Magnetic Sensor&E-compass,陈艺郡,SWD-3,BSP-1,目 录,一、,概念及相关技术,二、,干扰及校准,三、,Virtual Gyroscope,四、,A/M/G,融合,五、,E-compass,常见问题,目 录,一、,概念及相关技术,二、,干扰及校准,三、,Virtual Gyroscope,四、,A/M/G,融合,五、,E-compass,常见问题,概念及相关技术,地磁场,物理正北非地磁正北；,强度4060T；,从地球南极指向地球北极；,Magnetic Sensor,物理Sensor；,输出X/Y/Z轴上的磁场强度；,E-compass,规律Sensor，又称为Orientation Sensor；,输出机器方向角；,概念及相关技术,地磁在水平面的重量由正南指向正北，因此可依据手机中的MAGNETIC Sensor测得X轴和Y轴的磁场重量来计算手机指向；,E-compass校准的本质是将地磁数据从Sensor所处的磁场环境中“过滤”出来；,8字校准的本质是采集空间各象限中的有效磁场数据；,概念及相关技术,AMR(Anisotropic Magneto Resistance)：各向异性磁致电阻；,GMR(Giant Magneto Resistance)：巨磁阻特大磁电阻；,Hall Effect：霍尔效应；,FilpCore(BOSCH),Technology,AMR,GMR,Hall Effect,优点,高精度,高分辨率,低功耗,低漂移,信号强,感知范围广,CMOS,实现成本低,感知范围广,缺点,不能在,CMOS,中实现,低饱和（,40 Gauss,）,依赖于实体磁阻，可被永久干扰,高偏置电流,构造复杂，成本高,信噪比较低,高偏置电流,目 录,一、,概念及相关技术,二、,干扰及校准,三、,Virtual Gyroscope,四、,A/M/G,融合,五、,E-compass,常见问题,干扰及校准,干扰,硬磁(Hard Iron)干扰：,相对于Sensor位置固定的磁铁磁场；,磁铁器件、磁化后的磁铁、大电流走线等；,可通过校准算法，简洁消退；,软磁(Soft Iron)干扰：,本身没有磁性，但会影响磁场分布的软磁材料；,螺丝、SIM卡托、铁质屏蔽罩等；,可通过校准算法或固定补偿消退，需要各个单体间严格的全都性；,动态干扰：,主要来源于Sensor四周的不规律电流产生的磁场；,不易消退。,干扰及校准,校准,抱负状况：,水平旋转，x-y坐标系得到一个以(0,0)为圆心的圆；,方位角计算：=arctan(y/x),干扰及校准,校准,存在offset，对应于Hard Iron 干扰：,水平旋转，x-y坐标系得到一个以(x0,y0)为圆心的偏心圆；,方位角计算：,校准前：=arctan(y/x)；,实际方位角校准后：()；,硬磁校准即找到x0,y0的过程。,干扰及校准,校准,有Sensitivity影响，对应于Soft Iron 干扰：,水平旋转，x-y坐标系得到一个以(x0,y0)为圆心的椭圆；,方位角计算：,校准前：=arctan(y-y0)/(x-x0),实际方位角校准后：=arctan(y-y0)/(x-x0)；,软磁校准即找到x与x函数关系的过程。,目 录,一、,概念及相关技术,二、,干扰及校准,三、,Virtual Gyroscope,四、,A/M/G,融合,五、,E-compass,常见问题,Virtual Gyroscope,概念：,用,3-axis,地磁,Sensor,和,3-axis,加速度,Sensor,数据模拟的,3-axis,角速度,Sensor,；,功能等同于物理,Gyroscope,；,性能取决于地磁,Sensor,和加速度,Sensor,的性能；,Virtual Gyroscope,应用：,手机等移动设备；,玩耍手柄；,姿势、航向把握的玩具；,电子、网络等应用；,目 录,一、,概念及相关技术,二、,干扰及校准,三、,Virtual Gyroscope,四、,A/M/G,融合,五、,E-compass,常见问题,A/M/G,融合,A/M/G各自缺陷,A：Accelerometer,无法区分静态重力加速度和动态线性加速度；,非静止或匀速状态下，无法计算载体姿势；,利用Gyroscope区分静、动态；,M：Magnetometer,对磁场环境干扰敏感；,无法在三维空间中使用；,利用Gyroscope检测磁场干扰；,利用Accelerometer做倾斜补偿；,G：Gyroscope,长时间积分带来的漂移；,无法获知确定方向。,利用Accelerometer静止状态，防止漂移；,利用Magnetometer供给确定方向参考；,A/M/G,融合,6D Fusion,GAME_ROTATION_VECTOR,GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR,MAGNETIC_FIELD,MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED,ORIENTATION,ACCELEROMETER,GRAVITY,LINEAR_ACCELERATION,ROTATION_VECTOR,SIGNIFICANT_MOTION,STEP_COUNTER,STEP_DETECTOR,Raw Data,Raw Data,Calibration,Cali Data,A/M/G,融合,Raw Data,Raw Data,Calibration,9D Fusion,GAME_ROTATION_VECTOR,GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR,MAGNETIC_FIELD,MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED,ORIENTATION,ACCELEROMETER,GRAVITY,GYROSCOPE,GYROSCOPE_UNCALIBRATED,LINEAR_ACCELERATION,ROTATION_VECTOR,SIGNIFICANT_MOTION,STEP_,COUNTER,STEP_DETECTOR,Raw Data(,compensation,),Cali Data,目 录,一、,概念及相关技术,二、,干扰及校准,三、,Virtual Gyroscope,四、,A/M/G,融合,五、,E-compass,常见问题,E-compass,常见问题,指向误差大：,角度误差接近90倍数，检查layout设置；,检查Sensor四周磁场环境软、硬磁；,A+M：确认G-sensor是否存在误差；,指向抖动：,Sensor四周的大电流走线参考Gyroscope数据可补偿抖动；,无法校准&校准慢：,磁场环境简洁，Mag Sensor饱和；,Cover连接不稳定；,算法BUG；,软磁全都性：,载体上软磁材料全都性差，导致静态补偿在局部载体失效；,应用场景：,自驾、公交、地铁等环境下导航效果差、E-compass指向不准；,其它：,其它器件如TP干扰导致E-compass工作特殊；,谢 谢,TCL集团股份,TCL创意感动生活,