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標題: 電子羅盤HMC5883物體傾斜時的補償問題-方位角計算公式 [打印本頁]

作者: xwlf0727 時間: 2017-8-22 14:18
標題: 電子羅盤HMC5883物體傾斜時的補償問題-方位角計算公式
pitch和roll角由重力加速度計可得，物體傾斜補償時要注意pitch（俯仰角）和roll（橫滾角）的方向，否則補償誤差消除不了。

如何得到羅盤的方位角

磁阻傳感器為建立羅盤導航系統提供了固態有效的解決辦法！但是我們怎么才能夠從簡單的3軸數據得到羅盤的方位角呢？
下面就將一步步告訴你如何去實現！
1）當 3 軸磁力計工作時可以讀到 XYZ 三軸的磁場強度，此時的數值并不能直接用作方位角的計算！因為此時的讀數可能受到器件版面上其他
一些含磁材料的影響，形成圓心坐標的硬鐵漂移！

用作方位角計算的XYZ數值必須將此漂移值移除，使圓心回到原點上.

具體的辦法是：
1，水平勻速旋轉，收集 XY軸的數據
2，轉動器材90 度（此時 Z軸水平）勻速旋轉以收集 Z軸數據
3，將讀取到的各軸數據的最大值加上最小值除以2，就得到一個各軸的offset 值
Xoffset=（Xmax+Xmin）/2
Yoffset=（Ymax+Ymin）/2
Zoffset=（Zmax+Zmin）/2
4，然后將磁力計讀取的各軸的裸值減去前面計算所得的 offset值，就可以得到用作角度計算的 Heading 值
XH=X裸-Xoffset
YH=Y裸-Yoffset
ZH=Z裸-Zoffset
如果只用作水平測量，則此時的方位角為
方位角=arctanYH/XH

如果在測量時，我們的器件不是處在水平位置，套用以上公式，羅盤的方位角將出現偏差，此時就需要使用加速度傳感器對磁力計進行傾角補償。
要對電子羅盤進行傾角的補償，首先要計算出橫滾角（θ）Roll 以及俯仰角（φ）Pitch
代入以下公式, 計算 Heading 值
Xh=X*cos(φ)+Y*sin(θ)*sin(φ)-Z*cos(θ)*sin(φ)
Yh=Y*cos(θ)+Z*sin(θ)
考慮到角度的4 個象限，航向角的計算公式可變為以下公式
for(Xh<0)=180-[arctan(Yh/Xh)*180/π]
for(Xh>0,Yh<0)=-[arctan(Yh/Xh)*180/π]
for(Xh>0,Yh>0)=360-arctan(Yh/Xh)*180/π
for(Xh=0,Yh<0)=90
πfor(Xh=0,Yh>0)=270

完整的pdf格式文檔51黑下載地址：

電子羅盤方位角計算公式.pdf (336.86 KB, 下載次數: 303)

作者: bruceleegyx 時間: 2017-12-20 13:17
這個資料很好，感謝分享！

作者: Who260 時間: 2018-1-15 11:44
很想下載這個資料，第一次來到這個論壇。不知道資料實用不實用

作者: Who260 時間: 2018-1-17 16:47
請教樓主，我不分四象限，直接用公式
Xh=X*cos(φ)+Y*sin(θ)*sin(φ)-Z*cos(θ)*sin(φ)
Yh=Y*cos(θ)+Z*sin(θ)
航向角也能在 360度范圍內轉得很好，就是pitch和roll有點不太對，不知什么原因

作者: jjlin77 時間: 2018-2-9 09:47
好，支持，我在學習這個，還想請問下，我們的數據比如說現在是90°，它磁力計數據在90±10之間不停的跳動（我設備放著沒有動），這種情況是電路設計有問題嗎？還是說軟件需要濾波？±10跳的有點夸張啊。

作者: DigitaiMotol 時間: 2018-5-8 12:14
非常感謝樓主的分享

作者: 大秦國風 時間: 2018-12-17 13:49
謝謝樓主分享

作者: polebear1223 時間: 2020-3-19 16:05
最近在研究這個，下載下來看看

作者: 6335490 時間: 2021-1-23 11:26
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