磁力计数据的处理方法和装置与流程

1.本技术涉及惯用导航技术领域，尤其涉及一种磁力计数据的处理方法和装置。


背景技术：

2.磁力计也叫地磁、磁感器，它拥有三个正交方向的霍尔传感器，能够测量出三个方向的磁场强度。由于地球的磁场像一个条形磁体一样由磁南极指向磁北极，通过合成三个方向的霍尔传感器的磁场强度读数，可以计算出电子设备的航向和姿态，因此，磁力计被广泛地应用于手机，飞行器，机器人等电子设备中。
3.当磁场计周围存在磁性物质，或者可以影响局部磁场强度的物质，这些磁性物质或者影响局部磁场强度的物质会对磁场造成干扰，导致磁力计数据存在偏差，例如硬铁误差，软铁误差，尺度误差，三轴非正交误差以及零偏误差，这样会使得获取到的磁力计数据的准确度较低。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种磁力计数据的处理方法和装置，提高了获取到的磁力计数据的准确度。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种磁力计数据的处理方法，所述磁力计数据的处理方法包括：
6.采集初始磁力计数据；其中，所述初始磁力计数据存在磁力计误差。
7.将所述初始磁力计数据输入至预先确定的目标磁力计误差模型中，以对所述初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据。
8.其中，所述目标磁力计误差模型用于描述所述初始磁力计数据与所述初始磁力计数据对应的处理后的磁力计数据之间的转换关系；且所述目标磁力计误差模型是基于椭圆体拟合方法确定的。
9.第二方面，本技术实施例还提供了一种磁力计数据的处理装置，该磁力计数据的处理装置可以包括：
10.采集单元，用于采集初始磁力计数据；其中，所述初始磁力计数据存在磁力计误差。
11.处理单元，用于将所述初始磁力计数据输入至预先确定的目标磁力计误差模型中，以对所述初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据。
12.其中，所述目标磁力计误差模型用于描述所述初始磁力计数据与所述初始磁力计数据对应的处理后的磁力计数据之间的转换关系；且所述目标磁力计误差模型是基于椭圆体拟合方法确定的。
13.第三方面，本技术实施例还提供了一种磁力计数据的处理装置，该磁力计数据的处理装置可以包括处理器和存储器；其中，
14.所述存储器，用于存储计算机程序。
15.所述处理器，用于读取所述存储器存储的计算机程序，并根据所述存储器中的计算机程序执行上述第一方面任一种可能的实现方式所述的磁力计数据的处理方法。
16.第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现上述第一方面任一种可能的实现方式所述的磁力计数据的处理方法。
17.第五方面，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述第一方面任一种可能的实现方式所述的磁力计数据的处理方法。
18.由此可见，本技术实施例提供了一种磁力计数据的处理方法和装置，在获取磁力计数据时，先采集初始磁力计数据，并将采集到的初始磁力计数据输入至基于椭圆体拟合方法确定的目标磁力计误差模型中，以通过目标磁力计误差模型对初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据，降低了处理后的磁力计数据与对应的真实值之间的误差，从而有效地提高获取到的磁力计数据的准确度。
附图说明
19.图1为本技术实施例提供的一种磁力计数据的处理方法的流程示意图；
20.图2为本技术实施例提供的一种样本磁力计数据h与椭圆体的关系示意图；
21.图3为本技术实施例提供的一种误差校正后的磁力计数据与椭圆体的关系示意图；
22.图4为本技术实施例提供的一种磁力计坐标系与加速度坐标系的示意图；
23.图5为本技术实施例提供的一种确定目标坐标系转换模型的方法的流程示意图；
24.图6为本技术实施例提供的一种真实样本磁力计数据h
′
与对齐到加速度坐标系下的磁力计数据之间的关系示意图；
25.图7为本技术实施例提供的一种磁力计数据的处理装置的结构示意图；
26.图8为本技术实施例提供的另一种磁力计数据的处理装置的结构示意图。
27.通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
28.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
29.在本技术的实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。在本技术的文字描述中，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
30.本技术实施例提供的磁力计数据的处理方法可以应用于电子设备的航向和姿态
计算场景中。由于地球的磁场像一个条形磁体一样由磁南极指向磁北极，通过合成三个方向的霍尔传感器的磁场强度读数，可以计算出电子设备的航向和姿态，因此，磁力计被广泛地应用于手机，飞行器，机器人，智能眼镜(例如ar眼镜或者vr眼镜)等电子设备中。当磁场计周围存在磁性物质，或者可以影响局部磁场强度的物质，这些磁性物质或者影响局部磁场强度的物质会对磁场造成干扰，导致磁力计数据存在偏差，例如硬铁误差，软铁误差，尺度误差，三轴非正交误差以及零偏误差等，这样会使得获取到的磁力计数据的准确度较低。
31.其中，硬铁误差：永磁铁或者磁化金属会对磁场产生额外的磁场干扰，其干扰磁场的大小和相对于载体的方向一般保持不变。这种干扰导致的误差为硬铁误差bn。硬铁误差bn相当于在磁场上添加一个偏移向量，可以定义为一个3
×
1向量；其中，t符号表示矩阵转置。
32.bn＝[b
n，x
，b
n，y
，b
n，z
]
t
ꢀꢀ
公式1
[0033]
软铁误差：软铁磁场是由铁磁材料如铁、镍、pcb板等对受地磁场或电磁场的磁化而产生的。软铁磁场会随时间和载体航向的变化而变化，可以软铁磁场造成的误差as可以表示为一个3
×
3矩阵：
[0034][0035]
尺度误差s可以表示为一个3
×
3矩阵：
[0036][0037]
三轴非正交误差n可以表示为一个3
×
3矩阵：
[0038][0039]
零偏误差bm可以表示为一个3
×
1向量：
[0040]bm
＝[b
m，x
，b
m，y
，b
m，z
]
t
ꢀꢀ
公式5
[0041]
结合上述公式1-5，磁力计误差模型可以通过下述公式6表示：
[0042]
h＝sn(a
sh′
+bn)+bmꢀꢀ
公式6
[0043]
其中，h＝[h
x
，hy，hz]
t
为磁力计未经标定的直接读取值，即直接采集到的磁力计数据，h
′
＝[h
′
x
，h
′y，h
′z]
t
为磁力计经过标定后的磁力计数据，即进行误差校正之后得到的磁力计数据，上述公式6可以表示为：
[0044]h′
＝a(h-b)
ꢀꢀ
公式7
[0045]
其中，a＝(snas)-1
，b＝snbn+bm为磁力计误差模型的参数。通过对磁力计进行标定，可以得到参数a和b的值；这样就可以基于公式7所示的磁力计误差模型，对直接采集到的磁力计数据h进行误差校正，从而得到误差校正后的真实值h
′
，这样就可以提高获取到的磁力计数据的准确度。但是，如何确定公式7所示的磁力计误差模型中的参数a和b的值，是本领域技术人员亟待解决的问题。
[0046]
为了获取到磁力计误差模型中的参数a和b的值，使得可以基于公式7所示的磁力计误差模型，对直接采集到的磁力计数据h进行误差校正，考虑到假设空间中有n个三维点
集{xi＝[xi，yi，zi]
t
|0≤i＜n}，可以确定一个椭圆体拟合这些三维点，磁力计数据可以视为三维点，因此，可以基于椭圆体拟合的思想，确定磁力计误差模型中的参数a和b的值。可以理解的是，椭圆体的一般方程为：
[0047]
ax2+by2+cz2+2dxy+2exz+2fyz+2gx+2hy+2iz+j＝0
ꢀꢀ
公式8该公式8可以转换为矩阵形式，可参见下述公式9：
[0048][0049]
其中，a，b，c，d，e，f，g，h，i，j表示描述椭圆体的参数，表示了椭圆体的中心位置，轴方向，和旋转等信息。椭圆体拟合，可以理解为给定一个三维点集，求取满足公式9所示的椭圆体的参数a，b，c，d，e，f，g，h，i，j。
[0050]
椭圆体的拟合方法较多，在本技术实施例中，可以使用经典的最小二乘法设定未知的参数向量v＝[a，b，c，d，e，f，g，h，i，j]
t
，对于每一个点xi＝[xi，yi，zi]
t
，定义一个临时向量pi，并在定义临时向量pi的基础上，定义一个10
×
n矩阵d＝(p0，p1，...，p
n-1
)，它包含了所有的三维点集的信息。
[0051][0052]
此外，再定义一个6
×
6的临时矩阵c1，可表示为公式11，并在定义临时矩阵c1的基础上，定义一个10
×
10大的约束矩阵c：
[0053][0054][0055]
根据椭圆体的几何特性，拟合的椭圆体，在满足上述公式9的前提下，还需满足约束公式v
t
cv＝1。
[0056]
通过上述公式，可以将椭圆体拟合问题变成最小二乘优化问题，即求取v，使得：
[0057]
minv‖dv‖2，并且v
t
cv＝1
ꢀꢀ
公式13
[0058]
使用增广拉格朗日乘子法，基于上述公式13可以得到：
[0059][0060]
其中，λ为拉格朗日乘数。dd
t
为一个10
×
10大的矩阵，v为一个10
×
1的向量，分解矩阵dd
t
和向量v为：
[0061][0062]
[0063]
其中，s
11
为一个6
×
6的矩阵，s
12
为一个6
×
4的矩阵，s
22
为一个4
×
4的矩阵；向量v1为一个6
×
1的矩阵，v2为一个6
×
1的矩阵公式，上述公式14中的dd
t
v＝λcv可以改写为：
[0064][0065]
对公式17中的矩阵进行奇异值分解，求取特征值和特征向量，v1的值为最大特征值所对应的特征向量，再将v1代入至公式17中的就可以得到向量v2，基于向量v1,v2可以得到向量v；由于向量v＝[a，b，c，d，e，f，g，h，i，j]
t
，因此，基于该椭圆拟合思想，确定磁力计误差模型中的参数a和b的值，这样就可以基于公式7所示的磁力计误差模型，对直接采集到的磁力计数据h进行误差校正，从而提高获取到的磁力计数据的准确度。
[0066]
基于上述技术构思，本技术实施例提供了一种磁力计数据的处理方法，该方法可以包括：采集初始磁力计数据；其中，初始磁力计数据存在磁力计误差；将初始磁力计数据输入至预先确定的目标磁力计误差模型中，以对初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据；其中，目标磁力计误差模型用于描述初始磁力计数据与初始磁力计数据对应的处理后的磁力计数据之间的转换关系；且目标磁力计误差模型是基于椭圆体拟合方法确定的。
[0067]
其中，目标磁力计误差模型可以为h
′
＝a(h-b)
ꢀꢀ
公式18
[0068]
与上述公式7不同的是，公式18中的参数a＝(snas)-1
，b＝snbn+bm为已知参数，因此，将采集到的初始磁力计数据h输入至目标磁力计误差模型h
′
＝a(h-b)，以通过该目标磁力计误差模型对初始磁力计数据h进行误差校正，降低了与对应的真实值之间的误差，得到误差校正后的磁力计数据h
′
。
[0069]
可以看出，本技术实施例中，在获取磁力计数据时，先采集初始磁力计数据，并将采集到的初始磁力计数据输入至基于椭圆体拟合方法确定的目标磁力计误差模型中，以通过目标磁力计误差模型对初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据，降低了处理后的磁力计数据与对应的真实值之间的误差，从而有效地提高获取到的磁力计数据的准确度。
[0070]
下面，将通过具体的实施例对本技术提供的磁力计数据的处理方法进行详细地说明。可以理解的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0071]
图1为本技术实施例提供的一种磁力计数据的处理方法的流程示意图，该磁力计数据的处理方法可以由软件和/或硬件装置执行，例如，该硬件装置可以为磁力计数据的处理装置，该磁力计数据的处理装置可以为终端。示例的，请参见图1所示，该磁力计数据的处理方法可以包括：
[0072]
s101、采集初始磁力计数据；其中，初始磁力计数据存在磁力计误差。
[0073]
示例的，采集初始磁力计数据时，可以通过磁力计采集初始磁力计数据。由于磁性物质或者影响局部磁场强度的物质会对磁场造成干扰，因此，采集到的初始磁力计数据存在偏差。示例的，偏差可以包括硬铁误差，软铁误差，尺度误差，三轴非正交误差以及零偏误差等。
[0074]
为了降低初始磁力计数据的偏差，可以通过预先确定用于进行误差校正的目标磁力计误差模型，以通过目标磁力计误差模型对初始磁力计数据进行误差校正，从而降低了处理后的磁力计数据与对应的真实值之间的误差。在通过该通过目标磁力计误差模型对初始磁力计数据进行误差校正时，可以将初始磁力计数据输入至预先确定的目标磁力计误差模型中，得到处理后的磁力计数据，即执行下述s102：
[0075]
s102、将初始磁力计数据输入至预先确定的目标磁力计误差模型中，以对所述初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据；其中，目标磁力计误差模型用于描述初始磁力计数据与初始磁力计数据对应的处理后的磁力计数据之间的转换关系；且目标磁力计误差模型是基于椭圆体拟合方法确定的。
[0076]
其中，目标磁力计误差模型可以为h
′
＝a(h-b)
ꢀꢀ
公式18
[0077]
与上述公式7不同的是，公式18中的参数a＝(snas)-1
，b＝snbn+bm为已知参数。
[0078]
可以理解的是，在本技术实施例中，在通过该目标磁力计误差模型对采集到的初始磁力计数据进行误差校正之前，需要先确定目标磁力计误差模型。示例的，在确定目标磁力计误差模型时，可以先获取样本磁力计数据；其中，样本磁力计数据存在磁力计误差；基于对样本磁力计数据对应的真实样本磁力计数据进行归一化处理的策略，对初始磁力计误差模型进行转换处理，得到磁力计误差模型；其中，初始磁力计误差模型用于通过目标参数描述样本磁力计数据与真实样本磁力计数据之间的转换关系，磁力计误差模型的参数格式与椭圆体公式中的参数格式相同；基于椭圆体拟合方法对磁力计误差模型进行处理，得到初始磁力计误差模型中的目标参数的取值；再基于目标参数的取值确定目标磁力计误差模型。
[0079]
示例的，在采集样本磁力计数据时，可以先旋转载体，再静置，采集在该静置姿态下的磁力计数据h；重复以上操作n次，获取载体在各种姿态下的磁力计数据集{hi＝[h
i，x
，h
i，y
，h
i，z
]
t
|0≤i＜n}，n为数据集的大小；该磁力计数据集即为样本磁力计数据；对应的，样本磁力计数据对应的真实样本磁力计数据为h
′
。需要说明的是，在本技术实施例中，直接采集到的磁力计数据可以记为未标定的磁力计数据；进行误差校正后的磁力计数据可以记为已标定的磁力计数据。
[0080]
示例的，初始磁力计误差模型为参见上述公式7：h
′
＝a(h-b)；其中，a＝(snas)-1
，b＝snbn+bm为磁力计误差模型中的未知参数；h为未标定的样本磁力计数据，h
′
为未标定的样本磁力计数据对应的已标定的真实样本磁力计数据。
[0081]
在分别获取到样本磁力计数据和其对应的真实样本磁力计数据后，由于在实际应用中，一般只需要磁力计的矢量方向用来计算设备的航向角，而不考虑磁场的大小，因此，可以基于对样本磁力计数据对应的真实样本磁力计数据进行归一化处理的策略，h
′
th′
＝‖h
′
‖2＝1，对初始磁力计误差模型h
′
＝a(h-b)进行转换处理，得到磁力计误差模型，可参见下述公式19：
[0082]ht
qh+h
t
n+d＝0
ꢀꢀ
公式19
[0083]
其中，q＝a
t
a，n＝-2qb，d＝b
t
qb-1。
[0084]
可以看出，公式19与上述公式9所示的椭圆体公式中的参数格式相同，样本磁力计数据h会落在一个椭圆体上，示例的，可参见图2所示，图2为本技术实施例提供的一种样本磁力计数据h与椭圆体的关系示意图，去掉硬铁误差，软铁误差，尺度误差，零点误差等误差
得到的样本磁力计数据对应的真实样本磁力计数据h
′
，可以落在一个圆心在原点的球体上。将未经标定的样本磁力计数据{hi|0≤i＜n}当作椭圆体上的三维点集{xi|0≤i＜n}，使用上述的椭圆体拟合法求取参数向量v＝[a，b，c，d，e，f，g，h，i，j]
t
。
[0085]
根据上述公式9和公式19，可以先基于椭圆体拟合方法确定磁力计误差模型的参数的取值q，n，d：
[0086][0087]
实际上通过公式(19)计算获得的误差模型参数q，n，d并非真实值，它们与真实值之间存在一个矢量α值，即(q，n，d)乘以一个任意矢量α值都会满足公式(19)，因此，获取到的q，n，d并非是唯一值。在该种情况下，可以根据磁力计误差模型的参数q，n，d构造一个尺度变量，其中，尺度变量用于描述磁力计误差模型的参数的取值与参数的真实值之间的转换关系；并根据磁力计误差模型的参数的取值q，n，d和尺度变量确定目标参数的取值。
[0088][0089]
可以计算得到再根据可以得到：
[0090][0091]
可以计算得到b＝-0.5q-1
n，再根据可以得到：
[0092][0093]
在分别确定出初始磁力计误差模型中的目标参数的取值a和b之后，就可以将目标参数的取值a和b带入至初始磁力计误差模型，就可以得到上述公式18所示的目标磁力计误差模型可以为h
′
＝a(h-b)。其中，a＝(snas)-1
，b＝snbn+bm均为已知参数，因此，将采集到的初始磁力计数据h输入至目标磁力计误差模型h
′
＝a(h-b)，并通过该目标磁力计误差模型对初始磁力计数据h进行误差校正，降低了与对应的真实磁力计数据之间的误差，得到误差校正后的磁力计数据h
′
。示例的，请参见图3所示，图3为本技术实施例提供的一种误差校正后的磁力计数据与椭圆体的关系示意图，可以看出，误差校正后的磁力计数据为半径为1的球体上的点。
[0094]
可以看出，本技术实施例中，在获取磁力计数据时，先采集初始磁力计数据，并将采集到的初始磁力计数据输入至基于椭圆体拟合方法确定的目标磁力计误差模型中，以通过目标磁力计误差模型对初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据，降低
了处理后的磁力计数据与对应的真实值之间的误差，从而有效地提高获取到的磁力计数据的准确度。
[0095]
基于上述图1所示的实施例，在对通过目标磁力计误差模型对初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据后，可以基于磁力计数据应用于计算电子设备的航向和姿态。但由于磁力计传感器和电子设备中的其它传感器均具有各自的坐标系，使得在基于磁力计数据应用于计算电子设备的航向和姿态，需要将多种传感器的坐标对齐到同一个坐标系下。通常情况下，需要将磁力计的坐标系对齐到加速度传感器的坐标系下。但是由于安装误差的存在，磁力计坐标系与加速度坐标系没有相互重合，存在一个旋转误差，可参见图4所示，图4为本技术实施例提供的一种磁力计坐标系与加速度坐标系的示意图，其中，图4中的实线表示加速度传感器的坐标系，虚线表示磁力计的坐标系；当磁力计坐标系与加速度坐标系存在旋转误差时，也会影响获取到的磁力计数据的应用，因此，除了对采集到的磁力计数据进行误差校正之外，还可以进一步地对处理后的磁力计数据进行坐标系对齐处理。
[0096]
示例的，在对处理后的磁力计数据进行坐标系对齐处理时，可以预先确定用于描述磁力计坐标系与加速度坐标系之间的转换关系的目标坐标系转换模型，并基于该目标坐标系转换模型，对处理后的磁力计数据进行坐标对齐处理，得到目标磁力计数据，这样得到的目标磁力计数据所在的坐标系与加速度坐标系对齐。下面，将通过下述图5所示的实施例二，详细描述在本技术实施例中，如何预先确定用于描述磁力计坐标系与加速度坐标系之间的转换关系的目标坐标系转换模型。
[0097]
实施例二
[0098]
图5为本技术实施例提供的一种确定目标坐标系转换模型的方法的流程示意图，该确定目标坐标系转换模型的方法可以由软件和/或硬件装置执行，例如，该硬件装置同样可以为磁力计数据的处理装置。示例的，请参见图5所示，该确定目标坐标系转换模型的方法可以包括：
[0099]
s501、采集样本加速度数据。
[0100]
与上述获取样本磁力计数据的方法类似，示例的，在采集样本加速度数据时，可以先旋转载体，再静置，并采集在静置姿态下的加速度数据，由于是在静置姿态下，加速度数据即为重力加速度数据，重复以上操作n次，获取载体在各种姿态下的重力加速度数据集{ai＝[a
i，x
，a
i，y
，a
i，z
]
t
|0≤i＜n}；该重力加速度数据集{ai＝[a
i，x
，a
i，y
，a
i，z
]
t
|0≤i＜n}即为样本加速度数据。其中，各种姿态可以理解为尽量覆盖所有的方向。
[0101]
在采集到样本加速度数据后，就可以基于真实样本磁力计数据、样本加速度数据以及目标旋转参数建立样本加速度数据和真实样本磁力计数据之间的代价函数，即执行下述s502：
[0102]
s502、基于真实样本磁力计数据、样本加速度数据以及目标旋转参数建立样本加速度数据和真实样本磁力计数据之间的代价函数。
[0103]
示例的，真实样本磁力计数据可以理解为：通过目标磁力计误差模型对样本磁力计数据h进行误差校正，得到的真实样本磁力计数据，在后续的描述中，可用h
′
表示真实样本磁力计数据。
[0104]
示例的，目标旋转参数可以为3
×
3旋转矩阵，可用r表示，能够将磁力计坐标系下
的经过误差校正的真实样本磁力计数据h
′
对齐到加速度坐标系下，可参见下述公式21：
[0105]
ha＝rh
′ꢀꢀ
公式21
[0106]
其中，ha表示真实样本磁力计数据h
′
对齐到加速度坐标系下的磁力计数据，r表示的目标旋转参数为未知参数。
[0107]
在局部地理环境下，真实样本磁力计数据h
′
与重力加速度a有固定的夹角θ，可参见图6所示，图6为本技术实施例提供的一种真实样本磁力计数据h
′
与对齐到加速度坐标系下的磁力计数据之间的关系示意图，根据其几何关系可以得到：
[0108][0109]
后续可基于高斯－牛顿优化方法求取旋转矩阵r。为方便后续计算，可以使用李代数φ＝[φ1，φ2，φ3]表示旋转矩阵r，李代数φ与旋转矩阵r之间的关系为：e为自然常数，∧符号表示以下操作：
[0110][0111]
根据公式22，对重力加速度数据集{ai|0≤i＜n}和标定后的真实样本磁力计数据{h
′i＝a(h
i-b)|0≤i＜n}建立代价函数l(x)：
[0112][0113]
其中，x＝[φ，k]
t
＝[φ1，φ2，φ3，k]
t
，k＝cos(θ)，，k＝cos(θ)，可以尝试通过最小化代价函数，即min
x l(x)，计算得到x，初始x＝[0，0，0，0]
t
，从而求取未知的旋转矩阵r(φ)和夹角变量k。
[0114]
在建立样本加速度数据和真实样本磁力计数据之间的代价函数l(x)后，可以根据基于代价函数确定目标旋转参数的取值，得到目标坐标系转换模型，即执行下述s503：
[0115]
s503、基于代价函数确定目标旋转参数的取值，得到目标坐标系转换模型。
[0116]
示例的，在基于代价函数确定目标旋转参数的取值，得到目标坐标系转换模型时，可以先基于代价函数分别确定代价函数对应的雅克比矩阵和残差矩阵；并根据雅克比矩阵和残差矩阵，确定代价函数中目标参数的增量；其中，目标参数包括真实样本磁力计数据、样本加速度数据、以及目标旋转参数对应的李代数；再根据目标参数的增量和目标参数的取值确定目标旋转参数的取值。
[0117]
对于数据集{ai|0≤i＜n}，{h
′i|0≤i＜n}，可以根据代价函数l(x)计算其对应的n
×
4雅可比矩阵j(x)和n
×
1残差矩阵f(x)：
[0118][0119]n×
1残差矩阵f(x)：
[0120][0121]
再根据雅克比矩阵和残差矩阵，确定代价函数中目标参数的增量δx＝-(j(x)
t
j(x))-1
j(x)
t
f(x)；并更新x＝x+δx。再根据目标参数的增量和目标参数的取值确定目标旋转参数的取值；具体过程为：先判断目标参数的增量‖δx‖是否小于或等于预设阈值1e-8
；若目标参数的增量‖δx‖小于或等于预设阈值1e-8
，则根据目标参数的取值x＝[φ，k]
t
＝[φ1，φ2，φ3，k]
t
和确定目标旋转参数的取值r，相反的，若目标参数的增量‖δx‖大于预设阈值1e-8
，根据目标参数的取值x＝x+δx重新计算代价函数中目标参数的增量，并更新x＝x+δx，重复执行本步骤，直至目标参数的增量是否小于或等于预设阈值，则根据目标参数的取值x＝[φ，k]
t
＝[φ1，φ2，φ3，k]
t
和确定目标旋转参数的取值r。
[0122]
在目标旋转参数的取值r，可以将目标旋转参数作为已知参数代入至上述公式21中，得到目标坐标系转换模型ha＝rh
′
，与上述公式21不同的是，在目标坐标系转换模型ha＝rh
′
中，目标旋转参数为已知参数，因此，在获取到待处理数据对应的误差校正后的磁力计数据后，可以通过该目标坐标系转换模型ha＝rh
′
将误差校正后的磁力计数据的坐标系与加速度坐标系对齐。
[0123]
可以看出，本技术实施例中，在获取到待处理数据对应的误差校正后的磁力计数据后，通过确定目标坐标系转换模型ha＝rh
′
，并通过目标坐标系转换模型ha＝rh
′
将误差校正后的磁力计数据的坐标系与加速度坐标系对齐，这样可以降低误差校正后的磁力计数据与惯用导航系统中其它数据之间的误差，从而提高了惯用导航系统的精度。
[0124]
图7为本技术实施例提供的一种磁力计数据的处理装置70的结构示意图，示例的，请参见图7所示，该磁力计数据的处理装置70可以包括：
[0125]
采集单元701，用于采集初始磁力计数据；其中，初始磁力计数据存在磁力计误差。
[0126]
处理单元702，用于将初始磁力计数据输入至预先确定的目标磁力计误差模型中，以对所述初始磁力计数据进行误差校正，得到处理后的磁力计数据。
[0127]
其中，目标磁力计误差模型用于描述初始磁力计数据与初始磁力计数据对应的处理后的磁力计数据之间的转换关系；且目标磁力计误差模型是基于椭圆体拟合方法确定的。
[0128]
可选的，处理单元702，具体用于获取样本磁力计数据；其中，样本磁力计数据存在磁力计误差；基于对样本磁力计数据对应的真实样本磁力计数据进行归一化处理的策略，对初始磁力计误差模型进行转换处理，得到磁力计误差模型；基于椭圆体拟合方法对磁力计误差模型进行处理，得到初始磁力计误差模型中的目标参数的取值；基于目标参数的取值确定目标磁力计误差模型；其中，初始磁力计误差模型用于通过目标参数描述样本磁力计数据与真实样本磁力计数据之间的转换关系，磁力计误差模型的参数格式与椭圆体公式中的参数格式相同。
[0129]
可选的，处理单元702，具体用于基于椭圆体拟合方法确定磁力计误差模型的参数的取值；根据磁力计误差模型的参数构造尺度变量；其中，尺度变量用于描述磁力计误差模
型的参数的取值与参数的真实值之间的转换关系；根据磁力计误差模型的参数的取值和尺度变量，确定目标参数的取值。
[0130]
可选的，处理单元702，还用于基于预先确定的目标坐标系转换模型，对处理后的磁力计数据进行坐标对齐处理，得到目标磁力计数据；其中，目标坐标系转换模型用于描述磁力计坐标系与加速度坐标系之间的转换关系。
[0131]
可选的，采集单元701，还用于采集样本加速度数据。
[0132]
处理单元702，还用于基于真实样本磁力计数据、样本加速度数据以及目标旋转参数建立样本加速度数据和真实样本磁力计数据之间的代价函数；基于代价函数确定目标旋转参数的取值，得到目标坐标系转换模型。
[0133]
可选的，处理单元702，具体用于基于代价函数分别确定代价函数对应的雅克比矩阵和残差矩阵；根据雅克比矩阵和残差矩阵，确定代价函数中目标参数的增量；其中，目标参数包括真实样本磁力计数据、样本加速度数据、以及目标旋转参数对应的李代数；根据目标参数的增量和目标参数的取值确定目标旋转参数的取值。
[0134]
可选的，处理单元702，具体用于判断目标参数的增量是否小于或等于预设阈值；若否，则根据目标参数的取值确定代价函数中目标参数的新增量；重复执行本步骤，直至目标参数的增量是否小于或等于预设阈值，则根据目标参数的取值确定目标旋转参数的取值。
[0135]
本技术实施例提供的磁力计数据的处理装置70，可以执行上述任一实施例中磁力计数据的处理方法的技术方案，其实现原理以及有益效果与磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果类似，可参见磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果，此处不再进行赘述。
[0136]
图8为本技术实施例提供的另一种磁力计数据的处理装置80的结构示意图，示例的，请参见图8所示，该磁力计数据的处理装置80可以包括处理器801和存储器802；其中，
[0137]
所述存储器802，用于存储计算机程序。
[0138]
所述处理器801，用于读取所述存储器802存储的计算机程序，并根据所述存储器802中的计算机程序执行上述任一实施例中的磁力计数据的处理方法的技术方案。
[0139]
可选地，存储器802既可以是独立的，也可以跟处理器801集成在一起。当存储器802是独立于处理器801之外的器件时，磁力计数据的处理装置80还可以包括：总线，用于连接存储器802和处理器801。
[0140]
可选地，本实施例还包括：通信接口，该通信接口可以通过总线与处理器801连接。处理器801可以控制通信接口来实现上述磁力计数据的处理装置80的获取和发送的功能。
[0141]
本技术实施例所示的磁力计数据的处理装置80，可以执行上述任一实施例中磁力计数据的处理方法的技术方案，其实现原理以及有益效果与磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果类似，可参见磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果，此处不再进行赘述。
[0142]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现上述任一实施例中磁力计数据的处理方法的技术方案，其实现原理以及有益效果与磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果类似，可参见磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果，此处不再进行赘
述。
[0143]
本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述任一实施例中磁力计数据的处理方法的技术方案，其实现原理以及有益效果与磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果类似，可参见磁力计数据的处理方法的实现原理及有益效果，此处不再进行赘述。
[0144]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所展示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0145]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元展示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0146]
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本技术各个实施例方法的部分步骤。
[0147]
应理解的是，上述处理器可以是中央处理单元(英文：central processing unit，简称：cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：digital signal processor，简称：dsp)、专用集成电路(英文：application specific integrated circuit，简称：asic)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
[0148]
存储器可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储nvm，例如至少一个磁盘存储器，还可以为u盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
[0149]
总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，isa)总线、外部设备互连(peripheral component，pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本技术附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
[0150]
上述计算机可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
[0151]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。