磁力计是用于确定机器人姿态的常用传感器之一,在使用过程中极易受到周围环境磁场和量测噪声的干扰.传统的椭球拟合能够校准环境磁场的影响,但是不能抑制量测噪声,且不能实时运行,最新的陀螺仪补偿算法弥补了这些缺点,但是由于陀螺仪存在漂移,所以也会使得磁力计数据发生漂移.文中提出一种使用六轴IMU来补偿校准磁力计的方法,首先通过互补滤波使用加速度修正陀螺仪数据,然后使用修正后的陀螺仪数据对磁力计数据进行旋转以对其进行预测,接着使用扩展卡尔曼滤波融合预测值和磁力计量测值,实现磁力计的动态校准.实验表明,相比于传统的椭球拟合算法,文中算法可以降低磁力计数据的噪声波动,二者的噪声波动分别为2μT和0.5μT;相较于最新的陀螺仪补偿算法,由于加速度计具有长期稳定性,可以抑制磁力计数据的漂移现象,磁力计数据的漂移距离由19.56μT降低到了1.67μT.最终实现了一种稳定、高精度的实时磁力计校准.
磁力计校准 IMU 扩展卡尔曼滤波 姿态确定 陀螺仪 加速度计