Kompensacja zaburzeń ferromagnetyków twardych we wskazaniach magnetometrów MEMS

• Autorzy: Sawicki A.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-0737.2017.90.0028

Warianty tytułu

EN

The compensation of hard iron distortions in the MEMS magnetometers measurements

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (10-11.04.2017 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Czujniki magnetometryczne wykonane w technologii MEMS (ang. microelectromechanical system), ze względu na niewielkie wymiary, wagę oraz cenę wykorzystywane są do wyznaczania kierunku północnego w aplikacjach związanych z robotyką mobilną. Na jakość estymacji kąta obrotu wpływ mają zarówno zaburzenia pola magnetycznego powstałe na skutek obecności ferromagnetyków twardych (tzw. Hard-Iron distortion) jak i ferromagnetyków miękkich (tzw. Soft-Iron distortion). W niniejszym artykule zaprezentowano ideę estymacji kąta heading, procedurę kalibracyjną magnetometru jak i porównanie trzech wybranych algorytmów kompensacji zaburzeń od ferromagnetyków twardych. Prezentowane metody różnią się między sobą złożonością, kosztem numerycznym jak i efektywnością działania.

EN

The magnetometer sensors, manufactured in microelectromechanical system (MEMS) technology, due to small dimension, weight and price are used for the north direction determination in applications related to a mobile robotics. The quality of the rotation angle estimation is influenced by disturbances of the magnetic field caused by both the presence of hard ferromagnetic (so-called Hard-Iron distortion) and soft ferromagnetic materials (so-called Soft-Iron distortion). The article presents the idea of heading angle estimation, magnetometer calibration procedure and compares three selected compensative algorithms of Hard-Iron distortion. Described methods differ in complexity, numerical cost and efficiency. The presented methods vary in complexity, numerical expense and efficiency.

Słowa kluczowe

PL

Hard-Iron; magnetometr; MEMS

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: No. 90
• Strony: 313--323
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sawicki A.

• Politechnika Białostocka

Bibliografia

• [1] Chen W., Chen R., Chen Y., Kuusniemi H., Fu Z., Wang J., An adaptive calibration approach for a 2-axis digital compass in a low-cost pedestrian navigation system, Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), ISBN: 978-1-4244-2832-8, 2010.
• [2] Navarro D., Benet G., Magnetic map building for mobile robot localization purpose, Emerging Technologies & Factory Automation, 2009. ETFA 2009. IEEE Conference. ISBN: 978-1-4244-2727-7, 2009.
• [3] Yu Q., Cheng L., Zhang Q., Chen Y., Wu H., Zhu Q. ,Wang Y., Liu N., Research on magnetic compass calibration for air-ground amphibious robot system, Proceedings of the 35th Chinese Control Conference, ISBN: 978-1-5090-0910-7, 2016.
• [4] Fang J., Sun H., Cao J., Zhang X., Tao Y., A Novel Calibration Method of Magnetic Compass Based on Ellipsoid Fitting, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement (Volume: 60, Issue: 6), ISSN: 0018-9456, 2011.
• [5] Ozyagcilar T., Calibrating an eCompass in the Presence of Hard- and Soft-Iron Interference, Nota katalogowa AN4246 Freescale Semiconductor, Rev. 4.0,2015.
• [6] Ozyagcilar T., Calibrating Implementing a Tilt-Compensated eCompass using Accelerometer and Magnetometer Sensors, Nota katalogowa AN4248 Freescale Semiconductor, Rev. 4.0, 2015.
• [7] Witczak A., FPV Headtracker inercyjny sterownik ruchu (1), Elektronika Praktyczna, 16-25, ISSN 1230-3526, Sierpień 2015.
• [8] Huang Y.-C., Chen T.-L., Chiu B.-C., Yi C.-W., Lin C.-W., Yeh Y.-J., Kuo L.-C., Calculate Golf Swing Trajectories from IMU Sensing Data, 41st International Conference on Parallel Processing Workshops, 2012, ISBN: 978-1-4673-2509-7.
• [9] Bullock R., ‘Least-Squares Circle Fit’, Developmental Testbed Center, 2006 http://www.dtcenter.org/met/users/docs/write_ups/circle_fit.pdf.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Badania zrealizowane w ramach pracy MB/WE/4/2016 i sfinansowane ze środków na naukę MNiSW