Калибровочные коэффициенты магнитометра
Создайте некалиброванные данные магнитометра, лежащие на эллипсоиде.
c = [-50; 20; 100]; % ellipsoid center r = [30; 20; 50]; % semiaxis radii [x,y,z] = ellipsoid(c(1),c(2),c(3),r(1),r(2),r(3),20); D = [x(:),y(:),z(:)];
Откорректируйте данные магнитометра так, чтобы они лежали на сфере. Опция калибровки по умолчанию имеет значение «auto».
[A,b,expmfs] = magcal(D); % calibration coefficients expmfs % Dipaly expected magnetic field strength in uT
expmfs = 31.0723
C = (D-b)*A; % calibrated dataВизуализация данных некалиброванного и калиброванного магнитометра.
figure(1) plot3(x(:),y(:),z(:),'LineStyle','none','Marker','X','MarkerSize',8) hold on grid(gca,'on') plot3(C(:,1),C(:,2),C(:,3),'LineStyle','none','Marker', ... 'o','MarkerSize',8,'MarkerFaceColor','r') axis equal xlabel('uT') ylabel('uT') zlabel('uT') legend('Uncalibrated Samples', 'Calibrated Samples','Location', 'southoutside') title("Uncalibrated vs Calibrated" + newline + "Magnetometer Measurements") hold off
Поскольку магнитометр обычно вращается в полном диапазоне 3-D вращения, идеальные измерения с магнитометра должны образовывать идеальную сферу, центрированную в начале координат, если магнитное поле не нарушено. Однако из-за искажения магнитных полей от печатной платы датчика и окружающей среды сферические магнитные измерения могут быть возмущены. В целом существует два эффекта.
Эффект мягкого железа описывается как искажение эллипсоида от сферы и наклон эллипсоида, как показано на левой фигуре. Этот эффект вызван возмущениями, которые влияют на магнитное поле, но не могут генерировать собственное магнитное поле. Например, металлы, такие как никель и железо, могут вызывать такой вид искажения.
Эффект твердого железа описывается как смещение центра эллипсоида от начала координат. Этот эффект создают материалы, которые проявляют постоянное аддитивное поле к магнитному полю Земли. Это постоянное дополнительное смещение дополняет эффект мягкого железа, как показано на рисунке справа.
Базовый алгоритм в magcal определяет эллипсоид наилучшего соответствия показаниям необработанного датчика и пытается «инвертировать» эллипсоид для создания сферы. Целью является создание матрицы коррекции. A для учета эффекта мягкого железа и вектора b чтобы учесть эффект твердого железа. Три варианта вывода, 'eye', 'diag' и 'sym' соответствуют трём алгоритмам решения параметров, и опция 'auto' выбирает из этих трёх вариантов наилучшую подгонку.
[1] Ozyagcilar, Т. «Калибровка eCompass в присутствии жестких и мягких помех железа». Freescale Semiconductor Ltd. 1992, стр. 1-17.