gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2018.27.1.107-126gyroscopy-240Research ArticleСтатьиКалибровка коэффициентов линейной модели интегрального магнитометра за счет использования измерений трехосного гироскопаCalibration of Integral Magnetometer Linear Model Coefficients Using Simultaneous Measurements of a Three-Axis GyroВасилюкН. Н.VasilyukN. N.

Василюк Николай Николаевич. Руководитель группы

ООО «Топкон Позишионинг Системз» (Москва)РоссияTopcon Positioning Systems LLC, Moscow, RussiaRussian Federation201913112025271107126Copyright © Василюк Н.Н., 20252025Василюк Н.Н.Vasilyuk N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/240

В статье рассматривается задача калибровки трехосного магнитометра, встроенного в сложное электронное устройство. Известные методы калибровки, основанные на эллипсоидной аппроксимации геометрического места измерений магнитометра, обеспечивают лишь частичную калибровку и определяют только симметричную часть матрицы магнитной проницаемости. Ортогональная часть матрицы остается неопределенной. Предлагаемый алгоритм позволяет найти полную матрицу магнитной проницаемости за счет вращения устройства и дополнительных измерений при помощи трехосного гироскопа.

The paper considers a problem of calibration of a three-axis magnetometer integrated in a complex electronic device. Known methods of calibration based on the ellipsoid approximation of the geometric locus of magnetometer measurements provide only partial calibration and determine only the symmetrical part of the magnetic inductive capacity matrix. The orthogonal part of the matrix remains undetermined. The proposed algorithm makes it possible to find the full matrix of magnetic inductive capacity with the use of device rotation and additional measurements made by a three-axis gyro.

Калибровка магнитометраинтегральный магнитометрпогрешности магнитометра.Мagnetometer calibrationintegrated magnetometermagnetometer errors.ReferencesMPU-9150 Nine-Axis (Gyro + Accelerometer + Compass) MEMS MotionTracking (NV) Device. URL: https://www.invensense.com/products/motion-tracking/9-axis/mpu-9150/ (дата обращения: 09.11.2018).MPU-9150 Nine-Axis (Gyro + Accelerometer + Compass) MEMS MotionTracking (NV) Device. https://www.invensense.com/products/motion-tracking/9-axis/mpu-9150/. Accessed November 9 2018.LSM303AGR e-Compass with 3D digital linear acceleration sensor, 3D digital magnetic sensor. URL: https://www.st.com/en/mems-and-sensors/lsm303agr.html (дата обращения: 11.11.2018).LSM303AGR e-Compass with 3D digital linear acceleration sensor, 3D digital magnetic sensor. https://www.st.com/en/mems-and-sensors/lsm303agr.html. Accessed November 11, 2018.Кожухов В.П., Воронов В.В., Григорьев В.В. Девиация магнитного компаса. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1971. 240 с.Kozhukhov, V.P., Voronov, V.V., and Grigoryev, V.V., Deviatsiya magnitnogo kompasa (Magnetic Compass Deviation), Moscow: Transport, 1971.Иванов Д.С., Ткачев С.С., Карпенко С.О., Овчинников М.Ю. Калибровка датчиков для определения ориентации малого космического аппарата // Препринты ИПМIvanov, D.S., Tkachev, S.S., Karpenko, S.O., and Ovchinnikov, M.Yu., Calibration of Satellite Attitude Determination Sensors, Preprints of Keldysh Institute of Applied Mathematics, Moscow 2010, no. 28, 30 p. http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2010-28. Accessed November 9, 2018.им. М.В.Келдыша. 2010. № 28. 30 с. URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2010-28 (дата обращения: 09.11.2018).Renaudin, V., Afzal, M.H., and Lachapelle, G., New method for magnetometers based orientation estimation, Proceedings of IEEE/ION PLANS 2010, Indian Wells, CA, 2010, pp. 348–356.Renaudin, V., Afzal, M.H., Lachapelle, G., New Method for Magnetometers Based Orientation Estimation, Proceedings of IEEE/ION PLANS 2010, Indian Wells, CA, 2010, pp. 348–356.Alonso, R., and Shuster, M.D., Complete linear attitude-independent magnetometer calibration The Journal of Astronautical Science, 2002, vol. 50, no. 4, pp. 477–490.Alonso, R., Shuster, M.D., Complete linear attitude-independent magnetometer calibration The Journal of Astronautical Science, 2002, vol. 50, no. 4, pp. 477–490.The World Magnetic Model. https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/WMM/. Accessed December 2 2018.The World Magnetic Model. URL: https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/WMM/ (дата обращения 02.12.2018).Fitzgibbon, A., Pilu, M., and Fisher, R.B., Direct least square fitting of ellipses, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1999, vol.21, no. 5, pp. 476–480.Fitzgibbon, A., Pilu, M., Fisher, R.B., Direct Least Square Fitting of Ellipses, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1999, vol.21, no. 5, pp. 476–480.Li, Q., and Griffiths, J.G., Least squares ellipsoid specific fitting, Proceedings of the Geometric Modeling and Processing, Beijing, 2004, p. 335.Li, Q., Griffiths, J.G., Least Squares Ellipsoid Specific Fitting, Proceedings of the Geometric Modeling and Processing, Beijing, 2004, p. 335.Beklemishev, D.V., Kurs analiticheskoi geometrii i lineinoi agebry (Course of Analytical Geometry and Linear Algebra), textbook for higher educational institutions, Moscow: Fizikomatematicheskaya literatura, 2001.Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры: Учеб. Для вузов. 9-е изд., испр. М.: Физико-математическая литература, 2001. 376 с.Markovsky, I., Kukush, A., and Van Huffel, S., Consistent least squares fitting of ellipsoids Numerische Mathematik, 2004, vol.98, no. 1, pp. 177–194.Markovsky, I., Kukush, A., Van Huffel, S., Consistent least squares fitting of ellipsoids, Numerische Mathematik, 2004, vol. 98, no. 1, pp. 177–194.Kukush, A., Markovsky, I., and Van Huffel, S., Consistent estimation in an implicit quadratic measurement error model, Computational Statistics and Data Analysis, 2004, vol. 47, no. 1 pp. 123–147.Kukush, A., Markovsky, I., Van Huffel, S., Consistent estimation in an implicit quadratic measurement error model, Computational Statistics and Data Analysis, 2004, vol. 47, no. 1, pp.123–147.Ilyin, V.A., and Poznyak, E.G., Lineinaya algebra (Linear Algebra), textbook for higher educationalИльин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра: Учеб. для вузов. 4-е изд. М.: Наука. Физматлит, 1999. 296 с.institutions, Moscow: Nauka, Fizmatlit, 1999.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.