用于磁力计和重力计的自动校正

资 源 简 介

用于磁力计和重力计的自动校正

详 情 说 明

磁力计和重力计的自动校正技术

在惯性测量单元(IMU)和电子罗盘等设备中，磁力计和重力计常因硬件误差或环境干扰产生测量偏差。典型的表现为：原始三轴数据在三维空间中呈现椭圆分布而非理想的正球面。本文介绍通过椭圆拟合算法自动计算变换矩阵的核心思路。

传感器误差来源 硬铁干扰：设备周边固定磁性物质导致读数偏移 软铁干扰：外部可变形磁场引起的尺度误差 轴间非正交性：三轴传感器物理角度偏差

椭圆拟合校正原理 数据采集：通过三维传感器获取静态多组(x,y,z)原始数据 椭圆方程拟合：构建二次曲面方程Ax²+By²+Cz²+Dxy+Exz+Fyz+Gx+Hy+Iz=1 矩阵分解：将方程转换为(X-U)ᵀM(X-U)=1的形式，其中U是偏移向量，M包含旋转和缩放信息 变换矩阵生成：通过矩阵运算得到校正矩阵，使变换后的数据满足x²+y²+z²=r²

实现效果 校正后的数据将呈现： • 零点偏移消除（椭圆中心回归坐标系原点） • 各向同性（椭圆变为正圆） • 轴间解耦（消除非正交性影响）

该方法同样适用于加速度计的重力场校准，通过不同姿态下的静态采样，可建立类似的误差模型。实际部署时建议配合温度补偿模块，以应对传感器温漂带来的参数变化。