三轴电子罗盘的设计与误差校正.pdfVIP

110 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2010年第29卷 第 1O期 三轴电子罗盘的设计与误差校正 王勇军，李 智，李 翔 (桂林电子科技大学 电子工程学院。广西 桂林 541004) 摘 要：介绍了三轴电子罗盘的测量原理。利用各向异性磁阻传感器和加速度传感器研制了带倾斜补偿 功能的三轴电子罗盘，并论述了电子罗盘的硬件设计和软件流程。针对电子罗盘传感器的误差特点，采用 十二位置标定法实现了罗盘的校正。在罗盘处于不同倾斜的情况下进行圆周测试，经误差校正和倾角补 偿后的轨迹是大体重合的圆，有效降低了罗盘误差。在某些具备翻滚条件的应用场合，该校正方法还可有 效补偿电子罗盘的罗差。 关键词：电子罗盘；磁阻传感器 ；加速度传感器 ；误差校正；罗差 中图分类号：TP212．9 文献标识码 ：A 文章编号：1000-9787(2olo)10-0110-03 Designand errorcalibration ofthree—axiselectroniccompass WANGYong-jun，LIZhi，LIXiang (SchoolofElectronicEngineering，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China) Abstract：Themeasuringprincipleofthree—axiselectroniccompassisintroduced．A tilt-compensatedthree—axis elecrtoniccompasshasbeen developed based on anisotropic magneto—resistive sensorand accelerometer．Th e hardwaredesignandsoftwareflow chartraediscussed．Aimedatthefeaturesofsensors’errors，atwelve-attitude calibrationmethodhasbeenusedforthecalibrationofcompass．Accordingtoexperimentresultsofdifferenttilt nagleofcircumferencetest，thetrajectoriesareessentiallycoincidentwiht circleaftererrorcalibrationandtilt- compensated，whicheffectivelyreducestheelTor．Th iscalibrationmethodisalsoeffectiveforthecompensationof mangeticdeviation，inthecasethatrollingispossible． Keywords：electroniccompass；mangeto—resistivesensor；acceterometer；erlx)rcalibration；magneticdeviation 0 引 言 随地点(甚至随时间)而变化。但是，地磁场的水平分量永 随着导航定位技术的飞速发展和 日臻成熟，电子罗盘 远指向磁北，这就是电子罗盘的定向原理。在导航定位系 在相关领域得到了越来越广泛的应用。电子罗盘是利用地 统中，通常用航向角、俯仰角和横滚角这3个角度 (依次记 磁场来实现定向功能的装置。目前 ，已实现了基于磁通门、 为 ，．y，卢)来描述罗盘载体的姿态 ，也就是载体坐标系和 磁感应式和霍尔效应等不同类型的电子罗盘…。其中，磁 地理坐标系之间的方位关系。 通 门和磁感应式指南针精度较高，可达到 ±l。，但 由于线圈