电子罗盘及带有该电子罗盘的设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电子罗盘及带有该电子罗盘的设备。所述电子罗盘包括：磁场传感器；增益调整模块，用于调整磁场传感器的增益，以使所述磁场传感器获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内；检测值获取模块，用于使所述电子罗盘在其所处位置的至少一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，并获取一组与所述坐标平面对应的地磁场检测值；校准数据获取模块，用于根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储，所述校准数据包括沿每个坐标轴方向的地磁场偏移值；校准模块，用于根据所述校准数据校准所述电子罗盘。本发明提高了电子罗盘校准的准确性。
【专利说明】电子罗盘及带有该电子罗盘的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子罗盘校准技术，特别是涉及一种电子罗盘及带有该电子罗盘的设备。
【背景技术】
[0002]虽然全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)在导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用，但由于其信号常被地形、地物遮挡，导致精度大大降低，甚至不能使用。而电子罗盘是依据地磁场来定向，在某些场景下可以有效弥补甚至替代GPS产品而得到广泛应用。
[0003]电子罗盘在使用之前需要进行校准。现有的电子罗盘校准方法通常是在一定时间限制内将罗盘在其所处的XY或XZ轴平面沿着垂直该平面的轴自转360度以上、并通过电子罗盘包括的磁场传感器采集数据，根据采集到的数据计算各坐标轴的偏移量，得到的偏移量作为校准数据进行电子罗盘的校准。
[0004]发明人在实践现有技术的过程中发现，在不同的磁环境中，电子罗盘的磁场传感器的增益的设定可能会不同。增益设置的过小会造成磁场传感器采集的数据是满量程值，得到的数据可能是错误的，由此降低了电子罗盘校准的准确性。
【发明内容】
[0005]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0006]本发明提供一种电子罗盘及带有该电子罗盘的设备，用以提高电子罗盘校准的准确性。
[0007]一方面，本发明提供了一种电子罗盘，包括磁场传感器，还包括:
[0008]增益调整模块，用于调整磁场传感器的增益，以使所述磁场传感器获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内；
[0009]检测值获取模块，用于使所述电子罗盘在其所处位置的至少一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，并获取一组与所述坐标平面对应的地磁场检测值；
[0010]校准数据获取模块，用于根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储，所述校准数据包括沿每个坐标轴方向的地磁场偏移值；
[0011]校准模块，用于根据所述校准数据校准所述电子罗盘。
[0012]另一方面，本发明还提供了一种带有上述电子罗盘的设备。
[0013]本发明提供的技术方案，可针对当前地磁场环境为电子罗盘的磁场传感器确定一个合适的数据采集增益，后续的地磁场检测值均以该合适的增益对应的检测量程范围进行数字量显示，降低了地磁场强度采集的误差，提高了校准数据的准确性，进而提高了电子罗盘校准的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明实施例一提供的电子罗盘校准方法的流程图；
[0016]图2为本发明实施例二提供的电子罗盘校准方法的流程图；
[0017]图3为本发明实施例三提供的电子罗盘校准方法的流程图；
[0018]图4a为本发明实施例四提供的验证任一坐标平面相关的校准数据的有效性的方法流程图；
[0019]图4b为本发明实施例四提供的基于校准前的采集的地磁场检测值绘制的采集数据轨迹圆的示例；
[0020]图4c为本发明实施例四提供的基于校准后的采集数据绘制的校准数据轨迹圆的示例；
[0021]图5为本发明实施例五提供的电子罗盘的结构示意图；
[0022]图6为本发明实施例六提供的电子罗盘的结构示意图；
[0023]图7为本发明实施例七提供的电子罗盘的结构示意图；
[0024]图8为本发明实施例八提供的电子罗盘的结构示意图；
[0025]图9为本发明实施例九提供的带有电子罗盘的设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]在本发明下述各实施例中，实施例的序号仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0028]图1为本发明实施例一提供的电子罗盘校准方法的流程图。本实施例采用平面直角坐标系或空间直角坐标系进行描述，对电子罗盘的校准实质上就是确定电子罗盘在X轴、Y轴和/或Z轴方向的地磁场偏移量，也就是校准数据。如图1所示，本实施例提供的电子罗盘校准方法包括:
[0029]步骤11:调整磁场传感器的增益，以使所述磁场传感器获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内。
[0030]本发明实施例中，电子罗盘可为但不限于:二维电子罗盘或三维电子罗盘。电子罗盘包括磁场传感器，磁场传感器用于检测地磁场的强度，以获得地磁场检测值；磁场传感器例如可为霍尔传感器、磁阻传感器或其他磁场传感器等。
[0031]一种可选的调整磁场传感器的增益的方法例如:使所述电子罗盘在其所处位置的任意一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，在旋转过程中获取一组与所述坐标平面的至少一个坐标轴对应的地磁场检测值；判断获取的地磁场检测值是否包括等于所述磁场传感器的最大量程的数值，如果是，则增大所述磁场传感器的增益，重复执行本步骤，直至获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内；如果否，则判断获取的地磁场检测值中的最大值是否超过预设参考数值，如果是，则增大所述磁场传感器的增益，重复执行本步骤，直至获取的地磁场检测值均小于或等于所述预设参考数值。所述预设参考数值为大于所述磁场传感器的量程的一半且小于所述磁场传感器的最大量程的任意数值。该方案使得采集数据尽量在半检测量程到满检测量程范围内进行显示，由此降低了地磁场检测值采集的误差。
[0032]可选的，所述调整磁场传感器的增益之前，还包括将所述磁场传感器的增益设置为最低。在最低增益无法满足地磁场检测值采集要求时，再逐步增大增益，直至获得一合适的增益。该方案可提高增益调整的效率。
[0033]步骤12:使所述电子罗盘在其所处位置的至少一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，并获取一组与所述坐标平面对应的地磁场检测值。
[0034]对于二维电子罗盘而言，预设坐标平面为XY平面，X轴和Y轴分别为XY平面对应的坐标轴。对于三维电子罗盘而言，预设的坐标平面为XY平面和XZ (或YZ)平面，X轴和Y轴分别为XY平面对应的坐标轴，X轴和Z轴分别为XZ平面对应的坐标轴，Y轴和Z轴分别为YZ平面对应的坐标轴；该情形下，需对XY平面和XZ (或YZ)平面分别获取相应的地磁场检测值。例如:一组与XY平面对应的地磁场检测值可表示为(X，Y)，一组与XZ平面对应的地磁场检测值可表示为(X, Z)，其中，X表示沿X轴方向的地磁场检测值,Y表示沿Y轴方向的地磁场检测值，Z表示沿Z轴方向的地磁场检测值。
[0035]步骤13:根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储，所述校准数据包括沿每个坐标轴方向的地磁场偏移值。
[0036]例如，如果是二维电子罗盘，可采用下式计算沿相应坐标轴的地磁场偏移值:
[0037]Xoffset= (Xmax+Xmin)/2,其中,Xmax和Xmin分别为沿X轴方向的地磁场检测值的最大值和最小值，Xoffset为沿X轴方向的地磁场偏移值；
[0038]Yoffset= (Ymax+Ymin)/2,其中,Ymax和Ymin分别为沿Y轴方向的地磁场检测值的最大值和最小值，Yoffset为沿Y轴方向的地磁场偏移值；
[0039]如果是三维电子罗盘，还可包括:
[0040]Zoffset= (Zmax+Zmin)/2,其中，Zmax和Zmin分别为沿Z轴方向的地磁场检测值的最大值和最小值，Zoffset为沿Z轴方向的地磁场偏移值。
[0041]上述沿各坐标轴的地磁场偏移值作为校准数据可在电子罗盘包括的存储器中进行存储。[0042]步骤14:根据所述校准数据校准所述电子罗盘。
[0043]本实施例可针对当前地磁场环境为电子罗盘的磁场传感器确定一个合适的数据采集增益，后续的地磁场检测值均以该合适的增益对应的检测量程范围进行数字量显示，降低了地磁场强度采集的误差，提高了校准数据的准确性，进而提高了电子罗盘校准的准确性。
[0044]图2为本发明实施例二提供的电子罗盘校准方法的流程图。本实施例与图1对应实施例的区别在于，本实施例还包括确定电子罗盘旋转完成的步骤。具体如图2所示，本实施例提供的电子罗盘校准方法包括:
[0045]步骤21:与步骤11相同,在此不再赘述。
[0046]步骤22:在所述电子罗盘所处位置选择一个基准点，并确定所述基准点的地磁场检测值。
[0047]基准点可根据实际需要预先设定。可选的，在确定基准点的地磁场检测值时，可取多次采集的平均值作为基准点对应的地磁场检测值，以提高基准点对应的地磁场检测值的准确性。
[0048]步骤23:与步骤12相同，在此不再赘述。
[0049]步骤24:确定所述电子罗盘已经自转至少一周。
[0050]可选的，每采集N组地磁场检测值则对采集的N组地磁场检测值执行一次以下判断步骤，N为大于O的整数。例如，可每采集I组地磁场检测值就执行一次下述判断步骤，或者，可每采集多组地磁场检测值再执行一次下述判断步骤。
[0051]判断步骤例如:计算第A组地磁场检测值与所述基准点的地磁场检测值的第一同轴差值，将得到的第一同轴差值与设定的第一预设阈值进行比较，如果该第一同轴差值小于或等于所述第一预设阈值且采集的总次数小于预设采集最大次数门限值，则确定所述电子罗盘已经自转至少一周，否则令A=A+1，重复执行本判断步骤，直至A的当前值大于N时进行下一次N组地磁场检测值的采集；其中，A为大于O的整数且A的初始值为I。本发明实施例所述的“同轴差值”为沿至少一个相同坐标轴方向的地磁场检测值的差值，“第一”、“第二”等仅便于区分表述。例如对于XY平面而言，第A组地磁场检测值(Xa，Ya)与所述基准点的地磁场检测值(XI，Yl)的第一同轴差值包括(Xa-Xl)和(Ya-Yl )。
[0052]步骤25-26:与步骤13-14相同，在此不再赘述。
[0053]本实施例在实现本发明实施例一相似技术效果的基础上，通过增加确定电子罗盘是否自转完成的步骤，可保证电子罗盘自转一周(即360度)以上，且通过设置基准点提高了判断电子罗盘是否完成一周自转的方便性和准确性，由此保证了地磁场检测值采集量的充分性，提高了校准数据的准确性，进而提高了电子罗盘校准的准确性。
[0054]图3为本发明实施例三提供的电子罗盘校准方法的流程图。本实施例与图1对应实施例的区别在于，本实施例还包括验证地磁场检测值有效性的步骤。具体如图3所示，本实施例提供的电子罗盘校准方法包括:
[0055]步骤31-32:与步骤11-12相同，在此不再赘述。
[0056]步骤33:对获取的地磁场检测值进行处理，以获得有效的地磁场检测值。
[0057]可在获取N组地磁场检测值后对获取的N组地磁场检测值进行有效性检测，N为大于O的整数。例如，可获取I组地磁场检测值后对获取的该组地磁场检测值进行有效性检测，或者，可获取多组地磁场检测值后对获取的这些地磁场检测值进行有效性检测，或者，可获取所有地磁场检测值后再进行地磁场检测值的有效性检测。
[0058]对获取的地磁场检测值进行处理的方法例如:计算第A组地磁场检测值和第A-1组地磁场检测值的第二同轴差值，将得到的第二同轴差值与第二预设阈值进行比较，如果该第二同轴差值小于或等于所述第二预设阈值，则说明第A组地磁场检测值的误差较小，可保留所述第A组地磁场检测值，否则，丢弃所述第A组地磁场检测值或对该组地磁场检测值进行修正，如采用所述第A-1组地磁场检测值作为所述第A组地磁场检测值，A为大于I的整数。
[0059]步骤34:根据所述有效的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储。
[0060]步骤35:与步骤14相同,在此不再赘述。
[0061]本实施例在实现本发明实施例一相似技术效果的基础上，通过增加对获取的地磁场检测值进行有效性处理的步骤，可剔除地磁场检测值采集过程中因干扰等因素造成的无效数据，由此保证了获取的地磁场检测值的有效性，提高了校准数据的准确性，进而提高了电子罗盘校准的准确性。
[0062]本发明实施例提供的上述各技术方案在获取到校准数据之后，均还可包括验证所述校准数据的有效性。本发明实施例四提供了一种验证校准数据有效性的方法，如图4所示，该方法包括:
[0063]步骤41:根据坐标平面相关的各坐标轴的地磁场偏移值校准相应坐标轴的地磁场检测值，得到校准后的各组地磁场检测值；根据校准后的各组地磁场检测值在所述坐标平面绘制校准数据轨迹圆，确定所述校准数据轨迹圆的圆心；分别计算各坐标点与所述圆心的距离，并取各距离的平均值作为所述校准数据轨迹圆的平均半径，任一坐标点对应一组校准后的地磁场检测值。
[0064]不妨以XY平面为例进行说明:基于校准前的采集的地磁场检测值绘制的采集数据轨迹圆的示例如图4b所示。之后根据各坐标轴的地磁场偏移值进行校准:将X轴的每个采集的地磁场检测值与Xoffset相减,Y轴的每个采集的地磁场检测值与Yoffset相减,得到XY平面以原点坐标(0，O)为圆心的圆Cxy，如图4c所示，该圆即为校准数据轨迹圆。
[0065]每个坐标点可表示为(X，Y)，假设共有η组采集数据，各坐标点对应的采集数据可分别记为:(xi，Yl)、(Χ2，Υ2)……(Xn，Yn)，则在圆Cxy中求圆心到每个坐标点的距离:
[0066]Rl=sqrt(Χ1*Χ1+Υ1*Υ1)
[0067]R2=sqrt(X2*X2+Y2*Y2)
[0068].........[0069]Rn=sqrt(Χη*Χη+Υη*Υη)
[0070]Rmean= (R1+R2+…..+Rn)/n
[0071]Rmean为圆Cxy的平均半径。
[0072]步骤42:计算各距离与所述平均半径的差值。
[0073]圆心到各坐标点的距离分别记为:Delta_l, Delta_2,….，Delta_n,其中:
[0074]Delta_l=Rl - Rmean
[0075]Delta_2=R2 - Rme an[0076]......[0077]Delta_n=Rn - Rmean
[0078]步骤43:计算各坐标点对应的距离与所述平均半径的均方根差；将所述均方根差与设定的第三预设阈值进行比较，如果所述均方根差小于所述第三预设阈值，则确定本次获取的各坐标轴的地磁场偏移值有效，校准成功；否则，确定本次获取的各坐标轴的地磁场偏移值无效，校准失败。
[0079]各坐标点对应的距离与所述平均半径的均方根差(root mean square error,简称RMS)为:
[0080]RMS=sqrt (((Delta_l*Delta_l) + (Delta_2*Delta_2) +…..+ (Delta_n*Delta_n))/n)) ο
[0081]较佳地，如果RMS的值接近0，则表示校准成功，否则校准失败。为了提高校准是否成功判断的方便性，可选的，可根据实际需要预先设定第三预设阈值，将RMS与第三预设阈值进行比较，根据比较结果确定本次校准成功还是校准失败。如果确定校准失败，可采用上述实施例一或实施例二或实施例三的方法重新进行校验，并可采用本实施例提供的方法对获取的校准数据的有效性进行验证，直至获得验证有效的校准数据，存储该校准数据并根据该校准数据校准电子罗盘。
[0082]对XZ (或YZ)平面相关的校准数据的有效性的验证方法，与XY平面相关的校准数据的有效性的验证方法相似，在此不再赘述。
[0083]本实施例对校准数据的有效性进行验证，在确定校准成功时存储校准数据，并在确定校准失败时，可重新获取新的校准数据，直至获取的校准数据有效，提高了校准数据的准确性，由此提高了电子罗盘校准的准确性。
[0084]图5为本发明实施例五提供的电子罗盘的结构示意图。该电子罗盘包括:磁场传感器51、增益调整模块52、检测值获取模块53、校准数据获取模块54和校准模块55。
[0085]磁场传感器51用于检测地磁场的强度以获取地磁场检测值，例如磁场传感器可为霍尔传感器、磁阻传感器或其他磁场传感器等。
[0086]增益调整模块52用于调整磁场传感器的增益，以使所述磁场传感器获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内。
[0087]检测值获取模块53用于使所述电子罗盘在其所处位置的至少一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，并获取一组与所述坐标平面对应的地磁场检测值。
[0088]校准数据获取模块54用于根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储，所述校准数据包括沿每个坐标轴方向的地磁场偏移值。
[0089]校准模块55用于根据所述校准数据校准所述电子罗盘。
[0090]本实施例提供的电子罗盘可针对当前地磁场环境为电子罗盘的磁场传感器确定一个合适的数据采集增益，后续的地磁场检测值均以该合适的增益对应的检测量程范围进行数字量显示，降低了地磁场强度采集的误差，提高了校准数据的准确性，进而提高了电子罗盘校准的准确性。
[0091]上述技术方案中，可选的，所述增益调整模块52可包括:检测值获取单元、判断单元和增益调整单元。检 测值获取单元用于使所述电子罗盘在其所处位置的任意一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，在旋转过程中获取一组与所述坐标平面的至少一个坐标轴对应的地磁场检测值。判断单元用于判断获取的地磁场检测值是否包括等于所述磁场传感器的最大量程的数值，如果是，则增大所述磁场传感器的增益，重复执行本步骤，直至获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内。增益调整单元用于如果否，则判断获取的地磁场检测值中的最大值是否超过预设参考数值，如果是，则增大所述磁场传感器的增益，重复执行本步骤，直至获取的地磁场检测值均小于或等于所述预设参考数值，所述预设参考数值为大于所述磁场传感器的量程的一半且小于所述磁场传感器的最大量程的任意数值。该方案使得采集数据尽量在半检测量程到满检测量程范围内进行显示，由此降低了地磁场检测值采集的误差。
[0092]可选的，所述增益调整模块52还可用于在调整磁场传感器的增益之前，将所述磁场传感器的增益设置为最低。在最低增益无法满足地磁场检测值采集要求时，再逐步增大增益，直至获得一合适的增益。该方案可提高增益调整的效率。
[0093]可选的，如图6所示，所述电子罗盘还可包括:基准点检测值获取模块56和/或自转完成确定模块57。基准点检测值获取模块56用于在所述调整磁场传感器的增益之后，在所述电子罗盘所处位置选择一个基准点，并确定所述基准点的地磁场检测值。自转完成确定模块57用于在所述根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据之前，确定所述电子罗盘已经自转至少一周。例如，自转完成确定模块具体可用于每采集N组地磁场检测值则对采集的N组地磁场检测值执行一次以下判断，N为大于O的整数:计算第A组地磁场检测值与所述基准点的地磁场检测值的第一同轴差值，将得到的第一同轴差值与设定的第一预设阈值进行比较，如果该第一同轴差值小于或等于所述第一预设阈值且采集的总次数小于预设采集最大次数门限值，则确定所述电子罗盘已经自转至少一周，否则令A=A+1，重复执行本判断步骤，直至A的当前值大于N时进行下一次N组地磁场检测值的采集；其中，A为大于O的整数且A的初始值为I。该方案可保证电子罗盘自转一周(即360度)以上，且通过设置基准点提高了判断电子罗盘是否完成一周自转的方便性和准确性，由此保证了地磁场检测值采集量的充分性，提高了校准数据的准确性，进而提高了电子罗盘校准的准确性。
[0094]可选的，如图7所示，所述电子罗盘还可包括:检测值处理模块58。
[0095]检测值处理模块58用于在所述根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据之前，对获取的地磁场检测值进行处理，以获得有效的地磁场检测值。例如，检测值处理模块具体可用于计算第A组地磁场检测值和第A-1组地磁场检测值的第二同轴差值，将得到的第二同轴差值与第二预设阈值进行比较，如果该第二同轴差值小于或等于所述第二预设阈值，则保留所述第A组地磁场检测值，否则，丢弃所述第A组地磁场检测值或采用所述第A-1组地磁场检测值作为所述第A组地磁场检测值，A为大于I的整数。相应的，所述校准数据获取模块54具体用于根据所述有效的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储。该方案通过增加对获取的地磁场检测值进行有效性处理，可剔除地磁场检测值采集过程中因干扰等因素造成的无效数据，由此保证了获取的地磁场检测值的有效性，提高了校准数据的准确性，进而提高了电子罗盘校准的准确性。
[0096]可选的，如图8所示，所述电子罗盘还可包括:校验数据验证模块59。校验数据验证模块59用于在所述根据获取的地磁场检测值计算校准数据并存储之后，验证所述校准数据的有效性。例如，所述校验数据验证模块可包括:平均半径确定单元、差值计算单元和有效性确定单元。平均半径确定单元，用于根据所述坐标平面相关的各坐标轴的地磁场偏移值校准相应坐标轴的地磁场检测值，得到校准后的各组地磁场检测值；根据校准后的各组地磁场检测值在所述坐标平面绘制校准数据轨迹圆，确定所述校准数据轨迹圆的圆心；分别计算各坐标点与所述圆心的距离，并取各距离的平均值作为所述校准数据轨迹圆的平均半径，任一坐标点对应一组校准后的地磁场检测值。差值计算单元，用于计算各距离与所述平均半径的差值。有效性确定单元，用于计算各坐标点对应的距离与所述平均半径的均方根差；将所述均方根差与设定的第三预设阈值进行比较，如果所述均方根差小于所述第三预设阈值，则确定本次获取的各坐标轴的地磁场偏移值有效，校准成功；否则，确定本次获取的各坐标轴的地磁场偏移值无效，校准失败。该方案通过对校准数据的有效性进行验证，在确定校准成功时存储校准数据，并在确定校准失败时，可重新获取新的校准数据，直至获取的校准数据有效，提高了校准数据的准确性，由此提高了电子罗盘校准的准确性。本发明实施例提供的各电子罗盘的工作原理和效果可参见本发明方法实施例和相应附图的记载，在此不再赘述。
[0097]本发明实施例还提供了一种设备，其结构示意图如图9所示，该设备91带有上述任一电子罗盘92，有关电子罗盘92的结构示意、工作原理及可达到的技术效果，可参见本发明上述电子罗盘实施例及相应附图的记载，在此不再赘述。
[0098]本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:只读存储器(Read-Only Memory,简称 ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称 RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0099]在本发明的装置和方法等实施例中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0100]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
[0101]最后应说明的是:虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【权利要求】
1.一种电子罗盘，包括磁场传感器，其特征在于，还包括: 增益调整模块，用于调整磁场传感器的增益，以使所述磁场传感器获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内； 检测值获取模块，用于使所述电子罗盘在其所处位置的至少一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，并获取一组与所述坐标平面对应的地磁场检测值； 校准数据获取模块，用于根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储，所述校准数据包括沿每个坐标轴方向的地磁场偏移值； 校准模块，用于根据所述校准数据校准所述电子罗盘。
2.根据权利要求1所述的电子罗盘，其特征在于，所述增益调整模块包括: 检测值获取单元，用于使所述电子罗盘在其所处位置的任意一个预设坐标平面内或平行于所述预设坐标平面的第一平面内沿着垂直于所述预设坐标平面的第一轴自转，在旋转过程中获取一组与所述坐标平面的至少一个坐标轴对应的地磁场检测值； 判断单元，用于判断获取的地磁场检测值是否包括等于所述磁场传感器的最大量程的数值，如果是，则增大所述磁场传感器的增益，重复执行本步骤，直至获取的地磁场检测值均落入所述磁场传感器的量程内； 增益调整单元，用于如果否，则判断获取的地磁场检测值中的最大值是否超过预设参考数值，如果是，则增大所述磁场传感器的增益，重复执行本步骤，直至获取的地磁场检测值均小于或等于所述预设参考数值，所述预设参考数值为大于所述磁场传感器的量程的一半且小于所述磁场传感 器的最大量程的任意数值。
3.根据权利要求1所述的电子罗盘，其特征在于，所述增益调整模块还用于在调整磁场传感器的增益之前，将所述磁场传感器的增益设置为最低。
4.根据权利要求1所述的电子罗盘，其特征在于，还包括: 基准点检测值获取模块，用于在所述调整磁场传感器的增益之后，在所述电子罗盘所处位置选择一个基准点，并确定所述基准点的地磁场检测值。
5.根据权利要求4所述的电子罗盘，其特征在于，还包括: 自转完成确定模块，用于在所述根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据之前，确定所述电子罗盘已经自转至少一周。
6.根据权利要求5所述的电子罗盘，其特征在于， 所述自转完成确定模块，具体用于每采集N组地磁场检测值则对采集的N组地磁场检测值执行一次以下判断步骤，N为大于O的整数:计算第A组地磁场检测值与所述基准点的地磁场检测值的第一同轴差值，将得到的第一同轴差值与设定的第一预设阈值进行比较，如果该第一同轴差值小于或等于所述第一预设阈值且采集的总次数小于预设采集最大次数门限值，则确定所述电子罗盘已经自转至少一周，否则令A=A+1，重复执行本判断步骤，直至A的当前值大于N时进行下一次N组地磁场检测值的采集；其中，A为大于O的整数且A的初始值为I。
7.根据权利要求1所述的电子罗盘，其特征在于，还包括: 检测值处理模块，用于在所述根据获取的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据之前，对获取的地磁场检测值进行处理，以获得有效的地磁场检测值；所述校准数据获取模块，具体用于根据所述有效的地磁场检测值计算与所述坐标平面对应的校准数据并存储。
8.根据权利要求7所述的电子罗盘，其特征在于， 所述检测值处理模块，具体用于计算第A组地磁场检测值和第A-1组地磁场检测值的第二同轴差值，将得到的第二同轴差值与第二预设阈值进行比较，如果该第二同轴差值小于或等于所述第二预设阈值，则保留所述第A组地磁场检测值，否则，丢弃所述第A组地磁场检测值或采用所述第A-1组地磁场检测值作为所述第A组地磁场检测值，A为大于I的整数。
9.根据权利要求1所述的电子罗盘，其特征在于，还包括: 校验数据验证模块，用于在所述根据获取的地磁场检测值计算校准数据并存储之后，验证所述校准数据的有效性。
10.根据权利要求9所述的电子罗盘，其特征在于，所述校验数据验证模块包括: 平均半径确定单元，用于根据所述坐标平面相关的各坐标轴的地磁场偏移值校准相应坐标轴的地磁场检测值，得到校准后的各组地磁场检测值；根据校准后的各组地磁场检测值在所述坐标平面绘制校准数据轨迹圆，确定所述校准数据轨迹圆的圆心；分别计算各坐标点与所述圆心的距离，并取各距离的平均值作为所述校准数据轨迹圆的平均半径，任一坐标点对应一组校准后的地磁场检测值； 差值计算单元，用于计算各距离与所述平均半径的差值； 有效性确定单元，用于 计算各坐标点对应的距离与所述平均半径的均方根差；将所述均方根差与设定的第三预设阈值进行比较，如果所述均方根差小于所述第三预设阈值，则确定本次获取的各坐标轴的地磁场偏移值有效，校准成功；否则，确定本次获取的各坐标轴的地磁场偏移值无效，校准失败。
11.一种设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任一所述的电子罗盘。
【文档编号】G01C17/32GK103884325SQ201210563419
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】吴林, 罗志勇, 薛天培 申请人:西安合众思壮导航技术有限公司