校準(zhǔn)磁傳感器的方法和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種用于校準(zhǔn)磁傳感器的方法和裝置。所述方法包括獲取多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值；將所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值中的至少一部分代入橢球體模型，以獲得所述橢球體模型的中心坐標(biāo)；根據(jù)所述橢球體模型的中心坐標(biāo)，確定用于校準(zhǔn)的偏移量；以及利用所述用于校準(zhǔn)的偏移量，對(duì)所述磁傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。用于執(zhí)行所述方法的磁傳感器，包括獲取模塊，用于獲取多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值；控制模塊，用于將所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值的至少一部分代入橢球體模型，從而獲得所述橢球體模型的中心坐標(biāo)，以及根據(jù)所述橢球體模型的中心坐標(biāo)，確定用于校準(zhǔn)的偏移量；以及校準(zhǔn)模塊，用于基于所述用于校準(zhǔn)的偏移量來(lái)對(duì)所述磁傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】校準(zhǔn)磁傳感器的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及測(cè)量技術(shù)，特別是校準(zhǔn)磁傳感器的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 磁傳感器如今廣泛運(yùn)用于電子裝置中。磁傳感器可用來(lái)測(cè)量地磁場(chǎng)，該測(cè)量結(jié)果 可被電子裝置用于導(dǎo)航、游戲以及其它與定位相關(guān)的應(yīng)用中。但是，磁傳感器會(huì)受到硬磁干 擾和軟磁干擾的影響。硬磁干擾可能由產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體導(dǎo)致，例如揚(yáng)聲器、發(fā)動(dòng)機(jī)，或磁化 的鐵片。軟磁干擾可能由位于包含磁傳感器的電子設(shè)備罩殼的內(nèi)部和/或外部的源導(dǎo)致， 例如金屬框架、電路或諸如鐵/鎳/鈷等金屬屏蔽。
[0003] 目前有若干種校準(zhǔn)磁傳感器的傳統(tǒng)方法。如圖1中所示，用標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行校準(zhǔn)是 常用方法之一。標(biāo)準(zhǔn)樣本可以是與待校準(zhǔn)磁傳感器相同的、理想化的經(jīng)校準(zhǔn)的磁傳感器。采 用待校準(zhǔn)磁傳感器獲得向量A表示的磁測(cè)量值，采用標(biāo)準(zhǔn)樣本裝置獲得在同一地點(diǎn)和同一 方向、由向量B表示的磁測(cè)量值。磁干擾可通過(guò)計(jì)算向量A和B間的偏移得出，即0 = A-B。 但是，標(biāo)準(zhǔn)樣本很難獲得，且地磁場(chǎng)可能隨時(shí)間和環(huán)境而變化。
[0004] 另一種校準(zhǔn)磁傳感器的傳統(tǒng)用方法是水平面旋轉(zhuǎn)方法。在該方法中，包含磁傳感 器的裝置可被放置于水平桌面上，并可被多次旋轉(zhuǎn)。圖2(a)為在水平面上獲得磁測(cè)量值的 3D圖。在X和Y軸上的硬磁偏移（0 X，0Y)可通過(guò)如下方法計(jì)算：
[0005]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于校準(zhǔn)磁傳感器的方法，包括： 獲取多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值； 將所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值中的至少一部分代入橢球體模型，以獲得所述橢球體模型的中 心坐標(biāo)； 根據(jù)所述橢球體模型的中心坐標(biāo)，確定用于校準(zhǔn)的偏移量；以及 利用所述用于校準(zhǔn)的偏移量，對(duì)所述磁傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。
2. 如權(quán)利要求1中所述方法，其中所述代入包括： 確定包含多個(gè)橢球體參數(shù)的所述橢球體模型的表達(dá)式； 將所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值中的至少一部分代入所述橢球體模型的表達(dá)式，以獲得由所述 磁場(chǎng)測(cè)量值矩陣和所述多個(gè)橢球體參數(shù)矩陣表示的方程； 利用高斯主元消去法求解所述方程，從而獲得所述多個(gè)橢球體參數(shù)；以及 利用所述多個(gè)橢球體參數(shù)，確定所述橢球體模型的中心坐標(biāo)。
3. 如權(quán)利要求2中所述方法，其中所述求解包括： 遍歷所述磁場(chǎng)測(cè)量值矩陣以確定其中的主元； 基于所述主元將所述磁場(chǎng)測(cè)量值矩陣轉(zhuǎn)換為三角矩陣；以及 基于所述三角矩陣求解所述方程，從而獲得所述橢球體參數(shù)。
4. 如權(quán)利要求2中所述方法，其中所述橢球體模型的表達(dá)式為： a1x2+a2y2+a3z 2+a4xy+a5xz+a6yz+a7x+a 8y+a9z = 1 其中（X，y，z)代表位于所述橢球體模型上的點(diǎn)，ai-ag代表所述橢球體參數(shù)，且所述橢 球體模型的中心坐標(biāo)為（X(l，y(l，Z(l)，其中X(l， y(l和Z(l的表達(dá)為：
5. 如權(quán)利要求1中所述方法，其中所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值包含至少九個(gè)不同的磁場(chǎng)測(cè)量 值。
6. 如權(quán)利要求1中所述方法，其中每個(gè)所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值都是沿三條正交軸測(cè)量所 得。
7. 如權(quán)利要求6中所述方法，其中所述用于校準(zhǔn)的偏移量等于從所述三條正交軸共同 的原點(diǎn)到所述橢球體模型中心的向量。
8. 如權(quán)利要求1中所述方法，其中所述校準(zhǔn)包括： 將所述用于校準(zhǔn)的偏移量從所述磁場(chǎng)測(cè)量值中扣除。
9. 一種磁傳感器，包括： 獲取模塊，用于獲取多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值； 控制模塊，用于將所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值的至少一部分代入橢球體模型，從而獲得所述 橢球體模型的中心坐標(biāo)，以及根據(jù)所述橢球體模型的中心坐標(biāo)，確定用于校準(zhǔn)的偏移量；以 及 校準(zhǔn)模塊，用于基于所述用于校準(zhǔn)的偏移量來(lái)對(duì)所述磁傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。
10. 如權(quán)利要求9中所述的磁傳感器，其中所述控制模塊包括子模塊用于： 確定包含多個(gè)橢球體參數(shù)的所述橢球體模型的表達(dá)式； 將所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值中的至少一部分替換入所述橢球體模型的表達(dá)式，從而獲得由 所述磁場(chǎng)測(cè)量值矩陣和所述多個(gè)橢球體參數(shù)矩陣表示的方程； 采用高斯主元消去法求解所述方程，從而獲得所述多個(gè)橢球體參數(shù)；以及 利用所述多個(gè)橢球體參數(shù)確定所述橢球體模型的中心坐標(biāo)。
11. 如權(quán)利要求10中所述的磁傳感器，其中所述控制模塊中用于求解所述方程的子模 塊還用于： 遍歷所述磁場(chǎng)測(cè)量值矩陣以確定其中的主元； 基于所述主元，將所述磁場(chǎng)測(cè)量值矩陣轉(zhuǎn)換為三角矩陣；以及 基于所述三角矩陣求解所述方程獲得所述橢球體參數(shù)。
12. 如權(quán)利要求10中所述的磁傳感器，其中所述橢球模型的表達(dá)式為： a1x2+a2y2+a3z 2+a4xy+a5xz+a6yz+a7x+a 8y+a9z = 1 其中（X，y，z)代表位于所述橢球體模型上的某點(diǎn)，ai-ag代表所述橢球體參數(shù)，且所述 橢球體模型的中心坐標(biāo)為（X(l，y(l，Z(l)，其中Xd，yc!和Ζα表達(dá)為：
13. 如權(quán)利要求9中所述的磁傳感器，其中每個(gè)所述多個(gè)磁場(chǎng)測(cè)量值都是沿三條正交 軸測(cè)量所得。
14. 如權(quán)利要求13中所述的磁傳感器，其中所述用于校準(zhǔn)的偏移量等于從所述三條正 交軸共同的原點(diǎn)到所述橢球體模型中心的向量。
15. 如權(quán)利要求9中所述的磁傳感器，其中所述校準(zhǔn)模塊包含子模塊用于將所述用于 校準(zhǔn)的偏移量從所述磁場(chǎng)測(cè)量值中扣除。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK104142485SQ201310172424
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】涂仲軒, 方舒 申請(qǐng)人:意法半導(dǎo)體(中國(guó))投資有限公司