ПРИЛОЖЕНИЯ

Электронный компас (также известный как цифровой компас) использует измерение магнитного поля Земли для расчета курса, часто неэффективно дополняя его сигналом GPS или сетью. Благодаря своим преимуществам — малым размерам, низкому энергопотреблению, высокой точности и миниатюризации — он широко используется в области измерения магнитного курса, например, в БПЛА, на море и в автомобилях. Однако в эксплуатации электронный компас имеет и свои недостатки: он легко подвержен влиянию внешних магнитных помех и ошибок, что является основной причиной снижения точности измерений и ограничения его применения. Поэтому крайне необходимо изучить методы компенсации погрешности измерений электронного компаса. В настоящее время существует множество методов компенсации погрешностей измерений. Например, метод компенсационных коэффициентов в основном направлен на компенсацию динамических помех во время измерения, в то время как эффект компенсации статических помех невелик, и область его применения невелика. Другой пример — адаптивный метод компенсации, который требует от системы высокой точности компенсации в случае линейного или низкоскоростного движения; если система вращается быстрее, точность измерения значительно снижается, поэтому более требовательные сценарии применения делают этот метод не очень распространенным. В настоящее время, если для компенсации погрешности компаса используется только одна модель компенсации ошибок, это не может удовлетворить требованиям измерительной системы. В данной работе предложен алгоритм компенсации ошибок, основанный на гипотезе эллипса, который интегрирует принцип наименьших квадратов. Алгоритм позволяет эффективно компенсировать погрешность измерения электронного компаса и обладает такими характеристиками, как умеренные вычислительные затраты и широкая область применения.1. Анализ ошибок системы магнитного захода на посадку.При установке цифрового компаса в несущую конструкцию для измерения магнитного курса, погрешность измерения обусловлена ​​множеством факторов, которые можно условно разделить на две категории: первая вызвана собственной структурой системы, материалами, сборкой и другими причинами, включая ошибки компаса, установки и изготовления; вторая — ошибка сигнала ориентации, которая, хотя и не относится к самой системе измерения курса, но участвует в расчете параметров курса и также вызывает погрешность измерения. Поскольку погрешность компаса является наиболее сложной для контроля и оказывает наибольшее влияние на точность курса, в данной работе в основном анализируется именно погрешность компаса. Разница в показаниях компаса в основном состоит из горизонтальной компоненты магнитного поля жесткого железа и горизонтальной компоненты магнитного поля мягкого железа несущей конструкции. Многочисленные экспериментальные исследования показывают, что погрешность, вызванная магнитным полем жесткого железа на движущейся несущей конструкции, является периодической погрешностью, которую можно выразить формулой (1), и ее закономерность приблизительно соответствует синусоидальной кривой; погрешность, вызванная магнитным полем мягкого железа, может быть выражена формулой (2), и ее закономерность изменяется с изменением магнитного поля окружающей среды. Где ϕi — это величина угла курса, а A, B, C, D и E — коэффициенты погрешности. Из приведенного выше анализа погрешности компаса видно, что общая погрешность электронного компаса должна быть алгебраической суммой указанных выше погрешностей. Следовательно, объединим формулы (1) и (2), чтобы найти общую разницу. ∆ϕ  2. Компенсация ошибок методом наименьших квадратов.Метод наименьших квадратов (МНК) можно использовать для поиска наилучшего соответствия функции данным путем минимизации суммы квадратов ошибок. Легко получить неизвестные данные и минимизировать сумму квадратов ошибок между ними и фактическими данными. Метод наименьших квадратов также может использоваться для аппроксимации кривых и часто применяется для оптимизации данных. Метод наименьших квадратов позволяет оптимизировать аппроксимацию данных в смысле минимизации квадратичной дисперсии. Это математический метод оптимизации, который может компенсировать ошибку, вызванную влиянием магнитного поля внешней среды. В нормальных условиях ошибка измерения имеет определенную периодичность, поэтому более подходящим методом аппроксимации может быть метод тригонометрических функций, основанный на математической модели функции Фурье, с последующей коррекцией в соответствии с параметрами направления, предоставляемыми стандартным компасом. Ниже приведено краткое описание основных принципов метода наименьших квадратов. Когда необходимо определить соответствие между двумя переменными y и x на основе наблюдений, предполагая их линейную зависимость, значение y в момент времени t можно выразить следующим образом: Где H1, H2, ... Hn — n неизвестных параметров, которые необходимо определить, x1(t), x2(t), ... xt(t) — известные детерминированные функции, такие как синус и косинус функции t. Допустим, в моменты времени t1, t2, ... tn производится m измерений y и x, надеясь, что переменные y и x1(t), x2(t), ... xt(t) позволят оценить их значения. Тогда формула (4) может быть выражена в матричной форме: Y = X*H Используя метод наименьших квадратов, оценки наименьших квадратов коэффициентов ошибок A, B, C, D и E, показанные в формуле (3), получаются из известных измерений азимутального угла. ϕОшибка угла i и азимута ∆ϕКонкретные этапы расчета следующие: ① Применяется метод измерения погрешности в восьми точках. С учетом количества выборок, объема вычислительных данных и точности измерений, для проведения теста на погрешность курса были выбраны восемь точек с одинаковым угловым интервалом в диапазоне углов курса 360°, а именно 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 и 315°, и получено 8 наборов данных. ② Коэффициенты ошибок A, B, C, D и E получаются в соответствии с принципом наименьших квадратов. На основе проведенного анализа, при вычислении коэффициентов ошибок A, B, C, D и E методом наименьших квадратов, фактический ход носителя после коррекции ошибок может быть рассчитан по формуле, однако конкретное исследование и анализ здесь проводиться не будут. 3. РезюмеКомпания Micro-Magic специализируется на навигационной продукции. Помимо метода наименьшей ошибки, используются эллиптический метод компенсации ошибок и другие методы компенсации. В процессе исследований и разработок электронных компасов технология постепенно совершенствовалась, а теоретическая база укреплялась. Помимо постоянной оптимизации точности определения севера, в компасе реализованы функции компенсации наклона и другие возможности. Если вас заинтересовала наша продукция, приглашаем вас узнать больше о нашем недорогом 2D цифровом компасе C9-C и 40° Компенсация наклона, 3D-цифровой компас C90-B и многое другое — вы можете в любое время связаться с нашими профессиональными и техническими специалистами.C9-AВысокоточный трехмерный электронный компас с передовой технологией 3D-компенсации.C9-BЭлектронный двухмерный (2D) компас в режиме Modbus RTU для беспилотных летательных аппаратовC9-CВысокоточный двухмерный (2D) электронный компас на одной печатной плате, измеряющий азимутальные углы от 0 до 360 градусов.C9-DВысокоточный двухмерный (2D) электронный компас на одной печатной плате, измеряющий азимутальные углы от 0 до 360 градусов.  

  Электронный компас обладает своими уникальными преимуществами: он имеет небольшие размеры и малый вес, получение и обработка информации об азимуте происходит в режиме реального времени, а выходной цифровой сигнал делает его более удобным и простым в последующем использовании. В настоящее время разработка технологии цифровых компасов достаточно зрелая, поэтому они обладают определенными преимуществами в точности измерений и стоимости производства. В связи с широким практическим применением цифровых компасов, необходимо запустить в производство большое количество высокоточных и недорогих электронных компасов, пригодных для крупномасштабного промышленного производства.  В современном обществе разработка и исследование навигационных и ориентационных приборов имеют важное значение. С расширением освоения космоса человеком, поддержание стабильности, слежение и наведение, а также другие функции искусственных спутников, космических челноков, ракетных комплексов и различных платформ требуют поддержки навигационно-ориентационных технологий и соответствующих устройств коррекции ориентации. В целом, получение информации об ориентации и осуществление соответствующего управления ориентацией играют фундаментальную роль в различных научных исследованиях и инженерных разработках. Ввиду того, что геомагнитное поле мало изменяется в определенном временном диапазоне, можно считать, что геомагнитная информация в одном и том же месте фиксируется в течение короткого времени, и азимутальная информация, такая как угол курса и угол ориентации, может быть рассчитана электронным компасом на основе измеренной информации о геомагнитной интенсивности. 1. Основные характеристики геомагнитного поля Как основная физическая величина Земли, геомагнитное поле оказывает прямое воздействие на физические характеристики электрических и магнитных веществ в земной среде. Характеристики векторного магнитного поля Земли обеспечивают базовую систему координат для азимутальной информации, а использование геомагнитной информации для навигации является стабильным и надежным, не требующим получения внешней информации и обладающим хорошей маскировкой. Геомагнитное поле генерируется самой структурой Земли. В недрах Земли находится множество магнитных элементов и веществ, которые под воздействием экстремальных условий внутри Земли производят свободно движущиеся электроны. Эти свободные электроны приводят к улучшению проводимости между внутренним и внешним ядрами Земли, что приводит к потоку и движению свободных электронов между различными слоями. Это обеспечивает Земле в целом стабильное магнитное поле на макроуровне, что эквивалентно магнитному диполю с постоянным магнитным полем, существующим в центре Земли, в результате чего образуются северный и южный магнитные полюса. На рисунке 1 показана схематическая диаграмма распределения магнитного поля Земли.Единицей измерения интенсивности магнитной индукции является Тесла (Т), что соответствует гауссовой функции (Гс), а соотношение между ними выражается формулой 1Т = 10⁻⁴Гс. Единицей измерения интенсивности магнитного поля является А/м, а единицей измерения интенсивности магнитного поля является Остер (Э), что соответствует гауссовой функции, а соотношение между ними выражается формулой 1А/м = 4 Гс.π*10-3Oe В зависимости от степени стабильности магнитное поле Земли можно классифицировать на основное, переменное и аномальное. Основное магнитное поле охватывает большую часть магнитного поля, составляя более 90% от общего магнитного поля Земли. Основное магнитное поле также можно разделить на дипольно-индуцированное и недипольно-индуцированное, при этом дипольно-индуцированный эффект составляет основную часть, магнитное поле возникает из-за циркуляции железа и никеля в условиях высокой температуры и высокого давления, а недипольное поле в основном генерируется эффектом самовозбуждающегося двигателя. Само основное геомагнитное поле также изменяется, но период изменений очень велик, поэтому магнитное поле Земли в целом можно считать стабильным. Изменяющееся электромагнитное поле генерируется в ионосфере и магнитосфере Земли, и возмущения магнитного поля в основном связаны с солнечными изменениями, и изменяющееся электромагнитное поле можно разделить на стабильные изменения и интерференционные изменения. Спокойные изменения происходят в соответствии с солнечным или лунным календарем и в основном вызваны солнечным электромагнитным излучением или излучением частиц. Феномен магнитной бури — это явление геомагнитной интерференции в большом пространстве, основным эффектом которого является сильное изменение наземной векторной компоненты геомагнитного поля. Аномальное геомагнитное поле возникает из-за ферромагнитных свойств ферромагнитных материалов и может рассматриваться как постоянное векторное сложение на стабильном геомагнитном поле. 2. Анализ погрешностей электронного компаса Отклонение электронного компаса, также известное как компасное отклонение, — это погрешность результатов измерения, вызванная ферромагнитными помехами в окружающей среде во время работы компаса. Отклонение между результатами измерения и реальным значением может достигать десятков градусов без соответствующей компенсации, что объясняется слабой напряженностью магнитного поля Земли, составляющей всего 0,5-0,6 гаусс. Поэтому в результаты измерений цифрового компаса очень легко вносятся помехи, вызванные ферромагнитными факторами окружающей среды, и компас стал основным источником погрешности электронных компасов. Компас также можно разделить на компасы с помехами от твердого и мягкого железа. Помехи от твердого железа вызваны постоянными магнитными объектами или намагниченными объектами. Под воздействием внешнего магнитного поля общий магнитный момент объекта перестает быть равным нулю, что свидетельствует о наличии магнетизма. Создаваемая им напряженность магнитного поля может считаться постоянной и неизменной в определенном временном диапазоне, и этот постоянный магнитный материал сохраняет относительно стабильную остаточную напряженность магнитного поля даже после снятия воздействия внешнего магнитного поля. Таким образом, положение и интенсивность помех на компасе можно рассматривать как фиксированный и постоянный стабилизирующий эффект, и средства компенсации этого эффекта относительно легко реализовать. Краткое содержание  Компания Micro-Magic предоставляет инструменты и техническую поддержку для аэрокосмической, горнодобывающей, буровой и других инженерных отраслей. Современные электронные компасы серий C9000-A, C9000-B, C9000-C, C9000-D и другие модели обладают функциями компенсации мягкого и жесткого магнитного поля, что играет важную роль в повышении точности определения направления на север. Для получения более подробной информации о цифровых компасах вы всегда можете связаться с нашими специалистами.C9000-AМагнитный компас с компенсацией наклона, 3-осевой магнитный указатель курса и угла рыскания.C9000-BВысокоточный электронный компас для 3D-измерений во всех направлениях, использующий передовые алгоритмы калибровки по твердому и мягкому железу, с цифровым выходом.C9000-CКомпас с магнитоэлектрическим датчиком, гирокомпенсированный компас, 6-осевой компас, электронный датчик рыскания и курса.C9000-DВысокопроизводительный датчик направления для определения азимута антенной вышки. Недорогой датчик азимутального угла для измерения угла направления вышки. 

Основные положения ПродуктЭлектронный компас (C9000-B и другие варианты)Функции:• Использует трехмерные магниторезистивные датчики для измерения геомагнитного поля.• Встроенный акселерометр обеспечивает статическую устойчивость и компенсацию наклона.• Использует алгоритм фильтрации Калмана для снижения шума и оптимальной оценки состояния.• Обеспечивает цифровой выходной сигнал для прямой интеграции с системами управления.Преимущества:• Высокая точность и стабильность, подходит для динамичных условий эксплуатации.• Низкое энергопотребление, компактные размеры и малый вес• Защита от вибрации и тряски, идеально подходит для авиации, робототехники, беспилотных автомобилей и навигационных систем.• Способен компенсировать жесткие и мягкие магнитные помехи• Может быть интегрирован в контуры управления для таких приложений, как автономная навигация или техническое обслуживание оборудования.Электронные компасы, также называемые цифровыми компасами, — это метод определения Северного полюса с помощью магнитного поля Земли, широко используемый в качестве навигационных приборов или датчиков ориентации. В древности их называли компасами, а современные передовые технологии обработки магниторезистивных датчиков значительно способствовали цифровизации компасов. В настоящее время электронные компасы, как правило, изготавливаются из микросхем, таких как магниторезистивные датчики или магнитометры. Они могут использоваться в горизонтальном и вертикальном измерении глубины, подводных исследованиях, навигации летательных аппаратов, научных исследованиях, образовании и обучении, позиционировании зданий, техническом обслуживании оборудования, навигационных системах и других областях. По сравнению с традиционными компасами стрелочного типа и балансирной рамой, цифровой компас отличается низким энергопотреблением, малыми размерами, легким весом, высокой точностью и миниатюризацией. Его выходной сигнал может быть обработан и отображен в цифровом виде. Он может использоваться не только для указания направления, но и передавать цифровой сигнал непосредственно на автоматический руль для управления движением судна. В настоящее время широко используются трехкоординатные магниторезисторные цифровые компасы. Этот тип компаса обладает преимуществами виброустойчивости, высокой точности определения курса, электронной компенсацией помех и может быть интегрирован в контур управления для передачи данных, поэтому он широко используется в авиации, космонавтике, робототехнике, навигации, автономной навигации транспортных средств и других областях. 1. Устройство электронного компасаТрехмерный электронный компас C9000-B состоит из трехмерного магниторезистивного датчика, датчика наклона и микроконтроллера. Трехмерный магниторезистивный датчик используется для измерения магнитного поля Земли, а датчик наклона — для компенсации горизонтального положения магнитометра. Микроконтроллер обрабатывает сигналы от магнитометров и датчиков наклона, а также выводит данные и выполняет компенсацию жесткости и ослабления магнитного поля. Магнитометр основан на трех вертикальных магниторезистивных датчиках, каждый из которых определяет силу геомагнитного поля в соответствующем направлении.  Датчик, расположенный в направлении вперед (направление x), определяет векторное значение геомагнитного поля в направлении x, а датчик, расположенный в направлении вправо (направление Y), определяет векторное значение геомагнитного поля в направлении Y. Датчики, расположенные в направлении вниз (направление Z), определяют векторное значение магнитного поля Земли в направлении Z. Чувствительность датчиков в каждом направлении была отрегулирована до оптимального значения на основе компонентного вектора геомагнитного поля в этом направлении и имеет очень низкую поперечную чувствительность. Аналоговый выходной сигнал, генерируемый датчиком, усиливается и передается на микроконтроллер для обработки. 2. Далее представлены аппаратная часть и принципы работы.1) Магнитометр: Поскольку геомагнитное поле является вектором, в определенной точке этот вектор может быть разложен на две компоненты, параллельные локальному уровню, и одну компоненту, перпендикулярную локальному уровню. Таким образом, если модуль компаса расположен параллельно локальному уровню, три оси магнитометра будут соответствовать этим трем компонентам. В настоящее время модуль расположен параллельно горизонтальной плоскости с помощью угловой компенсации, а затем угол курса рассчитывается на основе компенсированных данных. 2) Акселерометр: Ускорение можно рассчитать на основе данных по трем осям, что обеспечивает преимущество в статической устойчивости. 3) Фильтрация Калмана — это алгоритм, который оптимально оценивает состояние системы, используя линейное уравнение состояния системы и наблюдая за входными и выходными данными системы. Поскольку наблюдаемые данные включают в себя влияние шума и помех в системе, оптимальную оценку также можно рассматривать как процесс фильтрации. В радиолокации, например, задача состоит в отслеживании цели, но измерения положения, скорости и ускорения цели часто постоянно сопровождаются шумом. Фильтр Калмана использует динамическую информацию о цели, пытается устранить влияние шума и получает хорошую оценку положения цели. Эта оценка может быть оценкой текущего местоположения цели (фильтрация), оценкой будущего местоположения (прогнозирование) или оценкой прошлого местоположения (интерполяция или сглаживание). Краткое содержаниеПомимо трехосевых электронных компасов, компания Micro-Magic предлагает широкий ассортимент электронных компасов, таких как недорогие двухосевые электронные компасы C9000-B, высокоточные двухосевые электронные компасы C9000-D и другие. Все они прошли строгие испытания и способны предоставлять точные данные о курсе даже в самых суровых условиях. Если вам необходим цифровой компас, свяжитесь с нами.C9000-BВысокоточный электронный компас для 3D-измерений во всех направлениях, использующий передовые алгоритмы калибровки по твердому и мягкому железу, с цифровым выходом. C9000-DВысокопроизводительный датчик направления для определения азимута антенной вышки. Недорогой датчик азимутального угла для измерения угла направления вышки. 

Основные положенияИзделие: Компенсатор колебаний электронного компаса с двумя магнитными датчикамиФункции:• Компенсирует помехи, вызванные переменным магнитным полем.• Использует два магнитных датчика для простой и экономичной калибровки.Преимущества:• Высокая отказоустойчивость и низкие затраты на сбор данных• Подходит для платформ с ограниченным пространством и бюджетом.• Обеспечивает повышенную точность определения курса в динамических условиях.Электронный компас может значительно уменьшить влияние окружающего магнитного поля за счет калибровки и точно показывать азимутальный угол, но он не способен изменить влияние магнитного поля. При использовании электронного компаса следует по возможности избегать контакта с железом и магнитными веществами. Однако некоторые платформы электронных компасов имеют переменное магнитное поле, возникающее внутри платформы и перемещающееся вместе с цифровым компасом. Этот тип источника помех характеризуется фиксированным относительным положением и изменяющимся магнитным полем. В настоящее время существует три распространенных технических подхода: ① временное прекращение изменения магнитного поля или использование материалов для магнитной защиты для изоляции помех; ② поиск нового способа использования двойных систем GPS, AHRS и других для индикации угла азимута с целью предотвращения помех от переменного магнитного поля; ③ измерение влияния источника помех от переменного магнитного поля на окружающее магнитное поле, после чего азимут цифрового компаса компенсируется в соответствии с изменением магнитного поля. В некоторых случаях экранирование от помех переменного магнитного поля невозможно, а из-за ограничений погрузочной платформы невозможно использовать двойные системы GPS и AHRS, которые являются дорогостоящими, тяжелыми и требуют большого пространства. В этом случае третий технический подход становится единственным жизнеспособным решением. 1. Переменное магнитное поле нарушает важные законы. Магнитная сталь и цифровой компас закреплены в соответствующих положениях испытательного инструмента, а для тестирования выбраны соответственно магнитопроводящий датчик и датчик Холла с большим диапазоном. Магнитный датчик размещается в разных положениях на инструменте, и показания электронного компаса и магнитного датчика без магнитной стали и при различном положении магнитной стали записываются соответственно при разных ориентациях инструмента для сопоставления и сравнения. Предполагается, что Gмагнитная стальИзменение показаний магнитного датчика по определенной оси, вызванное изменением положения магнитной стали, то есть разница между показаниями магнитного датчика при наличии магнитной стали и показаниями магнитной стали при ее отсутствии, отражает влияние магнитной стали на магнитное поле в месте расположения магнитного датчика. В результате многочисленных экспериментов и обобщений было установлено, что в определенной области, когда магнитный датчик расположен вдоль виртуальной линии магнитного поля, образованной магнитной сталью, действуют следующие важные закономерности: (1) Гмагнитная стальБыстро уменьшается с увеличением расстояния. Например, на расстоянии 1 см от магнитной стали Gмагнитная стальПогрешность составляет примерно ±200000, на расстоянии 10 см — ±1500, на расстоянии 20 см — ±200, на расстоянии 30 см — ±65, на расстоянии 40 см — ±30. Магнитные показания в месте проведения испытаний были немного меньше ±300. (2) Когда испытательный инструмент направлен в разные стороны, Gмагнитная стальявляется фиксированным значением. На рисунке 1 показано правило изменения G.магнитная стальНа расстоянии 10 см от магнитной стали горизонтальная ось показывает ориентацию магнитной стали марки N, которая разделена на 8 направлений. Видно, что четыре направления кривой в основном совпадают. Две другие оси магнитного датчика также полностью соответствуют этому закону.2. Компенсация с помощью двух магнитных датчиков. В соответствии с вышеуказанными тремя правилами, без учета влияния других частей платформы, предлагается метод тестирования и компенсации на основе двойных магнитных датчиков, который позволяет эффективно измерять влияние изменения положения магнитной стали на магнитное поле в месте расположения цифрового компаса. Разместите магнитный датчик A под номером B рядом с магнитометром цифрового компаса (можно также использовать показания трехосевого магнитного датчика электронного компаса, то есть цифровой компас будет использоваться в качестве магнитного датчика A-B), а другой магнитный датчик A разместите в соответствии с вышеуказанным соотношением и легко установите на платформе, расположив магнитные датчики A и B и три оси цифрового компаса в одном направлении. Предположим, что выходной сигнал по одной из осей магнитного датчика в эксперименте равен Г = Гземля+Gмагнитная сталь+ Гпомехи Gземляи Гпомехиявляются, соответственно, геомагнитными компонентами и компонентами помех окружающей среды на этой оси. Благодаря малому расстоянию между двумя магнитными датчиками, в случае отсутствия сильных внешних магнитных помех можно получить: Gпомеха А≈Gпомеха B，Gземля А=Gземля B Где, Г.Aи ГBПоказания магнитных датчиков A и B соответствуют показаниям одной и той же оси. При фиксированном положении магнитных датчиков A и B отношение k величины их изменения может быть получено при постоянном значении. Следовательно, составляющая влияния, вызванная изменением положения магнитной стали на магнитном датчике B, то есть на электронном компасе, может быть легко получена по приведенной выше формуле. Приведенные выше экспериментальные результаты и рассуждения предлагают новый подход, использующий два небольших и недорогих магнитных датчика для необычайно простого расчета изменений магнитного поля вблизи цифрового компаса, вызванных изменением положения магнитной стали. Затем остается лишь изучить взаимосвязь между этим изменением и азимутальным смещением цифрового компаса. Нет необходимости рассчитывать положение магнитной стали в соответствии с изменением магнитного поля вблизи нее, а также изучать сложную зависимость между положением магнитной стали и азимутальным смещением цифрового компаса при различных углах азимута, тангажа и крена платформы, что значительно упрощает процесс вычислений. Объём работы по сбору данных значительно сокращается. Краткое содержание В данной статье предложен метод калибровки и компенсации двойного магнитного датчика, основанный на пропорциональной зависимости от конкретного положения, для источника помех в виде постоянного переменного магнитного поля. Этот метод обладает множеством преимуществ, таких как простота сбора данных, низкая стоимость, удобство использования и высокая отказоустойчивость. Он предлагает новую идею для калибровки и компенсации источников помех в виде переменного поля. Что касается цифровых компасов, в настоящее время существует широкий ассортимент, например, цифровой компас с полным 3D-выходом C90-A, высокоточный электронный компас C90-B и недорогой электронный компас C90-C.C90-AЭлектронный компас, датчик магнитолюминесцентного компаса, низкая стоимость.C90-BАлгоритм жесткой/мягкой магнитной калибровки. Герметичный электронный компас со встроенным 3-осевым магнитометром.C90-CЭлектронный компас с полным цифровым выводом 3D-сигнала для тепловизионного бинокля, одноканальная плата.

Основные положенияИзделие: Электронный компасПринцип калибровки:- Аппроксимация магнитного поля эллипсом: сбор данных о магнитном поле во всех направлениях при вращении устройства, расчет параметров интерференции твердого и мягкого железа, а также применение компенсации для аппроксимации данных о магнитном поле сферой с целью повышения точности.Методы калибровки:1. Калибровка плоскости:- Калибровка в плоскости XY: Поверните устройство в плоскости XY, чтобы найти центр окружности траектории, спроецированной в эту плоскость.- Калибровка в плоскости XZ: Поверните устройство в плоскости XZ, чтобы получить траекторию движения магнитного поля Земли и рассчитать вектор интерференции магнитного поля в трехмерном пространстве.2. Стереоскопическая калибровка по 8-образной схеме:— Вращайте устройство в разных направлениях в воздухе, чтобы собрать образцы точек, падающих на поверхность сферы. Определите центр окружности, чтобы определить значение интерференции и выполнить калибровку.Этапы калибровки:1. Подготовка тестовой среды:- Избегайте источников помех.— Обеспечьте горизонтальное размещение и надежную установку.2. Войдите в режим калибровки:- Запуск калибровки вручную с помощью комбинаций клавиш или инструкций программного обеспечения.- Автоматическая калибровка с подсказкой при обнаружении аномалий магнитного поля.3. Выполните калибровку:- Горизонтальное вращение (2D-калибровка): Медленно вращайте устройство вокруг вертикальной оси в горизонтальном положении.- Трехмерное вращение (3D-калибровка): вращайте устройство вокруг осей X, Y и Z, охватывая не менее 360° для каждой оси.4. Проверьте результаты калибровки:— Сравните показания прибора с известным географическим направлением.— Используйте программные средства для наблюдения за стабильностью и точностью направления.- Повторите калибровку, если отклонение превышает номинальную погрешность устройства.Преимущества электронного компаса:- Измерение курса и положения в реальном времени.— Важный навигационный инструмент.- Повышает точность определения направления за счет калибровки.— Доступны различные методы калибровки.- Может использоваться в различных областях применения и условиях. Электронный компас — важный навигационный инструмент, позволяющий в режиме реального времени определять направление и положение движущихся объектов. Калибровка электронного компаса является важнейшим этапом обеспечения точности измерения направления. 1.Принцип калибровки электронного компасаЭлектронный компас определяет направление, измеряя компоненты геомагнитного поля. Процесс калибровки фактически представляет собой «подгонку эллипса магнитного поля»:а)Сбор данных о магнитном поле. во всех направлениях при вращении устройства.б)Сгенерируйте параметры компенсации, рассчитав помехи от твердого железа (фиксированное смещение) и помехи от мягкого железа (масштабирование и перекрестная связь) с помощью алгоритмов.с)Автоматическое применение компенсации при последующих измерениях для аппроксимации данных магнитного поля сферой с центром в начале координат, что повышает точность определения направления. 2.Метод калибровки электронного компасаОсновные методы калибровки электронных компасов включают два основных подхода: планарную калибровку и трехмерную калибровку по 8-образной траектории.(1)Метод калибровки плоскостиДля калибровки оси XY устройство, оснащенное магнитным датчиком, будет вращаться самостоятельно в плоскости XY, что эквивалентно вращению вектора магнитного поля Земли вокруг точки нормали O(γx,γy), перпендикулярной плоскости XY. Это представляет собой траекторию вектора магнитного поля, спроецированного в плоскость XY в процессе вращения. Это позволяет определить положение центра окружности как (Xmax+Xmin)/2, (Ymax+Ymin)/2. Аналогично, вращение устройства в плоскости XZ позволяет получить траекторию окружности магнитного поля Земли в плоскости XZ, что позволяет рассчитать вектор интерференции магнитного поля γ (γx, γy, γz) в трехмерном пространстве. После калибровки электронный компас может нормально использоваться в горизонтальной плоскости. Однако из-за угла между компасом и горизонтальной плоскостью этот угол может влиять на точность определения направления и требует компенсации наклона с помощью акселерометров.(2)Стереоскопический метод калибровки в форме восьмеркиОбычно, когда устройство с датчиками вращается в воздухе в разных направлениях, пространственная геометрическая структура, состоящая из измеряемых значений, представляет собой сферу, и все точки выборки располагаются на поверхности этой сферы, как показано на следующем рисунке.               а)Вращение в воздухе: Используя калиброванное оборудование, выполните в воздухе движение в форме восьмерки, направив нормаль к оборудованию так, чтобы она указывала на все 8 квадрантов пространства. Получив достаточное количество точек выборки, определите центр O(γx,γy,γz), который представляет собой размер и направление вектора помех от фиксированного магнитного поля.б)Сбор точек выборки: При вращении устройства в различных направлениях в воздухе пространственная геометрическая структура, состоящая из значений измерений, фактически представляет собой сферу, и все точки выборки попадают на поверхность этой сферы. Используя эти точки выборки, можно определить центр окружности для определения значения жестких магнитных помех и выполнить калибровку. 3.Этапы калибровки электронного компаса(1)Подготовка среды тестированияØИзбегайте источников помех: убедитесь, что в радиусе 3 метров от калибровочной среды нет крупных металлических предметов (таких как железные шкафы, транспортные средства), двигателей, динамиков или другого электромагнитного оборудования.ØГоризонтальное размещение: Используйте уровень или встроенный датчик для установки в горизонтальное положение, обеспечивая измерение на основе горизонтальной составляющей геомагнитного поля.ØСпособ крепления: Избегайте ношения металлических часов или колец при удержании устройства; если это встраиваемое устройство (например, дрон), обеспечьте надежную установку.(2)Перейдите в режим калибровкиа)Ручное управление: см. руководство пользователя, распространенные способы включают:нКомбинация клавиш (например, длительное нажатие клавиш питания и функциональных клавиш в течение 5 секунд).нИнструкции по использованию программного обеспечения (выберите «Калибровка компаса» в сопутствующем приложении).б)Автоматическое уведомление: Некоторые устройства автоматически запрашивают калибровку при обнаружении аномалий магнитного поля (например, постоянно отображая «низкую точность»). (3)Выполните калибровку.а)Горизонтальное вращение (2D-калибровка):нМедленно вращайте оборудование вокруг вертикальной оси (оси Z), удерживая его в горизонтальном положении.нОбеспечьте равномерную скорость вращения (примерно 10 секунд на оборот), выполните не менее 2 оборотов, чтобы охватить все направления.б)Трехмерное вращение (3D-калибровка, подходит для высокоточного оборудования):нПоследовательно вращайте аппарат вокруг осей X (крен), Y (тангаж) и Z (рыскание), при этом каждая ось должна вращаться не менее чем на 360°.нПример действия: После горизонтального поворота переверните устройство в вертикальное положение, а затем наклоняйте его вперед и назад.(4)Проверьте результаты калибровки.а)Метод сравнения направлений: направьте устройство в известное географическое направление (например, используйте компас для определения истинного севера) и проверьте, совпадают ли показания.б)Проверка программного обеспечения: Используйте картографические приложения или профессиональные инструменты (например, программное обеспечение для анализа магнитного поля), чтобы оценить стабильность и точность определения направления.с)Повторная калибровка: Если отклонение превышает номинальную погрешность оборудования (например, ±3°), требуется повторная калибровка и проверка на наличие помех от окружающей среды. C9-BВысокоточный электронный компас с выводом данных по протоколу CAN в 2D-режиме.C9-AКомпенсация угла наклона 40°, вывод данных по протоколу CAN, 3D электронный компасC9-CВысокоточный электронный компас с цифровым выводом в 2D, одноплатный.