Рекуррентная реализация алгоритма калибровки интегрального магнитометра с использованием измерений трехосного гироскопа
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0002
Аннотация
Рассмотрены вопросы практической реализации алгоритма калибровки магнитометра, встроенного в электронное устройство, с использованием синхронных измерений гироскопа. Получены рекуррентные выражения для накопления промежуточных матриц, исключающие необходимость аккумулировать полный объем первичных измерений векторных датчиков. Сформулирован алгоритм определения момента прекращения накопления и перехода к расчету калибруемых параметров.
Об авторе
Н. Н. Василюк
ООО «Топкон Позишионинг Системз» (Москва).
Россия
Россия
Василюк Николай Николаевич, руководитель группы
Список литературы
1. Василюк Н.Н. Калибровка коэффициентов линейной модели интегрального магнитометра за счет использования измерений трехосного гироскопа // Гироскопия и навигация. 2019. №1. С. 107–126. DOI 10.17285/0869-7035.2018.27.1.107-126.
2. Патентная заявка WO2017135836. A method and device for calibration of a three-axis magnetometer. Vasilyuk N. N., Doronin A. V., Tychinskiy S. I., Klimenkov A. V. Дата подачи 01.02.2016. Дата публикации 10.08.2017.
3. Foster, C.C., Elkaim, G.H., Extension of a two-step calibration methodology to include nonorthogonal sensor axes, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2008, vol. 44, no. 3, pp. 1070–1078.
4. Cui, X., Li, Y., Wang, Q., Zang, M., Li, J., Three-axis magnetometer calibration based on optimal ellipsoidal fitting under constraint condition for pedestrian positioning system using footmounted inertial sensor/magnetometer, 2018 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), Monterey, CA, 2018, pp. 166–174.
5. Vasconcelos, J.F., Elkaim, G., Silvestre, C., Oliveira, P., Cardeira, B., Geometric Approach to Strapdown Magnetometer Calibration in Sensor Frame, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2001, vol. 47, no. 2, pp. 1293–1306.
6. Yang, D., You, Z, Li, B, Duan, W., Yuan, B., Complete Tri-Axis Magnetometer Calibration with a Gyro Auxiliary, Sensors (Basel), 2017, vol. 17, no. 6. DOI: 10.3390/s17061223.
7. Ding, Z., Cai, H., Yu, C., Zhang, W., Novel low cost calibration methods for MEMS inertial/magnetic integrated sensors, Proceedings of 2014 IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference, Yantai, 2014, pp. 505–511.
8. Zhu, M., Zhu, Y., Yu, W., An Efficient Method for Gyroscope-Aided Full Magnetometer Calibration, IEEE Sensors Journal, 2019, vol. 19, no. 15, pp. 6355–6361.
9. Wu, Y., Luo, S., On Misalignment Between Magnetometer and Inertial Sensors, IEEE Sensors Journal, 2016, vol. 16, no. 16, pp. 6288–6297.
10. Fedele, G., D’Alfonso, L., D’Aquila, G., Magnetometer Bias Finite-Time Estimation Using Gyroscope Data, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2018, vol. 54, no. 6, pp. 2926–2936.
11. Ousaloo, H.S., Sharifi, G., Mahdian, J., Nodeh, M.T., Complete Calibration of Three-Axis Strapdown Magnetometer in Mounting Frame, IEEE Sensors Journal, 2017, vol. 17, no. 23, pp. 7886–7893.
12. Zhang, Z., Two-Step Calibration Methods for Miniature Inertial and Magnetic Sensor Units, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2015, vol. 62, no. 6, pp. 3714–3723.
13. Han, K., Han, H., Wang, Z., Xu, F., Extended Kalman Filter-Based Gyroscope-Aided Magnetometer Calibration for Consumer Electronic Devices, IEEE Sensors Journal, 2017, vol. 17, no. 1, pp. 63–71.
14. Wu, Y., Zou, D., Liu, P., Yu, W., Dynamic Magnetometer Calibration and Alignment to Inertial Sensors by Kalman Filtering, IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 26, no. 2, pp. 716–723.
15. Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры: Учеб. Для вузов. 9-е изд., испр. М.: Физико-математическая литература, 2001. 376 с.
16. Press, W.H., Teukolsky, S.A., Vetterling, W.T., Flannery, B.P., Numerical recipes in C. The art of scientific computing, 2nd ed., New York: Cambridge University Press, 2002, 949 c.
17. Хуанг Т.С., Эклундб Дж.О., Нуссбаумер Г.Дж. и др. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений. Преобразования и медианные фильтры. М: Радио и связь, 1984. 224 с.
18. MPU-9150 Nine-Axis (Gyro + Accelerometer + Compass) MEMS Motion Tracking (NV) Device. URL: https://www.invensense.com/products/motion-tracking/9-axis/mpu-9150/ (дата обращения: 15.02.2019).
19. 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: 15.02.2019).
20. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Статистическое моделирование. 2-е изд., доп. М.: Наука, 1982. 296 с.
Рецензия
Для цитирования:
Василюк Н.Н. Рекуррентная реализация алгоритма калибровки интегрального магнитометра с использованием измерений трехосного гироскопа. Гироскопия и навигация. 2019;27(3):87-102. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0002
For citation:
Vasilyuk N.N. Recurrent Implementation of Integral Magnetometer Calibration Algorithm Using the Measurements of a Three-Axis Gyro. Giroskopiya i Navigatsiya. 2019;27(3):87-102. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.0002
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 