電子羅盤HMC5883物體傾斜時的補償問題-方位角計算公式

ID:100290 · 發(fā)表于 2017-8-22 14:18

pitch和roll角由重力加速度計可得，物體傾斜補償時要注意pitch（俯仰角）和roll（橫滾角）的方向，否則補償誤差消除不了。

如何得到羅盤的方位角

磁阻傳感器為建立羅盤導(dǎo)航系統(tǒng)提供了固態(tài)有效的解決辦法！但是我們怎么才能夠從簡單的3軸數(shù)據(jù)得到羅盤的方位角呢？
下面就將一步步告訴你如何去實現(xiàn)！
1）當(dāng) 3 軸磁力計工作時可以讀到 XYZ 三軸的磁場強度，此時的數(shù)值并不能直接用作方位角的計算！因為此時的讀數(shù)可能受到器件版面上其他
一些含磁材料的影響，形成圓心坐標(biāo)的硬鐵漂移！

用作方位角計算的XYZ數(shù)值必須將此漂移值移除，使圓心回到原點上.

具體的辦法是：
1，水平勻速旋轉(zhuǎn)，收集 XY軸的數(shù)據(jù)
2，轉(zhuǎn)動器材90 度（此時 Z軸水平）勻速旋轉(zhuǎn)以收集 Z軸數(shù)據(jù)
3，將讀取到的各軸數(shù)據(jù)的最大值加上最小值除以2，就得到一個各軸的offset 值
Xoffset=（Xmax+Xmin）/2
Yoffset=（Ymax+Ymin）/2
Zoffset=（Zmax+Zmin）/2
4，然后將磁力計讀取的各軸的裸值減去前面計算所得的 offset值，就可以得到用作角度計算的 Heading 值
XH=X裸-Xoffset
YH=Y裸-Yoffset
ZH=Z裸-Zoffset
如果只用作水平測量，則此時的方位角為
方位角=arctanYH/XH

如果在測量時，我們的器件不是處在水平位置，套用以上公式，羅盤的方位角將出現(xiàn)偏差，此時就需要使用加速度傳感器對磁力計進行傾角補償。
要對電子羅盤進行傾角的補償，首先要計算出橫滾角（θ）Roll 以及俯仰角（φ）Pitch
代入以下公式, 計算 Heading 值
Xh=X*cos(φ)+Y*sin(θ)*sin(φ)-Z*cos(θ)*sin(φ)
Yh=Y*cos(θ)+Z*sin(θ)
考慮到角度的4 個象限，航向角的計算公式可變?yōu)橐韵鹿?br /> for(Xh<0)=180-[arctan(Yh/Xh)*180/π]
for(Xh>0,Yh<0)=-[arctan(Yh/Xh)*180/π]
for(Xh>0,Yh>0)=360-arctan(Yh/Xh)*180/π
for(Xh=0,Yh<0)=90
πfor(Xh=0,Yh>0)=270

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