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HMC5883磁力计是常见的三轴数字磁力传感器,在使用前需要进行校准以消除硬铁和软铁干扰带来的误差。磁力计校准的核心思想是通过椭圆拟合算法对原始测量数据进行补偿。
典型的校准过程包含以下几个关键步骤:首先需要采集磁力计在三维空间多个方向的原始数据,保持设备缓慢旋转以覆盖所有方向。这些数据点在没有干扰的情况下应该分布在一个理想的球面上,但实际会受到硬铁效应和软铁效应的扭曲。
硬铁效应会导致球心偏移,表现为数据的中心点不在原点;软铁效应则会扭曲球的形状,通常会形成椭球。我们需要通过椭圆拟合算法找到最佳拟合椭球参数,包括椭球中心坐标和三个轴向的缩放比例。
Matlab程序中实现的关键算法是采用最小二乘法进行椭球拟合,计算出X/Y/Z三轴的偏移量和缩放系数。这些补偿参数将被存储在设备中,后续测量时对原始数据应用这些补偿参数,就能得到准确的磁场测量值。
校准完成后,补偿后的数据点应该均匀分布在以原点为中心的球面上。这种校准方法不仅能修正硬铁干扰造成的偏移,还能消除软铁干扰导致的各向异性灵敏度问题。