電子羅盤——平面上磁力計的校准

一、為什么要校准

電子指南針主要是通過感知地球磁場的存在來計算磁北極的方向。然而由於地球磁場在一般情況下只有微弱的0.5高斯，而一個普通的手機喇叭當相距2厘米時仍會有大約4高斯的磁場，一個手機馬達在相距2厘米時會有大約6高斯的磁場，這一特點使得針對電子設備表面地球磁場的測量很容易受到電子設備本身的干擾。

磁場干擾是指由於具有磁性物質或者可以影響局部磁場強度的物質存在，使得磁傳感器所放置位置上的地球磁場發生了偏差。如圖1所示，在磁傳感器的XYZ坐標系中，綠色的圓表示地球磁場矢量繞z軸圓周轉動過程中在XY平面內的投影軌跡，再沒有外界任何磁場干擾的情況下，此軌跡將會是一個標准的以0（0，0）為中心的圓。當存在外界磁場干擾的情況時，測量得到的磁場強度矢量α將為該點地球磁場β與干擾磁場γ的矢量和。記作：α（測量值）=  β（地球磁場）+ γ（干擾磁場）。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1

二、校准方法

針對XY軸的校准，將配備有磁傳感器的設備在XY平面內自轉，如圖1，等價於將地球磁場矢量繞着過點0（γx，γy）垂直於XY平面的法線旋轉，而紅色的圓為磁場矢量在旋轉過程中在XY平面內投影的軌跡。這可以找到圓心的位置為（（Xmax+Xmin）/2，（Ymax+Ymin）/2）。

設測量值為（a,b），則校准后的值位為（ a - (（Xmax+Xmin）/2) , b - (（Ymax+Ymin）/2) ） ，這個值就可以用來計算電子羅盤的偏航角。

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參考鏈接：無人機——磁力計電子羅盤學習及校准