Kompensacja zaburzeń ferromagnetyków twardych we wskazaniach magnetometrów MEMS

Czujniki magnetometryczne wykonane w technologii MEMS (ang. microelectromechanical system), ze względu na niewielkie wymiary, wagę oraz cenę wykorzystywane są do wyznaczania kierunku północnego w aplikacjach związanych z robotyką mobilną. Na jakość estymacji kąta obrotu wpływ mają zarówno zaburzenia pola magnetycznego powstałe na skutek obecności ferromagnetyków twardych (tzw. Hard-Iron distortion) jak i ferromagnetyków miękkich (tzw. Soft-Iron distortion). W niniejszym artykule zaprezentowano ideę estymacji kąta heading, procedurę kalibracyjną magnetometru jak i porównanie trzech wybranych algorytmów kompensacji zaburzeń od ferromagnetyków twardych. Prezentowane metody różnią się między sobą złożonością, kosztem numerycznym jak i efektywnością działania.

The magnetometer sensors, manufactured in microelectromechanical system (MEMS) technology, due to small dimension, weight and price are used for the north direction determination in applications related to a mobile robotics. The quality of the rotation angle estimation is influenced by disturbances of the magnetic field caused by both the presence of hard ferromagnetic (so-called Hard-Iron distortion) and soft ferromagnetic materials (so-called Soft-Iron distortion). The article presents the idea of heading angle estimation, magnetometer calibration procedure and compares three selected compensative algorithms of Hard-Iron distortion. Described methods differ in complexity, numerical cost and efficiency. The presented methods vary in complexity, numerical expense and efficiency.