Найти в Дзене
da-nie

Калибровка магнитометра с помощью обобщённого фильтра Калмана

Ещё одна моя статья с habr.com. Эта статья содержит много формул в формате TeX, а потому пришлось её сделать картинкой. В настоящее время широко доступны датчики на основе магнитометров. Они
позволяют легко получить направление на магнитный север (или истинный,
если, конечно, вы учтёте магнитное склонение в вашей местности). Это
может быть полезно для определения ориентации оси рысканья/курса
беспилотных аппаратов. Одна из проблем магнитометров связана с их
калибровкой, поскольку на магнитометр влияют находящиеся рядом с ним
магнитотвёрдые (имеют собственное магнитное поле) и магнитомягкие (легко намагничиваются от внешнего магнитного поля, в том числе от поля Земли) материалы. Ниже я расскажу, как избавиться от влияния этих материалов и откалибровать магнитометр.
Про калибровку магнитометров писали уже неоднократно. Однако, калибровка обобщённым фильтром Калмана учёта магнитомягких материалов обнаружилась лишь в статьях Extended Kalman Filter Based Gyroscope (авторы Ke Han, He

Ещё одна моя статья с habr.com.

Эта статья содержит много формул в формате TeX, а потому пришлось её сделать картинкой.

В настоящее время широко доступны датчики на основе магнитометров. Они
позволяют легко получить направление на магнитный север (или истинный,
если, конечно, вы учтёте магнитное склонение в вашей местности). Это
может быть полезно для определения ориентации оси рысканья/курса
беспилотных аппаратов. Одна из проблем магнитометров связана с их
калибровкой, поскольку на магнитометр влияют находящиеся рядом с ним
магнитотвёрдые (имеют собственное магнитное поле) и магнитомягкие (легко намагничиваются от внешнего магнитного поля, в том числе от поля Земли) материалы. Ниже я расскажу, как избавиться от влияния этих материалов и откалибровать магнитометр.

Про калибровку магнитометров писали уже неоднократно. Однако, калибровка обобщённым фильтром Калмана учёта магнитомягких материалов обнаружилась лишь в статьях Extended Kalman Filter Based Gyroscope (авторы Ke Han, He Han, Zhifeng Wang, Feng Xu) и Real-Time Magnetic Field Calibration Method Based on Extended Kalman Filter (авторы LI Wenkuan, CAI Haoyuan, ZHAO Shenglin, LIU Chunxiu). Возможно, есть и другие статьи, но я
ориентировался на вот эти. Так как сходу разобраться в этих статьях не
так-то просто (я разбирался две недели с коллегой-математиком, ибо в
статьях есть и ошибки и нет акцента на важных моментах из-за чего легко
ошибиться при построении собственного фильтра), то ниже я дам пошаговый
алгоритм калибровки магнитометра по методике из этих статей.

Итак, поехали!

-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9

Экспериментальная программа. Буквально на попробовать. Я такое даже на свой гитхаб класть не хочу. Но все операции с матрицами там есть.