shù)值持續(xù)增大，并最終使得實際導航坐標結(jié)果不能與理想預設坐標值相貼合，對主機設備的精準導航能力造成影響。Zeng[7]等人提出基于貝葉斯網(wǎng)絡模型的機器人導航系統(tǒng)設計，機器人的姿態(tài)由兩個子網(wǎng)絡分別編碼，每個子網(wǎng)絡貝葉斯代碼一組用于前庭線索整合的積分器單元，一組用于視覺線索校準的校準單元。應用該模型SLAM系統(tǒng)實現(xiàn)室外和室內(nèi)環(huán)境的導航定位。該方法在室內(nèi)環(huán)境中的導航效果較好，但未考慮
計算機測量與控制 2022年8期2022-08-26
- MEMS慣性測量單元航姿更新中的測量誤差估算方法
，然后利用三軸磁力計解算載體的航向角[11-13]，但磁力計極易受磁性材料的干擾，應用時具有一定的局限。為避免使用轉(zhuǎn)臺和磁力計，可利用卡爾曼濾波器在線估算載體的姿態(tài)和陀螺儀的偏置，然后利用不包含偏置的陀螺儀的測量結(jié)果解算航向角，可獲得較高精度的航姿[14]，但該方法較易受測量誤差值的影響。已有成果直接給出測量誤差的實驗結(jié)果或者經(jīng)驗值，缺乏理論和實驗的指導[15]。針對該問題，本文提出一種用于優(yōu)化航姿精度的測量誤差估算方法，通過推導測量誤差的數(shù)學模型并分析航
電子與信息學報 2022年2期2022-03-09
- 基于Maxwell 3D的電動飛機動力電池磁場干擾仿真與測試分析
件和監(jiān)測航向的磁力計等。因此，本文針對電動飛機大功率電池電路不同布局下所產(chǎn)生的快變電磁場干擾環(huán)境進行研究，并使用飛機磁力計以及磁羅盤對電磁干擾問題進行測試。本次測試分為兩個部分：首先，通過使用Maxwell 3D軟件建模仿真，在動力電池組快變時，觀測疊加磁場內(nèi)各點的磁場強度及方向變化情況；然后，在室內(nèi)進行動力電池對飛機磁力計的電磁干擾測試。通過仿真計算與真實測試的結(jié)合，觀測在雙重磁場疊加下的干擾情況，以便進一步研究如何抑制此類電磁干擾。1 電動飛機電池電路
沈陽航空航天大學學報 2022年6期2022-03-02
- 基于航向匹配的磁力計外場無依托標定算法
量元件之一——磁力計的測量精度，是地磁導航研究的重要問題。此外，因為磁力計的測量精度易受外界環(huán)境的影響，磁力計的現(xiàn)場快速標定也成為地磁導航的關鍵。近年來，國內(nèi)外學者針對磁力計標定問題均開展了相關研究。文獻[1]提出將水平轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一周，獲得磁力計輸出的最大值和最小值，可以粗略地估計出三軸的標度因數(shù)和零偏；文獻[2]提出制造非磁性校準平臺,用于校準磁力計；文獻[3]提出針對雙軸磁力計的橢圓擬合法，利用三軸轉(zhuǎn)臺固定磁力計的方位角和俯仰角，令其橫滾旋轉(zhuǎn)采集磁場數(shù)據(jù)
導航定位與授時 2022年1期2022-02-18
- 基于磁干擾補償?shù)闹悄苁謾C車載AHRS 算法?
，MIMU)、磁力計等傳感器，具有強大的感知能力、運算能力與通信能力[2]。車輛導航通常選取航位推算系統(tǒng)(Dead Reckoning System，DR)與GNSS 進行組合定位[3]。在開闊場景下，GNSS 可用時，可由GNSS 提供準確的定位信息，對DR 累積誤差進行校正。而在如城市峽谷等復雜場景中，GNSS 失鎖后DR 累計誤差無法得到及時校正。智能手機內(nèi)置的MIMU 成本較低，存在各種器件誤差，定位結(jié)果會迅速發(fā)散，其中航向發(fā)散是其主要因素之一。而
傳感技術學報 2022年12期2022-02-05
- 利用智能手機磁力計定量測量剛體轉(zhuǎn)動慣量
手機傳感器中，磁力計(magnetometer)作為高精度傳感器逐漸內(nèi)置于智能手機，使得利用智能手機方便快捷測量磁場成為可能。內(nèi)置于智能手機的磁力計有霍爾效應傳感器(HES)、各向異性磁電阻傳感器(AMRS)、巨磁電阻傳感器(GMRS)和隧道磁電阻傳感器(TMRS)四種，測量精度都能夠達到微特斯拉(μT)[9]。本研究基于扭擺法，研究智能手機磁力計定量測量剛體轉(zhuǎn)動慣量方法，并與常用方法及理論計算值進行計較，評價測量效果。1 實驗原理轉(zhuǎn)動慣量是描述剛體轉(zhuǎn)動慣
大學物理實驗 2021年6期2021-12-30
- 無GPS與BDS衛(wèi)星導航條件下空降兵集結(jié)定位技術研究
電子羅盤? 磁力計? 加速度計中圖分類號：TN98 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）06（b）-0069-03Research on the Positioning Technology of Airborne Soldiers Aggregation under the Condition of Non-GPS/BDS Satellite NavigationJIN Xiaolei? WANG Hongyuan*? HE Wan
科技創(chuàng)新導報 2021年17期2021-09-28
- 多旋翼無人機自適應DUKF姿態(tài)估計算法
儀、加速度計和磁力計數(shù)據(jù)獲得精確的姿態(tài)角的問題進行了大量的研究[3-6]。在靜止或穩(wěn)定飛行的狀態(tài)下，使用加速度計可以很方便地估計出無人機的橫滾角和俯仰角，但無人機處于加速或減速狀態(tài)時，由于外部加速度的存在，會極大地影響橫滾角和俯仰角估計的精度，甚至會使測量的橫滾角和俯仰角完全無法使用。同理，當環(huán)境中存在較大的電磁干擾時，磁力計測得的數(shù)據(jù)會嚴重失真，在估計航向角時，也會出現(xiàn)較大誤差。針對這個問題，文獻[7]提出一種自適應濾波方法，該方法基于擴展卡爾曼濾波算法
機械設計與制造 2021年6期2021-06-27
- 基于小學科學教學中自制簡易磁力計的研究與應用
教學中自制簡易磁力計進行深入探究，以期拓展教學資源，實現(xiàn)小學科學高效課堂的構(gòu)建。關鍵詞：小學科學;科學教學;磁力計在教科版小學科學教學中，有一個與磁鐵相關的單元。其中《磁鐵的兩極》這一課的目標之一是使學生明白磁力最強的部分為磁極。但是，教材所提供的實驗活動存在一定問題，得到了實驗結(jié)論并不嚴謹?；诖饲闆r，想要為學生構(gòu)建高質(zhì)量的科學課堂，教師需要對簡易的磁力計進行設計，為學生提供可更有效實驗的方法，促使學生全身心的投入到科學探究中，在知識的學習中得到能力的提
下一代 2021年3期2021-06-25
- 俄開發(fā)超靈敏腦掃描磁力計
描的超靈敏固態(tài)磁力計，可使腦磁成像的成本降低10倍。相關研究結(jié)果近日發(fā)表在專門從事人類大腦活動可視化領域研究的國際期刊《神經(jīng)影像學》雜志上。與研究大腦電活動的其他方法相比，腦磁成像的主要優(yōu)點是生物組織對磁場透明而帶來的高精度。然而，迄今為止，由于在制造該設備中需要極冷液氦或加熱高溫氣體的高成本和復雜性，腦磁成像僅在全球少數(shù)實驗室中可用。由俄羅斯量子中心開發(fā)的基于鐵釔石榴石薄膜的傳感器已成為世界上第一個在室溫下運行的固態(tài)超靈敏磁力計。建立在量子傳感器的基礎上
網(wǎng)信軍民融合 2021年8期2021-04-17
- 地磁場測量及應用居家實驗
布測量需要使用磁力計功能，選擇圖2(a)所示的磁力計一欄，智能手機嵌入的磁力計為三軸磁力計。在磁力計功能欄中選擇多方向測量功能，測量顯示界面如圖2(b)所示，界面的上半部分以曲線方式顯示x、y、z三軸的測量信息，橫坐標為時間，縱坐標為磁場值，下半部分顯示當前的測量值，其中的絕對值是地磁場總強度。為減小磁場的測量誤差，在測量前需要根據(jù)軟件的提示進行校準。圖2 P hyphox 軟件界面3 電子羅盤方向判別原理電子羅盤是現(xiàn)代地磁導航系統(tǒng)的核心設備，可根據(jù)地磁場
實驗技術與管理 2021年2期2021-04-06
- 基于遞推最小二乘法加速度計信息輔助的磁力計標定方法?
展，MEMS 磁力計有著廣泛的應用，通過磁力計可對地磁場進行測量，并計算得到姿態(tài)和航向信息。 但三軸磁強計的測量精度會隨著制作工藝等問題存在確定性誤差，例如標度因子誤差，零偏誤差，非正交性誤差。 此外，外界環(huán)境也會對磁力計測量精度帶來影響，包括軟磁材料引起的軟鐵干擾和硬磁材料引起的硬鐵干擾。 因此，為提高磁力計的測量精度，在使用磁力計前需進行標定[1－2]。目前，國內(nèi)外對磁標定問題進行了很多研究。 一種是姿態(tài)無關法，即不需要外部姿態(tài)信息作為參考，利用歸一化
傳感技術學報 2021年12期2021-03-13
- 六軸IMU補償?shù)?span id="j5i0abt0b" class="hl">磁力計動態(tài)穩(wěn)定校準
此往往需要添加磁力計，組成九軸IMU來計算航向角。由于磁力計極易受到周圍環(huán)境磁場的干擾，所以在使用過程中，往往需要先對磁力計進行校準，得到軟鐵干擾和硬鐵干擾參數(shù)，磁力計數(shù)據(jù)在經(jīng)過這些參數(shù)的處理后，才能準確的指示航向[1-3]。磁力計校準方法可以根據(jù)是否需要外部設備分為兩種類型。一種是基于磁場數(shù)據(jù)的約束，對磁場建模并僅使用磁力計數(shù)據(jù)來計算校準參數(shù)[4-5]。最常用的方法是橢圓擬合方法[6]和最大和最小值方法。朱建良等[7]首先線性化橢球表面方程，然后分別用最
儀表技術與傳感器 2021年1期2021-02-25
- 四旋翼姿態(tài)解算算法研究
度計、陀螺儀、磁力計數(shù)據(jù)相融合。流程圖如圖6所示。圖6 基于MARG的四元素姿態(tài)解算步驟一：確定磁力計參考矢量將機體系的磁力計值轉(zhuǎn)換到慣性系下(6)獲得磁力計的參考矢量(7)步驟二：獲得磁力計方向誤差將磁力計參考矢量通過加速度計校正的旋轉(zhuǎn)矩陣轉(zhuǎn)到機體系(8)得到磁力計方向誤差em(9)方向誤差ea、em通過PI控制器修正陀螺儀角速度，Kmp，Kmi用來控制修正陀螺儀的速度emp=Kmpem(10)emi=emi+Kmiem(11)b′ω=b′ω+eap+e
沈陽航空航天大學學報 2020年3期2020-08-15
- 基于四元數(shù)衍生無跡卡爾曼濾波的二段式多旋翼無人機姿態(tài)估計算法
和俯仰角,使用磁力計數(shù)據(jù)作為參考去估計航向角.低成本陀螺儀、加速度計和磁力計測量值都包含較大的噪聲,現(xiàn)有研究人員對于如何使用存在噪聲干擾的陀螺儀、加速度計和磁力計數(shù)據(jù)獲得精確的姿態(tài)角的問題進行了大量的研究[1–2].由于四元數(shù)能進行全姿解算并具有較小的計算量,卡爾曼濾波器能有效的降低噪聲,均被廣泛用于無人機姿態(tài)解算中[3–5].由于姿態(tài)估計模型具有非線性的特征,通常使用非線性卡爾曼濾波器來處理[6–8].劉興川等[9]提出一種基于四元數(shù)的擴展卡爾曼濾波(e
控制理論與應用 2020年2期2020-04-11
- 一種微慣性與磁組合測量單元的姿態(tài)解算方法
MU增加了三軸磁力計，可用于測量外界磁感應強度。利用角速率積分可以獲得載體姿態(tài)，但由于微陀螺儀隨機漂移較嚴重，在積分過程中解算誤差會隨時間累積，長時間工作很可能造成發(fā)散。當載體處于靜止或勻速運動時，加速度計只測得載體坐標系下重力加速度分量，可用于校正橫滾角和俯仰角，但當載體加速運動時會影響校正效果。當載體附近無鐵磁干擾時，磁力計只測得載體坐標系下地球磁場分量，可用于校正偏航角，但當磁力計受外界鐵磁干擾較嚴重時會影響校正效果。由于利用后二者解算姿態(tài)角只基于一
兵工學報 2019年12期2020-01-08
- 基于最小二乘的多旋翼無人機磁力計動態(tài)校準
儀、加速度計和磁力計構(gòu)成，是無人機飛控獲取自身姿態(tài)信息的主要來源和穩(wěn)定飛行的保障[1]，廣泛應用于消費級、行業(yè)等領域無人機. 磁力計是測量磁場強度和方向，用于定位設備方位的模塊，也稱磁力儀或高斯計[2]. 磁力計在多旋翼無人機的慣性導航系統(tǒng)中提供絕對偏航信息，其精度決定了飛控姿態(tài)解算的精度，對無人機的飛行極其重要[3].地球磁場的強度約為50～60 μT，多旋翼無人機在飛行中其機載磁力計的測量精度會受到板載電路電磁特性、電機和空間環(huán)境磁場的干擾，導致飛控接
廣東工業(yè)大學學報 2019年4期2019-07-15
- 基于低功耗藍牙的磁力計在線校準系統(tǒng)設計
發(fā)展，MEMS磁力計的應用也日漸非常廣泛。從手機到無人機，從虛擬現(xiàn)實設備（VR/AR）到多自由度遙控器皆可見磁力計的身影。但是磁力計由于自身的一些特點如個體差異性比較大、容易受工程設計和應用環(huán)境的影響等，磁力計校準系統(tǒng)必不可少。而常見的磁力計校準算法對內(nèi)存、CPU等資源的要求比較高，不適用于一些嵌入式的微型設備。本項目通過基于低功耗藍牙（BLE）通信設計了一套自動化的在線校準系統(tǒng)，可以應用于工廠生產(chǎn)環(huán)境或者實際用戶環(huán)境的磁力計校準。關鍵詞：磁力計;低功耗藍
中國科技縱橫 2019年8期2019-06-19
- 原子磁力計在腦磁測量中的應用研究進展
用于室溫環(huán)境的磁力計尤為重要。隨著激光和探測技術的迅速發(fā)展，原子磁力計的靈敏度達到了飛特斯拉水平，開始進入生物磁場測量和研究的領域。2010年普林斯頓大學Romalis研究小組實現(xiàn)的無自旋交換弛豫（Spin-exchange relaxation free，SERF）原子磁力計的測量靈敏度0.16fT/[3]，可以與SQUID磁力計相媲美，甚至超越了它。在腦磁測量領域，高靈敏的原子磁力計可以代替目前昂貴的SQUID磁力計，是目前國際上公認的下一代腦磁圖儀器
山西大同大學學報(自然科學版) 2019年2期2019-05-16
- 核磁共振陀螺儀中三維磁場的初步鎖定
關鍵是三維原子磁力計的實現(xiàn)。傳統(tǒng)的基于非線性旋光效應的原子磁力計將信號對其他方向上磁場的響應視作干擾，因此只能實現(xiàn)一個方向上磁場的探測，而通過對不同方向上的磁場以不同的頻率分別進行調(diào)制，就可以在傳統(tǒng)原子磁力計的基礎上實現(xiàn)三維磁場探測。通過調(diào)制x和z方向磁場，在無外磁場屏蔽的情況下，可實現(xiàn)靈敏度達到1pT·Hz-1/2量級的三維原子磁力計[7]；使用雙方向泵浦光頻率調(diào)制的方案，磁力計靈敏度可達到65fT·Hz-1/2[8]?；趦深惒煌脑?span id="j5i0abt0b" class="hl">磁力計實現(xiàn)的三維
導航定位與授時 2019年3期2019-05-16
- 磁力計陣列監(jiān)測車體相對鋼軌位移的方法研究
劉應龍，李田?磁力計陣列監(jiān)測車體相對鋼軌位移的方法研究詹歡1, 2，魯寨軍1, 2，劉應龍3，李田1, 2(1. 軌道交通安全教育部重點實驗室，湖南 長沙 410075； 2. 軌道交通安全關鍵技術國際合作聯(lián)合實驗室，湖南 長沙 410075； 3. 湖南科創(chuàng)信息技術股份有限公司，湖南 長沙 410007)針對軌道車輛動態(tài)偏移量檢測需要和特殊安裝環(huán)境要求，提出一種利用磁力計陣列監(jiān)測車體相對鋼軌位移的方法。該方法通過合理設計磁力計、永磁體和鋼軌間的相對位置，
鐵道科學與工程學報 2019年1期2019-03-06
- 基于INS/GPS/磁力計的全組合導航*
，利用加速度、磁力計修正陀螺姿態(tài)信息；給出定位系統(tǒng)方程和量測方程，利用GPS修正陀螺位置、速度信息。最后在移動平臺上搭建組合導航系統(tǒng)，進行實驗驗證。1 數(shù)據(jù)預處理磁力計和陀螺儀傳感器作為組合導航中的關鍵器件[7]，不可避免地存在各種誤差，為提高器件的可靠性、降低器件對導航精度的影響，需對傳感器數(shù)據(jù)進行預處理。1.1 磁力計數(shù)據(jù)處理在某一地區(qū)，地磁強度可視為恒定的向量。因此,在只有地磁場的作用下，磁力計測量值的水平分量為圓形。但實際環(huán)境中存在各種磁干擾[8]
傳感器與微系統(tǒng) 2019年3期2019-03-05
- 基于MEMS陀螺儀輔助的粒子群優(yōu)化磁力計校正
01)0 引言磁力計是一種測量磁場強度的儀器，通過對其三軸分量的計算能夠得到導航中重要的航向角信息，具有無累計誤差的優(yōu)點。然而磁力計有不可忽視的零位、靈敏度、非正交誤差，以及周圍環(huán)境影響造成的軟硬磁誤差，這些都會造成其輸出不準確，從而影響解算航向角的精度。因此，在使用前需要對其進行誤差分析，并采用有效的算法進行補償校正，提高其實用性。目前針對磁力計校正的算法有很多。橢球擬合法是一種常見的磁力計校正算法，它不需要其他輔助信息，依據(jù)將未校正的橢球分布的磁力計數(shù)
導航定位與授時 2018年6期2018-11-21
- 基于橢球擬合的磁力計誤差校正方法研究*
00)MEMS磁力計工作時不存在累積誤差,在當前狀態(tài)沒有干擾磁場的情況下可測量恒定不變的局部磁場矢量,利用該矢量完成載體航向角計算[1-4]。磁力計在實際環(huán)境中易受器件自身工藝和結(jié)構(gòu)的限制和周圍磁場的干擾導致測量精度降低,為獲得更精確的磁場信息,就需要對磁力計進行校準[5]。橢圓擬合法局限于二維平面而無法對三維空間中的磁場信息進行校正[6];磁力計受到軟、硬、鐵磁場分別進行補償校正方案存在速度慢效率低的弊端[7]。論文提出的基于橢球擬合校準算法,首先根據(jù)磁
傳感技術學報 2018年9期2018-10-17
- 微小型無人機航向姿態(tài)解算研究*
器也叫磁羅盤或磁力計， 利用地磁場來測量航向. 地磁場是在近地空間連續(xù)分布的矢量場， 在一定的地面空間內(nèi)是相同的， 因此可作為很理想的方位導向基準. 并且磁感器的結(jié)構(gòu)簡單、 體積小、 功耗低， 是一種常見的航向角獲取方法， 在軍事、 民用、 商業(yè)等方面都應用很廣泛.一般來說， 微小型無人機的航向測量系統(tǒng)中常用陀螺儀輸出角速率積分得到航向姿態(tài)角[3]， 但此方法得到的航向角精度低、 穩(wěn)定性差， 從而導致無人機緩慢自旋. 為了克服上述問題， 微小型無人機的航向
測試技術學報 2018年5期2018-10-11
- 自適應抗差最小二乘估計的捷聯(lián)磁力計標定
用的捷聯(lián)式三軸磁力計能實時測量其周圍磁場信息，由地磁場計算得到的航向在無源行人導航定位系統(tǒng)的初始對準和導航解算誤差抑制方面有著十分重要的作用；然而地磁匹配用的地磁場和其他干擾磁場相互耦合，這嚴重影響磁力計的測量精度和地磁匹配應用效果：因此磁力計的標定和磁補償技術是地磁應用的前提和關鍵技術，也是制約行人導航定位精度的關鍵因素之一[1]。關于磁力計的標定和磁補償技術一直以來推陳出新，目前廣泛使用的是文獻[2]提出的經(jīng)典Two-Step法，該算法利用最小二乘估計
導航定位學報 2018年2期2018-06-07
- 多傳感器行人航位推算方法和UKF融合算法
計和陀螺儀組合磁力計、氣壓計等來提高位置精度。PDR算法可以分解為航向估算與步長估算兩部分，通過航向估算判定行人行走的方向，通過步長估算在其行走方向的投影，可以獲得行人在二維坐標系下的位置。田國會等[1]提出一種基于小波變換與UKF結(jié)合的濾波方法，利用小波對觀測信號進行處理，降低了傳統(tǒng)UKF由于噪聲而導致濾波偏差的影響，從而提高其定位精度；但其步伐狀態(tài)測定僅利用加速度檢測，倘若受到外界因素干擾，其測定結(jié)果必定產(chǎn)生較大偏差；李金鳳等[2]采用互補濾波融合多傳
測繪通報 2018年3期2018-04-08
- 小學科學教學中自制簡易磁力計的研究與應用
提供了一種簡易磁力計方案，用簡易磁力計對條形磁鐵各部位的磁力進行全面、快捷的檢測，使“磁鐵什么地方磁力大”的問題得到嚴謹、便捷、高效、低成本的解決。那么，這個簡易磁力計運用的是什么原理？怎樣制作呢？下面，我進行詳細介紹。一、工作原理我們在平時很容易觀察到這樣一種現(xiàn)象：把一個指南針放置在桌面上，指南針會慢慢靜止下來，指針指向南北方向，不管怎么放置，指南針總是指南北方向不變，這是指南針的特點。但當我們拿出一塊磁鐵去靠近這個指南針時，會發(fā)現(xiàn)這個指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而
小學科學·教師版 2018年1期2018-03-15
- 基于最小二乘法的磁力計誤差補償與校準
加速度計、三軸磁力計和三軸陀螺儀等傳感器。其中磁力計在行人自主導航系統(tǒng)中用于提供絕對航行信息[2]，而航向的精度直接決定著系統(tǒng)定位的精度。在實際應用中，傳感器的固定偏差和隨機誤差將嚴重影響數(shù)據(jù)融合的精度[3]，因此對傳感器數(shù)據(jù)進行濾波、誤差校準、標定等操作是十分重要的。傳統(tǒng)的校準方法存在計算量大、操作復雜、不易實現(xiàn)等缺陷[4]。例如梁益豐使用總體八位置法對磁力計進行確定性誤差參數(shù)標定，補償精度較高，但需要給出正確的參考方向才能進行校準，不適用于實際使用[5
導航定位與授時 2018年1期2018-02-01
- 低成本MEMS磁力計校正方法研究
中的加速度計和磁力計來進行對準，由于該方法無需任何身體部位的旋轉(zhuǎn)，只需保持直立站姿即可進行初始對準，與上述方法有著顯著的差異，使用方便．實際使用過程中，MIMU中MEMS磁力計的測量精度，直接關系到動作捕捉的精確性．由于低成本MEMS磁力計的測量誤差較大，在系統(tǒng)開始對準工作之前，需要對磁力計進行誤差校正，且在系統(tǒng)開始捕捉工作之后，也需要利用磁力計的測量數(shù)據(jù)．然而，磁力計誤差校正的問題，在文獻[10]中并未提及．通常情況下，一套運動捕捉系統(tǒng)有7至十幾個MIM
大連理工大學學報 2018年1期2018-01-19
- 基于極大似然估計法的磁力計誤差補償算法
大似然估計法的磁力計誤差補償算法劉 宇，吳林志，路永樂，陳俊杰(重慶郵電大學 光電信息感測與傳輸技術重慶市重點實驗室，重慶 460005)針對現(xiàn)有三軸磁力計誤差補償速度慢、需要外部輔助設備、磁力計和慣性傳感器組合存在多傳感器軸位敏感重合誤差問題，提出了一種基于極大似然估計法(maximum likelihood estimation，MLE)的快速有效的磁力計誤差補償算法。根據(jù)傳感器組合系統(tǒng)中誤差來源建立測量誤差模型，建立高斯分布的極大似然參數(shù)估計模型，用
重慶郵電大學學報(自然科學版) 2017年6期2017-12-20
- 基于動態(tài)約束方法和磁力計的汽車慣性導航系統(tǒng)
動態(tài)約束方法和磁力計的汽車慣性導航系統(tǒng)慣性導航系統(tǒng)(INS)被用來提供獨立的導航解決方案,包括位置、速度和狀態(tài)信息。幾乎所有的自動化應用系統(tǒng)都采用INS作為基礎導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以不利用額外數(shù)據(jù)進行狀態(tài)估計，但是隨著運行時間的增加，估計精度會大幅度降低。因此，提出了一種利用磁力計和動態(tài)約束方法來提高汽車INS的導航性能。該方法除了使用慣性傳感器和磁力計之外，無需其它硬件設施。推導出了慣性導航方程和計算磁偏角的方程，用于后續(xù)慣性傳感器和磁力計的解算。為了減小
汽車文摘 2017年7期2017-12-08
- 基于磁力計傳感器的自動駕駛汽車智能入侵檢測方案
基于磁力計傳感器的自動駕駛汽車智能入侵檢測方案傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)不能保護主機計算的敏感信息和控制數(shù)據(jù)，這會使得系統(tǒng)受到攻擊。使用入侵檢測系統(tǒng)可以解決這一問題。自動駕駛汽車的外部通信系統(tǒng)沒有固定的安全基礎設施，容易受到許多漏洞的影響，所以該系統(tǒng)更容易受到攻擊。集成電路測量（ICMetrics）是一種為電子系統(tǒng)創(chuàng)建唯一標識符的新興技術。ICMetrics可以用于識別特征和保證安全。在入侵檢測系統(tǒng)（IDS）中實施ICMetrics技術，以確保自動駕駛汽車的外部通信安
汽車文摘 2017年11期2017-12-04
- 基于模值估計的三軸磁力計標定方法研究*
模值估計的三軸磁力計標定方法研究*鐘 浩,章衛(wèi)國*,劉小雄(西北工業(yè)大學自動化學院,西安 710129)現(xiàn)有的三軸磁力計標定方法大都是對采樣數(shù)據(jù)進行歸一化,然后利用樣本數(shù)據(jù)求解參數(shù)。為了提高標定算法的通用性和有效性。提出了一種改進的標定方法,首先將磁力計所處位置磁場向量的模作為誤差模型參數(shù),然后對其進行估計算法設計,接著提出一種兩步標定方法進行參數(shù)初值的選取,然后應用Levenberg-Marquardt方法進行磁力計標定算法設計。仿真和實驗結(jié)果表明,本文
傳感技術學報 2017年10期2017-11-03
- 一種手持式MEMS磁力計的羅差校正方法*
手持式MEMS磁力計的羅差校正方法*李思民,蔡成林*,王亞娜,曹振強(桂林電子科技大學 信息與通信學院,廣西桂林541004)針對手持式MEMS磁力計使用過程中航向精度低的問題,在分析磁力計誤差的基礎上,建立了羅差校正模型,推導了羅差系數(shù)的計算公式,采用橢圓假設、約束最小二乘法、解卷繞和滑動窗口濾波等方法降低磁力計航向誤差。該校正過程簡單方便,只需手持MEMS傳感器組旋轉(zhuǎn)一周。實驗結(jié)果表明,該校正方法具有良好的抗噪聲性能,校正后的磁力計航向精度優(yōu)于1°。M
電子器件 2017年5期2017-11-03
- 基于磁屏蔽桶的磁力計三軸噪聲水平計算
基于磁屏蔽桶的磁力計三軸噪聲水平計算潘家偉 成都理工大學信息科學與技術學院 劉丞鳴 天津職業(yè)技術師范大學自動化與電氣工程學院本案例以某款通用磁力計為實驗載體，通過在三維屏蔽磁測桶產(chǎn)生的零磁空間將磁力計的三軸噪聲水平運用數(shù)學工具計算出來。硬件部分基于STM32微處理器將磁力計的測量數(shù)據(jù)存儲到SD卡內(nèi)，經(jīng)過ASSIC碼到十進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生可直接用于數(shù)學計算的實際數(shù)據(jù)。本方法通過MATLAB編程實現(xiàn)磁力計的三軸噪聲水平計算，對磁力計精度測量相對其他方法更加規(guī)范合
數(shù)碼世界 2017年7期2017-07-25
- 多傳感器組合的行人航位推算方法研究
軸陀螺儀和三軸磁力計設計一種低成本多傳感器的室內(nèi)行人航位推算（PDR）系統(tǒng)。對于低成本傳感器，設計了基于擴展卡爾曼濾波（EKF）的初始對準；在行走過程中，針對位置誤差發(fā)散的問題，采用基于EKF的零速度更新（ZUPT）和磁力計組合的方法，ZUPT修正速度誤差，加速度計和磁力計對陀螺儀進行誤差修正，同時對航向角誤差修正，從而實現(xiàn)了降低位置誤差的目的。實驗結(jié)果表明，對于低成本多傳感器，該系統(tǒng)可以較好地滿足室內(nèi)行人定位要求，定位誤差占總路程的2%左右；與已有的行人
現(xiàn)代電子技術 2017年12期2017-06-23
- 基于多旋翼自主飛行器的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)設計
高度測定，通過磁力計解決飛行航向問題，系統(tǒng)采用CC2430可實現(xiàn)遙控介入。關鍵詞：處理器；多旋翼；磁力計；CC2430中圖分類號：S252+.3；V279+.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）10-1953-03DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.038The Design of Pesticide Spraying System Based on Multi Rotor Auton
湖北農(nóng)業(yè)科學 2017年10期2017-06-22
- 在宇宙中探索磁場
行探索時，使用磁力計有助于科學家確定其地下結(jié)構(gòu)和組成?，F(xiàn)在，使用“洞察”號著陸器的內(nèi)部勘探任務計劃于2018年發(fā)射，旨在提供有關火星的地震、溫度及其形成歷史的信息。此外，它們可被用來定位含水層，這可以幫助科學家尋找火星上的生命，識別人類殖民所需的資源。相似的任務也可以在金星和水星上開展，從而揭示太陽系中所有巖質(zhì)行星是如何形成的，它們有什么共同之處，以及是什么使它們分開的?？罩械卮耪{(diào)查通過將磁力計放置在類似滑翔機或氣球的高空平臺上，可以進行行星表面詳細的地球
飛碟探索 2017年5期2017-05-11
- 安裝家用無線水表
南針（一個2軸磁力計），是我以前從電子產(chǎn)品零售商SparkFun Electronics購買的，作為定向儀使用?，F(xiàn)在SparkFun不再出售該組件，但是你只需花更少的錢（15美元），就能買到一個3軸磁力計，和以前的2軸磁力計一樣好用甚至更好用。因為機械水表的工作方式，磁力計在這里很有價值。在實際中，為了把水表的齒輪與水隔離開來，轉(zhuǎn)子通常連到分離室的磁鐵中，水流通過該分離室流動。當水轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子時，這塊磁鐵會轉(zhuǎn)動水表齒輪箱中的另一塊磁鐵。如此一來，這些成對的磁鐵
世界科學 2016年4期2016-12-01
- 微傳感器測量運動狀態(tài)下的人體軀干傾角
?；谕勇輧x和磁力計的數(shù)據(jù)融合，提出了一種用于估算運動狀態(tài)下人體軀干傾角的算法。實驗結(jié)果表明:在不同運動狀態(tài)下，算法的均方根誤差為1.81°±0.77°。該算法可以應用在有關人體和機器人運動平衡性的研究中。慣性傳感器； 人體運動學； 卡爾曼濾波器0 引 言在人體運動穩(wěn)定性的研究中，能夠精確地估計和控制軀干部位姿態(tài)是至關重要的。人體上半身的質(zhì)量集中在軀干部，當其偏離正常位置達到一定程度時，人體就會失去平衡[1]。其中，沿左右方向偏離軀干中軸(medial-l
傳感器與微系統(tǒng) 2016年11期2016-11-04
- 基于誤差四元數(shù)的單兵導航系統(tǒng)算法*
MEMS陀螺和磁力計互補的性質(zhì)，本文提出基于誤差四元數(shù)的多傳感器信息融合算法。通過磁力計標定技術補償外界磁干擾，并以MEMS加速度計和磁力計輸出為姿態(tài)基準，利用卡爾曼濾波器對誤差四元數(shù)和陀螺漂移進行估計，以減小單兵定位誤差。1 磁力計標定每次使用前利用標定實驗對磁力計進行標定可有效補償外界磁干擾的影響［3］。標定前后的磁場強度如圖1。圖1 標定前后的磁場強度Fig 1 Magnetic field intensity before and after ca
傳感器與微系統(tǒng) 2015年9期2015-12-07
- 井下磁力計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制*
制器設計了井下磁力計傳感器單元的數(shù)據(jù)采集、控制和實時傳輸系統(tǒng)，對AD采集的高分辨率和高實時性、背景磁場的自動補償控制方案的設計，以及和其它傳感器單元共用RS－422總線與上位機進行數(shù)據(jù)通信的可靠性協(xié)議解析等問題進行了討論和分析，介紹了監(jiān)控軟件的功能設計，最后給出了磁力計整體單元的測試和應用結(jié)果。1 井下磁力計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.1 系統(tǒng)設計井下集成綜合觀測系統(tǒng)是在一口深井中自上而下分別布置著寬頻帶地震計、溫度計、傾斜計、應變計、地磁計等，各傳感器探頭實現(xiàn)觀測數(shù)
傳感技術學報 2011年11期2011-10-20
- 飛思卡爾在Xtrinsic傳感器系列中推出第一款磁力計
出了第一款基于磁力計的傳感器產(chǎn)品Xtrinsic MAG3110。它為終端設備制造商帶來先進的導航技術，以滿足其設備和應用的創(chuàng)新，同時具有極具吸引力的價格。飛思卡爾半導體推出首款磁力計MAG3110，擴展了Xtrinsic系列智能傳感解決方案。該Xtrinsic MAG3110是一款小體積、低功耗的三軸數(shù)字磁力計，它提供增強型數(shù)字電子羅盤（eCompass）功能，在智能手機及其他電子產(chǎn)品中提供基于位置的業(yè)務，如導航、航位推算和位置跟蹤等。Xtrinsic
電子技術應用 2011年5期2011-03-21
- 磁力計探礦飛行
駕駛一架裝有磁力計的勘測飛機，在航空方面還是罕見的工作。幾年以來，為了尋找鈾，駕駛員們曾經(jīng)使用蓋克計數(shù)器同感光設備，在山谷間上下回旋進行低空探測。但是現(xiàn)在有了完善的磁力計設備，就能從空中發(fā)現(xiàn)地層下面的無放射性礦物，因為磁力計能夠很準確的找到有色金屬的礦床，以及銅，石油等的蘊藏地點?，F(xiàn)在我們正在利用威潤型(Varian)的核共振磁力計來幫助勘測地層下面的礦藏。它具有很高的靈敏度，簡單的說，它不過是一個纏繞著水瓶的線圈，它被安裝在ADF殼內(nèi)，整個磁力計用麥克風
航空知識 1958年12期1958-01-19