磁力计
- 基于原子磁场探测的弱电流计量校准技术发展现状
，其中尤以原子磁力计和NV 色心磁力计为代表的新型量子磁力计发展迅速，原子磁力计中的SERF 机制磁力计取得了亚fT／Hz1／2的磁场测量灵敏度［1］，超越了超导量子干涉仪（Superconducting Quantum Interference Devices，SQUID）的探测灵敏度。由此，原子磁力计开始广泛应用于生物磁场测量［2-4］、基础物理研究［5，6］、工业磁场检测［7，8］等领域，这些应用体现出基础科学研究对社会发展的巨大推动作用。在某些基础
宇航计测技术 2023年5期2023-11-21
- N7 飞行控制器思翼科技(深圳)有限公司
其内减震结构和磁力计双冗余设计确保了在各种环境和情况下的稳定运行。N7 飞行控制系统支持配套一系列功能丰富的思翼产品以及开源生态产品，能轻松满足不同应用需求。结合使用PX4、ArduPilot、QGroundControl、Mission Planner 在内的高性能固件与软件，N7 飞行控制器能支持更广泛的应用场景，为使用者提供强大的系统级解决方案。N7 飞行控制器内置双IMU 冗余设计、GPS 模块磁力计与飞控板载磁力计双冗余设计，内置加热电阻，这些设
传感器世界 2023年8期2023-10-28
- 一种地图构建方法研究*
加速度计和三轴磁力计组成［2］，一般采用三轴陀螺仪和三轴加速度计的配合使用来测算姿态角，进而得到机器人在地图中的位姿信息。运动载体的姿态可以由三轴陀螺仪通过积分获得［3］，短时间内解算的姿态精度高，而且具有良好的动态响应特性，但是由于陀螺仪本身存在漂移，而且在积分过程中会产生累积误差，因此长时间情况下，通过陀螺仪测量的数据解算得到的姿态精度较差。加速度计也可较精确测量运动载体的水平姿态角［4］，但是它对运动加速度十分敏感，当载体处于运动状态时，加速度计的测
计算机与数字工程 2023年6期2023-09-29
- 六西格玛约束磁力计在线校准方法
仪偏移[1]，磁力计可计算绝对航向，且无累积误差，已成为修正惯性导航航向的重要传感器之一[2-4]。受环境影响，磁力计在测量地球磁场时会存在磁干扰误差，因此研究如何在动态磁干扰环境下测量获取精确的地球磁场是抑制惯性导航航向偏移的关键。目前，磁力计校准方法分为离线校准和在线校准：前者的磁力计校准模型精度高，初始校准后不再更新，精度受动态磁干扰的影响大；后者的磁力计校准模型随磁干扰的变化进行在线更新，可抑制动态磁干扰对其精度影响，但其精度较前者低。王海涌等人利
中国惯性技术学报 2022年6期2023-01-29
- 基于改进蜉蝣算法的水下磁场测量误差补偿
目前,基于三轴磁力计的航空磁探技术正逐步在水下军事及民用领域得以应用,国内外已经开发了一系列磁场探测系统并且开展了对应的试验。然而随着探测距离的增加,接收到的磁性目标磁场强度大幅衰减,所以相比于航空磁场探测系统,基于水下航行器的磁场测量系统可以在距离磁性目标更近的空间进行磁场特征测量,并且可以得到更高的信噪比。因此,配置三轴磁力计的无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)开始应用于水面磁性目标磁场特征测量[1-2]、
西北工业大学学报 2022年5期2022-11-08
- 直线型植保无人机航姿UKF两级估计算法
度计、陀螺仪和磁力计的校准，其中加速度计和陀螺仪的校准方法较为成熟[4]，而磁力计容易受电机感应磁场干扰。磁力计校准可分为离线校准和实时校准。孙宏伟等[5]采用带约束的最小二乘法，通过旋转估计椭球参数。WU等[6]利用LM算法先进行球面拟合，再进行椭球拟合计算出静态补偿参数，但对大型无人机校准操作繁琐、动态性能差。蔡浩原等[7]提出一种基于扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman filter，EKF)的动态校准方法，但陀螺仪偏置影响校准参数的估计
农业机械学报 2022年9期2022-11-08
- 利用智能手机定量研究亥姆赫兹线圈磁场分布
，智能手机内置磁力计(magnetometer)测量精度能够达到微特斯拉(ωT)，使得利用智能手机磁力计方便准确测量磁场成为可能。利用智能手机磁力计，张霆等观测了地球磁场[3]，林奕晖等研究了弹簧劲度系数与重力加速度[4]，Arribas等探索了小磁铁磁场与距离关系[5]。利用类似的方法，Septianto等[6]和Monteiro等[2]分别研究了单个载流圆形线圈中心轴向磁场分布情况；Shakur等[7]和刘炜等[1]分别研究了载流亥姆赫兹线圈中心轴向磁
大学物理实验 2022年2期2022-10-20
- 基于Levenberg-Marquardt算法的无人机多传感器校正方法研究
子群优化算法对磁力计误差模型中的12个未知参数进行了最优估计，该方法校正补偿精度较高，但算法实现较为繁琐且仅能进行参数离线估计。WU等基于L-M算法实现磁力计数据的球体拟合，得到球体半径、硬磁和软磁误差的最优估计。王坚等人使用改进的L-M算法，基于校正后的加速度计以及动态旋转完成陀螺仪误差参数的快速估计，但该方法未考虑磁力计与其他两种传感器之间的相互影响，且仅通过加速度计无法得出偏航角，联合校正存在局限性。为解决上述传感器校正过程中存在的需依靠精密仪器、校
机床与液压 2022年10期2022-09-20
- 基于MEMS传感器的室内外多源融合导航系统设计
存储。然而对于磁力计设备而言，该系统系统并没有关注元件自身的偏转能力，以促使偏转角数值持续增大，并最终使得实际导航坐标结果不能与理想预设坐标值相贴合，对主机设备的精准导航能力造成影响。Zeng[7]等人提出基于贝叶斯网络模型的机器人导航系统设计，机器人的姿态由两个子网络分别编码，每个子网络贝叶斯代码一组用于前庭线索整合的积分器单元，一组用于视觉线索校准的校准单元。应用该模型SLAM系统实现室外和室内环境的导航定位。该方法在室内环境中的导航效果较好，但未考虑
计算机测量与控制 2022年8期2022-08-26
- MEMS惯性测量单元航姿更新中的测量误差估算方法
，然后利用三轴磁力计解算载体的航向角[11-13]，但磁力计极易受磁性材料的干扰，应用时具有一定的局限。为避免使用转台和磁力计，可利用卡尔曼滤波器在线估算载体的姿态和陀螺仪的偏置，然后利用不包含偏置的陀螺仪的测量结果解算航向角，可获得较高精度的航姿[14]，但该方法较易受测量误差值的影响。已有成果直接给出测量误差的实验结果或者经验值，缺乏理论和实验的指导[15]。针对该问题，本文提出一种用于优化航姿精度的测量误差估算方法，通过推导测量误差的数学模型并分析航
电子与信息学报 2022年2期2022-03-09
- 基于Maxwell 3D的电动飞机动力电池磁场干扰仿真与测试分析
件和监测航向的磁力计等。因此，本文针对电动飞机大功率电池电路不同布局下所产生的快变电磁场干扰环境进行研究，并使用飞机磁力计以及磁罗盘对电磁干扰问题进行测试。本次测试分为两个部分：首先，通过使用Maxwell 3D软件建模仿真，在动力电池组快变时，观测叠加磁场内各点的磁场强度及方向变化情况；然后，在室内进行动力电池对飞机磁力计的电磁干扰测试。通过仿真计算与真实测试的结合，观测在双重磁场叠加下的干扰情况，以便进一步研究如何抑制此类电磁干扰。1 电动飞机电池电路
沈阳航空航天大学学报 2022年6期2022-03-02
- 基于航向匹配的磁力计外场无依托标定算法
量元件之一——磁力计的测量精度，是地磁导航研究的重要问题。此外，因为磁力计的测量精度易受外界环境的影响，磁力计的现场快速标定也成为地磁导航的关键。近年来，国内外学者针对磁力计标定问题均开展了相关研究。文献[1]提出将水平转台旋转一周，获得磁力计输出的最大值和最小值，可以粗略地估计出三轴的标度因数和零偏；文献[2]提出制造非磁性校准平台,用于校准磁力计；文献[3]提出针对双轴磁力计的椭圆拟合法，利用三轴转台固定磁力计的方位角和俯仰角，令其横滚旋转采集磁场数据
导航定位与授时 2022年1期2022-02-18
- 基于磁干扰补偿的智能手机车载AHRS 算法∗
，MIMU)、磁力计等传感器，具有强大的感知能力、运算能力与通信能力[2]。车辆导航通常选取航位推算系统(Dead Reckoning System，DR)与GNSS 进行组合定位[3]。在开阔场景下，GNSS 可用时，可由GNSS 提供准确的定位信息，对DR 累积误差进行校正。而在如城市峡谷等复杂场景中，GNSS 失锁后DR 累计误差无法得到及时校正。智能手机内置的MIMU 成本较低，存在各种器件误差，定位结果会迅速发散，其中航向发散是其主要因素之一。而
传感技术学报 2022年12期2022-02-05
- 利用智能手机磁力计定量测量刚体转动惯量
手机传感器中，磁力计(magnetometer)作为高精度传感器逐渐内置于智能手机，使得利用智能手机方便快捷测量磁场成为可能。内置于智能手机的磁力计有霍尔效应传感器(HES)、各向异性磁电阻传感器(AMRS)、巨磁电阻传感器(GMRS)和隧道磁电阻传感器(TMRS)四种，测量精度都能够达到微特斯拉(μT)[9]。本研究基于扭摆法，研究智能手机磁力计定量测量刚体转动惯量方法，并与常用方法及理论计算值进行计较，评价测量效果。1 实验原理转动惯量是描述刚体转动惯
大学物理实验 2021年6期2021-12-30
- 无GPS与BDS卫星导航条件下空降兵集结定位技术研究
电子罗盘 磁力计 加速度计中图分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）06（b）-0069-03Research on the Positioning Technology of Airborne Soldiers Aggregation under the Condition of Non-GPS/BDS Satellite NavigationJIN Xiaolei WANG Hongyuan* HE Wan
科技创新导报 2021年17期2021-09-28
- 多旋翼无人机自适应DUKF姿态估计算法
仪、加速度计和磁力计数据获得精确的姿态角的问题进行了大量的研究[3-6]。在静止或稳定飞行的状态下，使用加速度计可以很方便地估计出无人机的横滚角和俯仰角，但无人机处于加速或减速状态时，由于外部加速度的存在，会极大地影响横滚角和俯仰角估计的精度，甚至会使测量的横滚角和俯仰角完全无法使用。同理，当环境中存在较大的电磁干扰时，磁力计测得的数据会严重失真，在估计航向角时，也会出现较大误差。针对这个问题，文献[7]提出一种自适应滤波方法，该方法基于扩展卡尔曼滤波算法
机械设计与制造 2021年6期2021-06-27
- 基于小学科学教学中自制简易磁力计的研究与应用
教学中自制简易磁力计进行深入探究，以期拓展教学资源，实现小学科学高效课堂的构建。关键词：小学科学;科学教学;磁力计在教科版小学科学教学中，有一个与磁铁相关的单元。其中《磁铁的两极》这一课的目标之一是使学生明白磁力最强的部分为磁极。但是，教材所提供的实验活动存在一定问题，得到了实验结论并不严谨。基于此情况，想要为学生构建高质量的科学课堂，教师需要对简易的磁力计进行设计，为学生提供可更有效实验的方法，促使学生全身心的投入到科学探究中，在知识的学习中得到能力的提
下一代 2021年3期2021-06-25
- 俄开发超灵敏脑扫描磁力计
描的超灵敏固态磁力计，可使脑磁成像的成本降低10倍。相关研究结果近日发表在专门从事人类大脑活动可视化领域研究的国际期刊《神经影像学》杂志上。与研究大脑电活动的其他方法相比，脑磁成像的主要优点是生物组织对磁场透明而带来的高精度。然而，迄今为止，由于在制造该设备中需要极冷液氦或加热高温气体的高成本和复杂性，脑磁成像仅在全球少数实验室中可用。由俄罗斯量子中心开发的基于铁钇石榴石薄膜的传感器已成为世界上第一个在室温下运行的固态超灵敏磁力计。建立在量子传感器的基础上
网信军民融合 2021年8期2021-04-17
- 地磁场测量及应用居家实验
布测量需要使用磁力计功能，选择图2(a)所示的磁力计一栏，智能手机嵌入的磁力计为三轴磁力计。在磁力计功能栏中选择多方向测量功能，测量显示界面如图2(b)所示，界面的上半部分以曲线方式显示x、y、z三轴的测量信息，横坐标为时间，纵坐标为磁场值，下半部分显示当前的测量值，其中的绝对值是地磁场总强度。为减小磁场的测量误差，在测量前需要根据软件的提示进行校准。图2 P hyphox 软件界面3 电子罗盘方向判别原理电子罗盘是现代地磁导航系统的核心设备，可根据地磁场
实验技术与管理 2021年2期2021-04-06
- 基于递推最小二乘法加速度计信息辅助的磁力计标定方法∗
展，MEMS 磁力计有着广泛的应用，通过磁力计可对地磁场进行测量，并计算得到姿态和航向信息。 但三轴磁强计的测量精度会随着制作工艺等问题存在确定性误差，例如标度因子误差，零偏误差，非正交性误差。 此外，外界环境也会对磁力计测量精度带来影响，包括软磁材料引起的软铁干扰和硬磁材料引起的硬铁干扰。 因此，为提高磁力计的测量精度，在使用磁力计前需进行标定[1－2]。目前，国内外对磁标定问题进行了很多研究。 一种是姿态无关法，即不需要外部姿态信息作为参考，利用归一化
传感技术学报 2021年12期2021-03-13
- 六轴IMU补偿的磁力计动态稳定校准
此往往需要添加磁力计，组成九轴IMU来计算航向角。由于磁力计极易受到周围环境磁场的干扰，所以在使用过程中，往往需要先对磁力计进行校准，得到软铁干扰和硬铁干扰参数，磁力计数据在经过这些参数的处理后，才能准确的指示航向[1-3]。磁力计校准方法可以根据是否需要外部设备分为两种类型。一种是基于磁场数据的约束，对磁场建模并仅使用磁力计数据来计算校准参数[4-5]。最常用的方法是椭圆拟合方法[6]和最大和最小值方法。朱建良等[7]首先线性化椭球表面方程，然后分别用最
仪表技术与传感器 2021年1期2021-02-25
- 四旋翼姿态解算算法研究
度计、陀螺仪、磁力计数据相融合。流程图如图6所示。图6 基于MARG的四元素姿态解算步骤一：确定磁力计参考矢量将机体系的磁力计值转换到惯性系下(6)获得磁力计的参考矢量(7)步骤二：获得磁力计方向误差将磁力计参考矢量通过加速度计校正的旋转矩阵转到机体系(8)得到磁力计方向误差em(9)方向误差ea、em通过PI控制器修正陀螺仪角速度，Kmp，Kmi用来控制修正陀螺仪的速度emp=Kmpem(10)emi=emi+Kmiem(11)b′ω=b′ω+eap+e
沈阳航空航天大学学报 2020年3期2020-08-15
- 基于四元数衍生无迹卡尔曼滤波的二段式多旋翼无人机姿态估计算法
和俯仰角,使用磁力计数据作为参考去估计航向角.低成本陀螺仪、加速度计和磁力计测量值都包含较大的噪声,现有研究人员对于如何使用存在噪声干扰的陀螺仪、加速度计和磁力计数据获得精确的姿态角的问题进行了大量的研究[1–2].由于四元数能进行全姿解算并具有较小的计算量,卡尔曼滤波器能有效的降低噪声,均被广泛用于无人机姿态解算中[3–5].由于姿态估计模型具有非线性的特征,通常使用非线性卡尔曼滤波器来处理[6–8].刘兴川等[9]提出一种基于四元数的扩展卡尔曼滤波(e
控制理论与应用 2020年2期2020-04-11
- 一种微惯性与磁组合测量单元的姿态解算方法
MU增加了三轴磁力计，可用于测量外界磁感应强度。利用角速率积分可以获得载体姿态，但由于微陀螺仪随机漂移较严重，在积分过程中解算误差会随时间累积，长时间工作很可能造成发散。当载体处于静止或匀速运动时，加速度计只测得载体坐标系下重力加速度分量，可用于校正横滚角和俯仰角，但当载体加速运动时会影响校正效果。当载体附近无铁磁干扰时，磁力计只测得载体坐标系下地球磁场分量，可用于校正偏航角，但当磁力计受外界铁磁干扰较严重时会影响校正效果。由于利用后二者解算姿态角只基于一
兵工学报 2019年12期2020-01-08
- 基于最小二乘的多旋翼无人机磁力计动态校准
仪、加速度计和磁力计构成，是无人机飞控获取自身姿态信息的主要来源和稳定飞行的保障[1]，广泛应用于消费级、行业等领域无人机. 磁力计是测量磁场强度和方向，用于定位设备方位的模块，也称磁力仪或高斯计[2]. 磁力计在多旋翼无人机的惯性导航系统中提供绝对偏航信息，其精度决定了飞控姿态解算的精度，对无人机的飞行极其重要[3].地球磁场的强度约为50～60 μT，多旋翼无人机在飞行中其机载磁力计的测量精度会受到板载电路电磁特性、电机和空间环境磁场的干扰，导致飞控接
广东工业大学学报 2019年4期2019-07-15
- 基于低功耗蓝牙的磁力计在线校准系统设计
发展，MEMS磁力计的应用也日渐非常广泛。从手机到无人机，从虚拟现实设备（VR/AR）到多自由度遥控器皆可见磁力计的身影。但是磁力计由于自身的一些特点如个体差异性比较大、容易受工程设计和应用环境的影响等，磁力计校准系统必不可少。而常见的磁力计校准算法对内存、CPU等资源的要求比较高，不适用于一些嵌入式的微型设备。本项目通过基于低功耗蓝牙（BLE）通信设计了一套自动化的在线校准系统，可以应用于工厂生产环境或者实际用户环境的磁力计校准。关键词：磁力计;低功耗蓝
中国科技纵横 2019年8期2019-06-19
- 原子磁力计在脑磁测量中的应用研究进展
用于室温环境的磁力计尤为重要。随着激光和探测技术的迅速发展，原子磁力计的灵敏度达到了飞特斯拉水平，开始进入生物磁场测量和研究的领域。2010年普林斯顿大学Romalis研究小组实现的无自旋交换弛豫（Spin-exchange relaxation free，SERF）原子磁力计的测量灵敏度0.16fT/[3]，可以与SQUID磁力计相媲美，甚至超越了它。在脑磁测量领域，高灵敏的原子磁力计可以代替目前昂贵的SQUID磁力计，是目前国际上公认的下一代脑磁图仪器
山西大同大学学报(自然科学版) 2019年2期2019-05-16
- 核磁共振陀螺仪中三维磁场的初步锁定
关键是三维原子磁力计的实现。传统的基于非线性旋光效应的原子磁力计将信号对其他方向上磁场的响应视作干扰，因此只能实现一个方向上磁场的探测，而通过对不同方向上的磁场以不同的频率分别进行调制，就可以在传统原子磁力计的基础上实现三维磁场探测。通过调制x和z方向磁场，在无外磁场屏蔽的情况下，可实现灵敏度达到1pT·Hz-1/2量级的三维原子磁力计[7]；使用双方向泵浦光频率调制的方案，磁力计灵敏度可达到65fT·Hz-1/2[8]。基于两类不同的原子磁力计实现的三维
导航定位与授时 2019年3期2019-05-16
- 磁力计阵列监测车体相对钢轨位移的方法研究
刘应龙，李田磁力计阵列监测车体相对钢轨位移的方法研究詹欢1, 2，鲁寨军1, 2，刘应龙3，李田1, 2(1. 轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙 410075； 2. 轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室，湖南 长沙 410075； 3. 湖南科创信息技术股份有限公司，湖南 长沙 410007)针对轨道车辆动态偏移量检测需要和特殊安装环境要求，提出一种利用磁力计阵列监测车体相对钢轨位移的方法。该方法通过合理设计磁力计、永磁体和钢轨间的相对位置，
铁道科学与工程学报 2019年1期2019-03-06
- 基于INS/GPS/磁力计的全组合导航*
，利用加速度、磁力计修正陀螺姿态信息；给出定位系统方程和量测方程，利用GPS修正陀螺位置、速度信息。最后在移动平台上搭建组合导航系统，进行实验验证。1 数据预处理磁力计和陀螺仪传感器作为组合导航中的关键器件[7]，不可避免地存在各种误差，为提高器件的可靠性、降低器件对导航精度的影响，需对传感器数据进行预处理。1.1 磁力计数据处理在某一地区，地磁强度可视为恒定的向量。因此,在只有地磁场的作用下，磁力计测量值的水平分量为圆形。但实际环境中存在各种磁干扰[8]
传感器与微系统 2019年3期2019-03-05
- 基于MEMS陀螺仪辅助的粒子群优化磁力计校正
01)0 引言磁力计是一种测量磁场强度的仪器，通过对其三轴分量的计算能够得到导航中重要的航向角信息，具有无累计误差的优点。然而磁力计有不可忽视的零位、灵敏度、非正交误差，以及周围环境影响造成的软硬磁误差，这些都会造成其输出不准确，从而影响解算航向角的精度。因此，在使用前需要对其进行误差分析，并采用有效的算法进行补偿校正，提高其实用性。目前针对磁力计校正的算法有很多。椭球拟合法是一种常见的磁力计校正算法，它不需要其他辅助信息，依据将未校正的椭球分布的磁力计数
导航定位与授时 2018年6期2018-11-21
- 基于椭球拟合的磁力计误差校正方法研究*
00)MEMS磁力计工作时不存在累积误差,在当前状态没有干扰磁场的情况下可测量恒定不变的局部磁场矢量,利用该矢量完成载体航向角计算[1-4]。磁力计在实际环境中易受器件自身工艺和结构的限制和周围磁场的干扰导致测量精度降低,为获得更精确的磁场信息,就需要对磁力计进行校准[5]。椭圆拟合法局限于二维平面而无法对三维空间中的磁场信息进行校正[6];磁力计受到软、硬、铁磁场分别进行补偿校正方案存在速度慢效率低的弊端[7]。论文提出的基于椭球拟合校准算法,首先根据磁
传感技术学报 2018年9期2018-10-17
- 微小型无人机航向姿态解算研究*
器也叫磁罗盘或磁力计， 利用地磁场来测量航向. 地磁场是在近地空间连续分布的矢量场， 在一定的地面空间内是相同的， 因此可作为很理想的方位导向基准. 并且磁感器的结构简单、 体积小、 功耗低， 是一种常见的航向角获取方法， 在军事、 民用、 商业等方面都应用很广泛.一般来说， 微小型无人机的航向测量系统中常用陀螺仪输出角速率积分得到航向姿态角[3]， 但此方法得到的航向角精度低、 稳定性差， 从而导致无人机缓慢自旋. 为了克服上述问题， 微小型无人机的航向
测试技术学报 2018年5期2018-10-11
- 自适应抗差最小二乘估计的捷联磁力计标定
用的捷联式三轴磁力计能实时测量其周围磁场信息，由地磁场计算得到的航向在无源行人导航定位系统的初始对准和导航解算误差抑制方面有着十分重要的作用；然而地磁匹配用的地磁场和其他干扰磁场相互耦合，这严重影响磁力计的测量精度和地磁匹配应用效果：因此磁力计的标定和磁补偿技术是地磁应用的前提和关键技术，也是制约行人导航定位精度的关键因素之一[1]。关于磁力计的标定和磁补偿技术一直以来推陈出新，目前广泛使用的是文献[2]提出的经典Two-Step法，该算法利用最小二乘估计
导航定位学报 2018年2期2018-06-07
- 多传感器行人航位推算方法和UKF融合算法
计和陀螺仪组合磁力计、气压计等来提高位置精度。PDR算法可以分解为航向估算与步长估算两部分，通过航向估算判定行人行走的方向，通过步长估算在其行走方向的投影，可以获得行人在二维坐标系下的位置。田国会等[1]提出一种基于小波变换与UKF结合的滤波方法，利用小波对观测信号进行处理，降低了传统UKF由于噪声而导致滤波偏差的影响，从而提高其定位精度；但其步伐状态测定仅利用加速度检测，倘若受到外界因素干扰，其测定结果必定产生较大偏差；李金凤等[2]采用互补滤波融合多传
测绘通报 2018年3期2018-04-08
- 小学科学教学中自制简易磁力计的研究与应用
提供了一种簡易磁力计方案，用简易磁力计对条形磁铁各部位的磁力进行全面、快捷的检测，使“磁铁什么地方磁力大”的问题得到严谨、便捷、高效、低成本的解决。那么，这个简易磁力计运用的是什么原理？怎样制作呢？下面，我进行详细介绍。一、工作原理我们在平时很容易观察到这样一种现象：把一个指南针放置在桌面上，指南针会慢慢静止下来，指针指向南北方向，不管怎么放置，指南针总是指南北方向不变，这是指南针的特点。但当我们拿出一块磁铁去靠近这个指南针时，会发现这个指针发生了偏转，而
小学科学·教师版 2018年1期2018-03-15
- 基于最小二乘法的磁力计误差补偿与校准
加速度计、三轴磁力计和三轴陀螺仪等传感器。其中磁力计在行人自主导航系统中用于提供绝对航行信息[2]，而航向的精度直接决定着系统定位的精度。在实际应用中，传感器的固定偏差和随机误差将严重影响数据融合的精度[3]，因此对传感器数据进行滤波、误差校准、标定等操作是十分重要的。传统的校准方法存在计算量大、操作复杂、不易实现等缺陷[4]。例如梁益丰使用总体八位置法对磁力计进行确定性误差参数标定，补偿精度较高，但需要给出正确的参考方向才能进行校准，不适用于实际使用[5
导航定位与授时 2018年1期2018-02-01
- 低成本MEMS磁力计校正方法研究
中的加速度计和磁力计来进行对准，由于该方法无需任何身体部位的旋转，只需保持直立站姿即可进行初始对准，与上述方法有着显著的差异，使用方便．实际使用过程中，MIMU中MEMS磁力计的测量精度，直接关系到动作捕捉的精确性．由于低成本MEMS磁力计的测量误差较大，在系统开始对准工作之前，需要对磁力计进行误差校正，且在系统开始捕捉工作之后，也需要利用磁力计的测量数据．然而，磁力计误差校正的问题，在文献[10]中并未提及．通常情况下，一套运动捕捉系统有7至十几个MIM
大连理工大学学报 2018年1期2018-01-19
- 基于极大似然估计法的磁力计误差补偿算法
大似然估计法的磁力计误差补偿算法刘 宇，吴林志，路永乐，陈俊杰(重庆邮电大学 光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室，重庆 460005)针对现有三轴磁力计误差补偿速度慢、需要外部辅助设备、磁力计和惯性传感器组合存在多传感器轴位敏感重合误差问题，提出了一种基于极大似然估计法(maximum likelihood estimation，MLE)的快速有效的磁力计误差补偿算法。根据传感器组合系统中误差来源建立测量误差模型，建立高斯分布的极大似然参数估计模型，用
重庆邮电大学学报(自然科学版) 2017年6期2017-12-20
- 基于动态约束方法和磁力计的汽车惯性导航系统
动态约束方法和磁力计的汽车惯性导航系统惯性导航系统(INS)被用来提供独立的导航解决方案,包括位置、速度和状态信息。几乎所有的自动化应用系统都采用INS作为基础导航系统。该系统可以不利用额外数据进行状态估计，但是随着运行时间的增加，估计精度会大幅度降低。因此，提出了一种利用磁力计和动态约束方法来提高汽车INS的导航性能。该方法除了使用惯性传感器和磁力计之外，无需其它硬件设施。推导出了惯性导航方程和计算磁偏角的方程，用于后续惯性传感器和磁力计的解算。为了减小
汽车文摘 2017年7期2017-12-08
- 基于磁力计传感器的自动驾驶汽车智能入侵检测方案
基于磁力计传感器的自动驾驶汽车智能入侵检测方案传统的通信系统不能保护主机计算的敏感信息和控制数据，这会使得系统受到攻击。使用入侵检测系统可以解决这一问题。自动驾驶汽车的外部通信系统没有固定的安全基础设施，容易受到许多漏洞的影响，所以该系统更容易受到攻击。集成电路测量（ICMetrics）是一种为电子系统创建唯一标识符的新兴技术。ICMetrics可以用于识别特征和保证安全。在入侵检测系统（IDS）中实施ICMetrics技术，以确保自动驾驶汽车的外部通信安
汽车文摘 2017年11期2017-12-04
- 基于模值估计的三轴磁力计标定方法研究*
模值估计的三轴磁力计标定方法研究*钟 浩,章卫国*,刘小雄(西北工业大学自动化学院,西安 710129)现有的三轴磁力计标定方法大都是对采样数据进行归一化,然后利用样本数据求解参数。为了提高标定算法的通用性和有效性。提出了一种改进的标定方法,首先将磁力计所处位置磁场向量的模作为误差模型参数,然后对其进行估计算法设计,接着提出一种两步标定方法进行参数初值的选取,然后应用Levenberg-Marquardt方法进行磁力计标定算法设计。仿真和实验结果表明,本文
传感技术学报 2017年10期2017-11-03
- 一种手持式MEMS磁力计的罗差校正方法*
手持式MEMS磁力计的罗差校正方法*李思民,蔡成林*,王亚娜,曹振强(桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西桂林541004)针对手持式MEMS磁力计使用过程中航向精度低的问题,在分析磁力计误差的基础上,建立了罗差校正模型,推导了罗差系数的计算公式,采用椭圆假设、约束最小二乘法、解卷绕和滑动窗口滤波等方法降低磁力计航向误差。该校正过程简单方便,只需手持MEMS传感器组旋转一周。实验结果表明,该校正方法具有良好的抗噪声性能,校正后的磁力计航向精度优于1°。M
电子器件 2017年5期2017-11-03
- 基于磁屏蔽桶的磁力计三轴噪声水平计算
基于磁屏蔽桶的磁力计三轴噪声水平计算潘家伟 成都理工大学信息科学与技术学院 刘丞鸣 天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院本案例以某款通用磁力计为实验载体，通过在三维屏蔽磁测桶产生的零磁空间将磁力计的三轴噪声水平运用数学工具计算出来。硬件部分基于STM32微处理器将磁力计的测量数据存储到SD卡内，经过ASSIC码到十进制数据转换产生可直接用于数学计算的实际数据。本方法通过MATLAB编程实现磁力计的三轴噪声水平计算，对磁力计精度测量相对其他方法更加规范合
数码世界 2017年7期2017-07-25
- 多传感器组合的行人航位推算方法研究
轴陀螺仪和三轴磁力计设计一种低成本多传感器的室内行人航位推算（PDR）系统。对于低成本传感器，设计了基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的初始对准；在行走过程中，针对位置误差发散的问题，采用基于EKF的零速度更新（ZUPT）和磁力计组合的方法，ZUPT修正速度误差，加速度计和磁力计对陀螺仪进行误差修正，同时对航向角误差修正，从而实现了降低位置误差的目的。实验结果表明，对于低成本多传感器，该系统可以较好地满足室内行人定位要求，定位误差占总路程的2%左右；与已有的行人
现代电子技术 2017年12期2017-06-23
- 基于多旋翼自主飞行器的农药喷洒系统设计
高度测定，通过磁力计解决飞行航向问题，系统采用CC2430可实现遥控介入。关键词：处理器；多旋翼；磁力计；CC2430中图分类号：S252+.3；V279+.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）10-1953-03DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.10.038The Design of Pesticide Spraying System Based on Multi Rotor Auton
湖北农业科学 2017年10期2017-06-22
- 在宇宙中探索磁场
行探索时，使用磁力计有助于科学家确定其地下结构和组成。现在，使用“洞察”号着陆器的内部勘探任务计划于2018年发射，旨在提供有关火星的地震、温度及其形成历史的信息。此外，它们可被用来定位含水层，这可以帮助科学家寻找火星上的生命，识别人类殖民所需的资源。相似的任务也可以在金星和水星上开展，从而揭示太阳系中所有岩质行星是如何形成的，它们有什么共同之处，以及是什么使它们分开的。空中地磁调查通过将磁力计放置在类似滑翔机或气球的高空平台上，可以进行行星表面详细的地球
飞碟探索 2017年5期2017-05-11
- 安装家用无线水表
南针（一个2轴磁力计），是我以前从电子产品零售商SparkFun Electronics购买的，作为定向仪使用。现在SparkFun不再出售该组件，但是你只需花更少的钱（15美元），就能买到一个3轴磁力计，和以前的2轴磁力计一样好用甚至更好用。因为机械水表的工作方式，磁力计在这里很有价值。在实际中，为了把水表的齿轮与水隔离开来，转子通常连到分离室的磁铁中，水流通过该分离室流动。当水转动转子时，这块磁铁会转动水表齿轮箱中的另一块磁铁。如此一来，这些成对的磁铁
世界科学 2016年4期2016-12-01
- 微传感器测量运动状态下的人体躯干倾角
。基于陀螺仪和磁力计的数据融合，提出了一种用于估算运动状态下人体躯干倾角的算法。实验结果表明:在不同运动状态下，算法的均方根误差为1.81°±0.77°。该算法可以应用在有关人体和机器人运动平衡性的研究中。惯性传感器； 人体运动学； 卡尔曼滤波器0 引 言在人体运动稳定性的研究中，能够精确地估计和控制躯干部位姿态是至关重要的。人体上半身的质量集中在躯干部，当其偏离正常位置达到一定程度时，人体就会失去平衡[1]。其中，沿左右方向偏离躯干中轴(medial-l
传感器与微系统 2016年11期2016-11-04
- 基于误差四元数的单兵导航系统算法*
MEMS陀螺和磁力计互补的性质，本文提出基于误差四元数的多传感器信息融合算法。通过磁力计标定技术补偿外界磁干扰，并以MEMS加速度计和磁力计输出为姿态基准，利用卡尔曼滤波器对误差四元数和陀螺漂移进行估计，以减小单兵定位误差。1 磁力计标定每次使用前利用标定实验对磁力计进行标定可有效补偿外界磁干扰的影响［3］。标定前后的磁场强度如图1。图1 标定前后的磁场强度Fig 1 Magnetic field intensity before and after ca
传感器与微系统 2015年9期2015-12-07
- 井下磁力计数据采集系统的研制*
制器设计了井下磁力计传感器单元的数据采集、控制和实时传输系统，对AD采集的高分辨率和高实时性、背景磁场的自动补偿控制方案的设计，以及和其它传感器单元共用RS－422总线与上位机进行数据通信的可靠性协议解析等问题进行了讨论和分析，介绍了监控软件的功能设计，最后给出了磁力计整体单元的测试和应用结果。1 井下磁力计数据采集系统1.1 系统设计井下集成综合观测系统是在一口深井中自上而下分别布置着宽频带地震计、温度计、倾斜计、应变计、地磁计等，各传感器探头实现观测数
传感技术学报 2011年11期2011-10-20
- 飞思卡尔在Xtrinsic传感器系列中推出第一款磁力计
出了第一款基于磁力计的传感器产品Xtrinsic MAG3110。它为终端设备制造商带来先进的导航技术，以满足其设备和应用的创新，同时具有极具吸引力的价格。飞思卡尔半导体推出首款磁力计MAG3110，扩展了Xtrinsic系列智能传感解决方案。该Xtrinsic MAG3110是一款小体积、低功耗的三轴数字磁力计，它提供增强型数字电子罗盘（eCompass）功能，在智能手机及其他电子产品中提供基于位置的业务，如导航、航位推算和位置跟踪等。Xtrinsic
电子技术应用 2011年5期2011-03-21
- 磁力计探矿飞行
驾驶一架装有磁力计的勘测飞机，在航空方面还是罕见的工作。几年以来，为了寻找铀，驾驶员们曾经使用盖克计数器同感光设备，在山谷间上下回旋进行低空探测。但是现在有了完善的磁力计设备，就能从空中发现地层下面的无放射性矿物，因为磁力计能够很准确的找到有色金属的矿床，以及铜，石油等的蕴藏地点。现在我们正在利用威润型(Varian)的核共振磁力计来帮助勘测地层下面的矿藏。它具有很高的灵敏度，简单的说，它不过是一个缠绕着水瓶的线圈，它被安装在ADF壳内，整个磁力计用麦克风
航空知识 1958年12期1958-01-19