一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法，具體步驟是：步驟1：確定噪聲上限；步驟2：對(duì)噪聲方差進(jìn)行估計(jì)；步驟3：計(jì)算對(duì)應(yīng)的最小特征向量，采用奇異值svd分解計(jì)算最小特征向量，并代入步驟2中估計(jì)噪聲方差；步驟4：利用ALS方法求得橢球參數(shù)Ce和d，進(jìn)而求得C；步驟5：利用公式hE＝C-1hM-d，修正三軸傳感器輸出數(shù)據(jù)，即成。本發(fā)明的方法，使系統(tǒng)既能工作在較強(qiáng)的噪聲干擾條件下又能保證工程可實(shí)現(xiàn)性，有效抑制強(qiáng)噪聲信號(hào)，明顯改善三軸磁傳感器抗噪性能，提高了磁測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度。
【專利說(shuō)明】一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于弱磁探測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]高精度三軸傳感器以三軸磁通門(mén)傳感器為主，由于在加工過(guò)程中，受到加工工藝、安裝工藝和材料特性等因素的限制，三軸磁傳感器本身存在零偏誤差、標(biāo)度系數(shù)誤差、非正交誤差等誤差；同時(shí)，在三軸磁傳感器使用過(guò)程中存在剩磁、軟鐵誤差、硬鐵誤差和噪聲等干擾因素，極大限制了三軸磁傳感器的測(cè)量精度，導(dǎo)致其測(cè)量誤差達(dá)到幾百甚至上千納特，使得三軸磁傳感器難以滿足高精度磁測(cè)的需求。
[0003]目前的國(guó)內(nèi)外主流研究中，誤差模型一般以輸出磁場(chǎng)的橢球假設(shè)為基礎(chǔ)，建立以校正參數(shù)為變量、傳感器輸出分量和姿態(tài)為系數(shù)的方程組；實(shí)測(cè)試驗(yàn)經(jīng)常采用旋轉(zhuǎn)法或翻轉(zhuǎn)法；基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選取優(yōu)化算法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，從而得到誤差模型中的各類參數(shù)。而存在高斯噪聲時(shí)，若單純的通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)平均的方法去除噪聲，則根據(jù)橢球假設(shè)模型求得的誤差參數(shù)為真實(shí)誤差量的非一致性估計(jì)，在環(huán)境噪聲較大且數(shù)據(jù)長(zhǎng)度受限的高實(shí)時(shí)性約束下，上述誤差估計(jì)方法就會(huì)失效。
[0004]因此，現(xiàn)有的三軸磁傳感器的定標(biāo)方法通常無(wú)法處理大噪聲情況下的參數(shù)估計(jì)問(wèn)題，且極少數(shù)考慮噪聲影響的定標(biāo)方法中需要預(yù)先得知噪聲的分布特性，這在實(shí)際系統(tǒng)中通常難以得到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在噪聲環(huán)境下三軸磁傳感器定標(biāo)不準(zhǔn)確的問(wèn)題，尤其是噪聲較大且噪聲特性未知情況下的誤差參數(shù)估計(jì)失效的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0007]步驟1:確定噪聲上限
[0008]假定σ,丨其中噪聲上限Un>0，引入目標(biāo)函數(shù)式:
[0009]故
【權(quán)利要求】
1.一種帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法，其特點(diǎn)在于，具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟1:確定噪聲上限 假定Wefo,",,2卜其中噪聲上限un>0，引入目標(biāo)函數(shù)式:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶噪聲抑制的三軸磁傳感器定標(biāo)方法，其特點(diǎn)在于，所述的步驟4中所述的ALS方法，具體是: 改進(jìn)最小二乘法(ALS, Adjusted Least Square)得到噪聲抑制下的誤差參數(shù)估計(jì)方法，其間對(duì)噪聲的處理為一致性估計(jì)，該改進(jìn)方法簡(jiǎn)述如下:對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)#Jw , I = I, -,m, χ{1)χ[ι)，其中上標(biāo)表示真實(shí)磁場(chǎng)值，“~”表不測(cè)量數(shù)據(jù)中包含的噪聲，則橢球表面表不為:

【文檔編號(hào)】G01R35/00GK103954923SQ201410177497
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】宋忠國(guó), 張金生, 朱文奇, 席曉莉 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)