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方位计算 应用篇- 倾斜补偿

如果电子罗盘处于水平方向,可以用简略的计算方法计算。→[基础篇]

但是对于手机/智能手机终端来说,相比水平面而言,倾斜时使用频率较高。

因为终端内装的电子罗盘也变得倾斜,地磁的水平分量变得不可测量。

要在非水平情况下要正确测量方位,需用加速度传感器先测量倾斜,然后作倾斜的补偿计算。

具体的计算方法如下:

 

(1)倾斜的测量

用加速度传感器测量倾斜时,

利用加速度传感器可测出与重力方向180度相反的方向的重力加速度。

使用重力实测值(Ax,Ay,Az),和水平放置时的加速度值(Ax0,Ay0,Az0)2个矢量可以计算出这2个矢量在旋转前后的旋转度(旋转角,旋转轴)。

 

2个矢夹角α和旋转轴(nx,ny,nz),可用下面的公式来计算。

(2)倾斜的补偿计算

用上面计算出的旋转(旋转角,旋转轴),可以计算旋转矩阵Mrot。

针对倾斜状态测量出的磁场强度(Hx,Hy,Hz),可以以旋转矩阵加以旋转,让倾斜还原。方法是可用与旋转的方向相反上使用α’=α的旋转矩阵Mrot’。

倾斜还原的计算公式,如下所示。

F从上式可以得到倾斜补偿后的磁场(Hx’,Hy’,Hz’)。

 

用算出的倾斜补偿后磁场值,可计算出水平磁场Hx’与Hy’。