專利名稱：基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子導(dǎo)航的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子 羅盤(pán)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)，傳感器技術(shù)的發(fā)展和微電子機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)寫(xiě)MEMS，在傳 感方案中日趨成熟的應(yīng)用，基于微型地磁傳感芯片的電子羅盤(pán)方案得到了日益廣泛的使 用。地磁傳感芯片根據(jù)其設(shè)計(jì)方案的不同，可選擇通過(guò)若干種傳感原理，其中包括各項(xiàng) 異性磁阻原理簡(jiǎn)寫(xiě)AMR;霍爾原理簡(jiǎn)寫(xiě)Hall或是磁通門(mén)原理簡(jiǎn)寫(xiě)Fluxgate等感測(cè)到地 磁場(chǎng)的變化。由于地磁場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)三維矢量，所以地磁傳感芯片通常具有三個(gè)感應(yīng)軸 X軸，Y軸和Z軸。當(dāng)?shù)卮艂鞲行酒淖藨B(tài)，包括方位角，橫滾角和俯仰角，發(fā)生變化 時(shí)，地磁傳感芯片三個(gè)軸上的輸出值產(chǎn)生相應(yīng)的變化。這些變化，通過(guò)地磁傳感器模塊 內(nèi)部所集成的專有電路ASIC直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)可通過(guò)各種總線通訊協(xié) 議，如I2C;SPI等，輸入至微型中央處理器簡(jiǎn)寫(xiě)MCU。微型中央處理器中內(nèi)嵌了信號(hào)校 準(zhǔn)和方向角計(jì)算公式，根據(jù)不同通道輸入值的變化，依據(jù)相應(yīng)的軟件算法，能進(jìn)行初次 校準(zhǔn)，也能在校準(zhǔn)之后正常使用時(shí)隨時(shí)計(jì)算方位角。如圖1所示，裝置11為地磁傳感 器模塊，其中內(nèi)部包含有基于AMR原理的地磁傳感芯片12和CASI專有電路芯片13。地 磁傳感芯片12有三個(gè)軸X軸，Y軸和Z軸，互成90度正交分布。當(dāng)芯片的姿態(tài)，包括 方位角，橫滾角和俯仰角或其中任一角度，發(fā)生改變時(shí)，地磁場(chǎng)矢量在三個(gè)軸上的投影 發(fā)生變化。特別的，當(dāng)芯片旋轉(zhuǎn)一周，三個(gè)軸上的投影值也周期性地變化一次。基于AMR 原理的地磁傳感芯片12輸出的是模擬量，為了便于信號(hào)處理，專有電路芯片13將三軸 的模擬輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出，并且通過(guò)I2C總線方式將三個(gè)軸的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。
微型中央處理器MCU14，它通過(guò)I2C總線接收地磁傳感模塊發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。當(dāng)羅盤(pán)初 次使用時(shí)，用戶需要將地磁傳感芯片至少在360度空伺內(nèi)旋轉(zhuǎn)一圈。微型中央處理器14 根據(jù)在此期間采到的一組數(shù)據(jù)，調(diào)用內(nèi)部預(yù)先嵌入的校準(zhǔn)程序，對(duì)電子羅盤(pán)進(jìn)行初次校 準(zhǔn)和標(biāo)定，或者說(shuō)就是確定正北向。此過(guò)程由圖2所示。校準(zhǔn)結(jié)束之后，隨著傳感器數(shù) 據(jù)的不斷輸入，微型中央處理器14能調(diào)用內(nèi)部預(yù)先嵌入的方位角計(jì)算程序，實(shí)時(shí)地計(jì) 算出方位角。此過(guò)程由圖3所示。
然而，上述電子羅盤(pán)方案的缺陷之一在于如果在校準(zhǔn)過(guò)程中突然由于各種外界原 因?qū)е聜€(gè)別異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)，校準(zhǔn)算法自身無(wú)法鑒別，所以異常數(shù)據(jù)進(jìn)入校準(zhǔn)算法流程， 成為其采用的數(shù)據(jù)的一部分，導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)果發(fā)生偏離。于是，當(dāng)校準(zhǔn)結(jié)束，外界暫態(tài)干 擾同時(shí)消除，外界磁場(chǎng)恢復(fù)正常后，方位角的計(jì)算就會(huì)由于校準(zhǔn)的基準(zhǔn)錯(cuò)誤而產(chǎn)生偏差。
同時(shí)，上述電子羅盤(pán)方案的缺陷之二在于即使校準(zhǔn)過(guò)程正常無(wú)誤，而在使用過(guò)程 中突然出現(xiàn)由于各種外界原因?qū)е碌拇艌?chǎng)紊亂。雖然這樣的擾動(dòng)是非常短暫的，但是算 法本身并無(wú)法判定此異常屬于短暫外界擾動(dòng)，應(yīng)當(dāng)忽略，以至于根據(jù)算法得出的方位角 也會(huì)出現(xiàn)短暫的數(shù)據(jù)偏差。
上述兩種缺陷理論上是基于同一種算法原理上的不足，即算法本身沒(méi)有能力鑒別暫態(tài)的擾動(dòng)帶來(lái)的異常數(shù)據(jù)而將其剔除在校準(zhǔn)過(guò)程或是方位角計(jì)算過(guò)程中，換而言之，算
法沒(méi)有能夠動(dòng)態(tài)地提取有效數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種數(shù)據(jù)采集能力強(qiáng)、數(shù) 據(jù)能自動(dòng)判斷、磁場(chǎng)干擾能力強(qiáng)和數(shù)據(jù)輸出方向正確基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的 電子羅盤(pán)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的 電子羅盤(pán)，包括含有地磁傳感器的電子羅盤(pán)，其中所述的地磁傳感器動(dòng)態(tài)提取有效數(shù) 據(jù)計(jì)算步驟包括有傳感器上電步驟通過(guò)I2C總線喚醒地磁傳感器，作為地磁傳感器上 電狀態(tài)，進(jìn)入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序；
該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序還包括有以下步驟
數(shù)據(jù)采集步驟上電后的地磁傳感器，能采集電子羅盤(pán)的在某一時(shí)刻t。的動(dòng)態(tài)數(shù) 據(jù)，并且將所得到的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線向外傳出；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù) 據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)；
矢量計(jì)算步驟:包括矢量合成計(jì)算和平均合成矢量計(jì)算，并且矢量合成計(jì)算和平均 合成矢量計(jì)算同步進(jìn)行；矢量合成計(jì)算分別將X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)進(jìn)行平
方值計(jì)算，并且再將所計(jì)算的三個(gè)數(shù)據(jù)的平方值進(jìn)行加法運(yùn)算，最后將加法運(yùn)算后的總
數(shù)值進(jìn)行二次根號(hào)運(yùn)算，該二次根號(hào)運(yùn)算所取得的數(shù)值作為X軸、Y軸和Z軸的三軸合 成矢量值；平均合成矢量計(jì)算選取在某一時(shí)刻t。之前的時(shí)間段At，并在該時(shí)間段A t內(nèi)計(jì)算出合成矢量值的平均值；即按照矢量合成計(jì)算方法，分別計(jì)算出n個(gè)某一時(shí)刻 t、 t2.,.tn的單個(gè)矢量合成值，并對(duì)這些n個(gè)矢量合成值相加后除以n，得到平均矢量 合成值；
矢量判斷比較步驟選取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方值；平均矢量合成值與合成矢量值進(jìn)行減法運(yùn) 算，并形成矢量絕對(duì)值；再將矢量絕對(duì)值與標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值進(jìn)行比較，判斷矢量絕對(duì) 值是否大于標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值；
矢量比較結(jié)果步驟當(dāng)矢量絕對(duì)值大于標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值時(shí)，進(jìn)入數(shù)據(jù)重新采集步 驟；當(dāng)矢量絕對(duì)值沒(méi)有大于標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值時(shí)，進(jìn)入數(shù)據(jù)被采納步驟，并能進(jìn)入下一 步程序；
重新采集步驟數(shù)據(jù)被刪除，該數(shù)據(jù)至少包括有數(shù)據(jù)采集步驟中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，即X 軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)被刪除后返回至數(shù)據(jù)采集步驟。 采取的措施還包括
上述的重新采集步驟中，被刪除的數(shù)據(jù)還包括有所計(jì)算出的矢量合成值、平均矢量 合成值、矢量絕對(duì)值。
上述的傳感器上電步驟承接有開(kāi)始校準(zhǔn)步驟。
上述的開(kāi)始校準(zhǔn)步驟與傳感器上電步驟之間增設(shè)有開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟。 上述的開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟得到是的信息后，進(jìn)入傳感器上電步驟；當(dāng)上述的開(kāi)始校 準(zhǔn)確認(rèn)步驟得到否的信息后，返回至上述的開(kāi)始校準(zhǔn)步驟。
上述的數(shù)據(jù)被采納步驟后所進(jìn)入的下一步程序?yàn)閿?shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟；上述
5的數(shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟中得到否的信息后，返回至上述的傳感器上電步驟；當(dāng)上 述的數(shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟中得到是的信息后，進(jìn)入微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步 驟。
上述的微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟之后進(jìn)入存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟，該存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù) 步驟之后進(jìn)入結(jié)束校準(zhǔn)步驟。
上述的傳感器上電步驟還能承接有開(kāi)始計(jì)算方向角步驟；上述的數(shù)據(jù)被采納步驟后 所進(jìn)入的下一步程序也能為微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟，并且該微型中央 處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟還與上述的存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟相承接。
上述的微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟之后進(jìn)入輸出方向角步驟；該輸出 方向角步驟之后進(jìn)入是否繼續(xù)計(jì)算步驟。
上述的是否繼續(xù)計(jì)算步驟中得到是的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟返回至所述的開(kāi) 始計(jì)算方向角步驟；當(dāng)該是否繼續(xù)計(jì)算步驟中得到否的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟進(jìn) 入結(jié)束方向角計(jì)算步驟。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用的地磁傳感器動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算步驟包括有傳感 器上電步驟、數(shù)據(jù)采集步驟、矢量計(jì)算步驟、矢量判斷比較步驟、矢量比較結(jié)果步驟及 重新采集步驟。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)來(lái)自于地磁傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的篩選，保證 了電子羅盤(pán)的輸出相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)由于暫態(tài)的外界擾動(dòng)而也發(fā)生相應(yīng)暫態(tài)的偏差。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用地磁傳感器的原理示意圖2是圖1的校準(zhǔn)流程框圖3是圖1的方向角計(jì)算流程框圖4是本發(fā)明中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序的原理示意圖5是本發(fā)明實(shí)施例在電子羅盤(pán)校準(zhǔn)中的流程框圖6是本發(fā)明實(shí)施例在電子羅盤(pán)方向角計(jì)算中的流程框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖4至圖6所示還，本發(fā)明實(shí)施例，包括含有地磁傳感器的電子羅盤(pán)，地磁傳感 器動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算步驟包括有傳感器上電步驟S42:通過(guò)I2C總線喚醒地磁傳感
器，作為地磁傳感器上電狀態(tài)，進(jìn)入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序S40;
該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序S40還包括有以下步驟-
數(shù)據(jù)采集步驟S31:上電后的地磁傳感器，能采集電子羅盤(pán)的在某一時(shí)刻t。的動(dòng) 態(tài)數(shù)據(jù)，并且將所得到的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線向外傳出；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括X軸數(shù)據(jù)S32、
Y軸數(shù)據(jù)S33和Z軸數(shù)據(jù)S34;
矢量計(jì)算步驟:包括矢量合成計(jì)算S35和平均合成矢量計(jì)算S36,并且矢量合成計(jì) 算S35和平均合成矢量計(jì)算S36同步進(jìn)行；
在步驟S37中進(jìn)行一下判斷如果t。時(shí)刻的外界磁場(chǎng)由于受到各種原因的干擾而 變化，那么根據(jù)理論分析，這一時(shí)刻的三軸分矢量求得的合矢量也必然發(fā)生突變。換而 言之，此時(shí)刻的M值必然從統(tǒng)計(jì)意義上講屬于異常。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，我們利用判據(jù)IM-Ml是否大于3倍的標(biāo)準(zhǔn)方差M而做出保留或是剔除的選擇。
如果t。時(shí)刻的數(shù)據(jù)被剔除，那么它不會(huì)進(jìn)入任何計(jì)算程序，傳感器重新被喚醒以 得到下一時(shí)刻的數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟S38;如果t。時(shí)刻的數(shù)據(jù)被采用，那么它將進(jìn)入正常的 校準(zhǔn)程序，如果異常發(fā)生在校準(zhǔn)階段；或方位角計(jì)算程序，如果異常發(fā)生在電子羅盤(pán)使 用階段；進(jìn)入步驟S39。
矢量合成計(jì)算S35:分別將X軸數(shù)據(jù)S32、 Y軸數(shù)據(jù)S33和Z軸數(shù)據(jù)S34進(jìn)行平方 值計(jì)算，X軸數(shù)據(jù)S32公式代號(hào)為MX(t) ， Y軸數(shù)據(jù)S33公式代號(hào)為MY(t)和Z軸數(shù)據(jù)S34 公式代號(hào)為MZ(t);并且再將所計(jì)算的三個(gè)數(shù)據(jù)的平方值進(jìn)行加法運(yùn)算，最后將加法運(yùn) 算后的總數(shù)值進(jìn)行二次根號(hào)運(yùn)算，其計(jì)算公式為縛)=權(quán)(,)2 + My(,)2 + MzW2 ; 該二次根號(hào)運(yùn)算所取得的數(shù)值作為X軸、Y軸和Z軸的三軸合成矢量值；
平均合成矢量計(jì)算S36:選取在某一時(shí)刻t。之前的時(shí)間段At，并在該時(shí)間段At 內(nèi)計(jì)算出合成矢量值的平均值W;即按照矢量合成計(jì)算方法，分別計(jì)算出n個(gè)某一時(shí) 刻t。 U..tn的單個(gè)矢量合成值，并對(duì)這些n個(gè)矢量合成值相加后除以n，得到平均矢 量合成值W;
矢量判斷比較步驟S37:選取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方值oM;平均矢量合成值與合成矢量值進(jìn) 行減法運(yùn)算，并形成矢量絕對(duì)值lM-W卜再將矢量絕對(duì)值lM-Ml與標(biāo)準(zhǔn)方值oM的三 倍值進(jìn)行比較，判斷矢量絕對(duì)值lM-Ji l是否大于標(biāo)準(zhǔn)方值o M的三倍值；
矢量比較結(jié)果步驟S38:當(dāng)矢量絕對(duì)值M-Ji l大于標(biāo)準(zhǔn)方值oM的三倍值時(shí)，進(jìn) 入數(shù)據(jù)重新采集步驟；當(dāng)矢量絕對(duì)值lM-W沒(méi)有大于標(biāo)準(zhǔn)方值oM的三倍值時(shí)，進(jìn)入 數(shù)據(jù)被采納步驟，并能進(jìn)入下一步程序；
重新采集步驟S39:數(shù)據(jù)被刪除，該數(shù)據(jù)至少包括有數(shù)據(jù)采集步驟中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)， 即X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)被刪除后返'回至數(shù)據(jù)采集步驟。
本實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的在重新采集步驟S39中，被刪除的數(shù)據(jù)還包括有所計(jì)算出 的矢量合成值M(t)、平均矢量合成值JSZ、矢量絕對(duì)值lM-M|。
傳感器上電步驟S42承接有開(kāi)始校準(zhǔn)步驟S30。
開(kāi)始校準(zhǔn)步驟S30與傳感器上電步驟S42之間增設(shè)有開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟S41。
開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟S41得到是的信息后，進(jìn)入傳感器上電步驟S42;當(dāng)開(kāi)始校準(zhǔn)確 認(rèn)步驟S41得到否的信息后，返回至開(kāi)始校準(zhǔn)步驟S30。
數(shù)據(jù)被采納步驟S39后所進(jìn)入的下一步程序?yàn)閿?shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟S43;數(shù) 據(jù)是否遍歷所有象限步驟S43中得到否的信息后，返回至傳感器上電步驟S42;當(dāng)數(shù)據(jù) 是否遍歷所有象限步驟S43中得到是的信息后，進(jìn)入微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟S44。
微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟S44之后進(jìn)入存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟S45，存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù) 步驟S45之后進(jìn)入結(jié)束校準(zhǔn)步驟S50。
傳感器上電步驟S42還能承接有開(kāi)始計(jì)算方向角步驟S51;數(shù)據(jù)被采納步驟S39后 所進(jìn)入的下一步程序也能為微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟S47，并且該微型 中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟S47還與存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟S45相承接。
微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟S47之后進(jìn)入輸出方向角步驟S48;輸出 方向角步驟S48之后進(jìn)入是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49。是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49中得到是的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49返回至開(kāi)始計(jì) 算方向角步驟S51;當(dāng)是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49中得到否的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟 S49進(jìn)入結(jié)束方向角計(jì)算步驟S52。
本實(shí)用實(shí)施例中校準(zhǔn)操作的具體說(shuō)明如下
開(kāi)始校準(zhǔn)步驟S30:開(kāi)始校準(zhǔn)；
開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟S41:在開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟S41得到是的信息后，進(jìn)入傳感器上 電步驟S42;當(dāng)開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟S41得到否的信息后，返回至開(kāi)始校準(zhǔn)步驟S30;
傳感器上電步驟S42:通過(guò)I2C總線喚醒地磁傳感器，該地磁傳感器上電后得到數(shù)
據(jù)，并且所得到的數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線傳出；隨后進(jìn)入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序S40;該動(dòng)態(tài)數(shù)
據(jù)提取程序S40的最后一節(jié)步驟為重新采集步驟S39;
數(shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟S43:數(shù)據(jù)被采納步驟S39后所進(jìn)入的下一步程序?yàn)閿?shù) 據(jù)是否遍歷所有象限步驟S43;當(dāng)數(shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟S43中得到否的信息后， 返回至傳感器上電步驟S42;當(dāng)數(shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟S43中得到是的信息后，進(jìn) 入微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟S44;
微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟S44;微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟S44之后進(jìn)入存 儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟S45;
存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟S45:存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟S45之后進(jìn)入結(jié)束校準(zhǔn)步驟S50。
本實(shí)用實(shí)施例中方向角計(jì)算操作的具體說(shuō)明如下
開(kāi)始計(jì)算方向角步驟S51:與傳感器上電步驟S42承接；
傳感器上電步驟S42:通過(guò)I2C總線喚醒地磁傳感器，該地磁傳感器上電后得到數(shù)
據(jù)，并且所得到的數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線傳出；隨后進(jìn)入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序S40;該動(dòng)態(tài)數(shù)
據(jù)提取程序S40的最后一節(jié)步驟為重新采集步驟S39;
微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟S47:數(shù)據(jù)被采納步驟S39后所進(jìn)入的下 一步程序也能為微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟S47，并且該微型中央處理器 運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟S47還與存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟S45相承接；
輸出方向角步驟S48:微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟S47之后進(jìn)入輸出 方向角步驟S48;
是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49:輸出方向角步驟S48之后進(jìn)入是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49;是 否繼續(xù)計(jì)算步驟S49中得到是的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49返回至開(kāi)始計(jì)算方向 角步驟S51;當(dāng)是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49中得到否的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟S49進(jìn) 入結(jié)束方向角計(jì)算步驟S52;
結(jié)束方向角計(jì)算步驟S52。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)來(lái)自于地磁傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的篩選，保證了電子羅盤(pán) 的輸出相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)由于暫態(tài)的外界擾動(dòng)而也發(fā)生相應(yīng)暫態(tài)的偏差。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不 會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。
8
權(quán)利要求
1、基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，包括含有地磁傳感器的電子羅盤(pán)，其特征是所述的地磁傳感器動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算步驟包括有傳感器上電步驟通過(guò)I2C總線喚醒地磁傳感器，作為地磁傳感器上電狀態(tài)，進(jìn)入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序；該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序還包括有以下步驟數(shù)據(jù)采集步驟上電后的地磁傳感器，能采集電子羅盤(pán)的在某一時(shí)刻t。的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并且將所得到的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)I2C總線向外傳出；所述的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)；矢量計(jì)算步驟包括矢量合成計(jì)算和平均合成矢量計(jì)算，并且矢量合成計(jì)算和平均合成矢量計(jì)算同步進(jìn)行；所述的矢量合成計(jì)算分別將X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)進(jìn)行平方值計(jì)算，并且再將所計(jì)算的三個(gè)數(shù)據(jù)的平方值進(jìn)行加法運(yùn)算，最后將加法運(yùn)算后的總數(shù)值進(jìn)行二次根號(hào)運(yùn)算，該二次根號(hào)運(yùn)算所取得的數(shù)值作為X軸、Y軸和Z軸的三軸合成矢量值；所述的平均合成矢量計(jì)算選取在某一時(shí)刻t。之前的時(shí)間段Δt，并在該時(shí)間段Δt內(nèi)計(jì)算出合成矢量值的平均值；即按照矢量合成計(jì)算方法，分別計(jì)算出n個(gè)某一時(shí)刻t1、t2...tn的單個(gè)矢量合成值，并對(duì)這些n個(gè)矢量合成值相加后除以n，得到平均矢量合成值；矢量判斷比較步驟選取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方值；所述的平均矢量合成值與合成矢量值進(jìn)行減法運(yùn)算，并形成矢量絕對(duì)值；再將矢量絕對(duì)值與標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值進(jìn)行比較，判斷矢量絕對(duì)值是否大于標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值；矢量比較結(jié)果步驟當(dāng)矢量絕對(duì)值大于標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值時(shí)，進(jìn)入數(shù)據(jù)重新采集步驟；當(dāng)矢量絕對(duì)值沒(méi)有大于標(biāo)準(zhǔn)方值的三倍值時(shí)，進(jìn)入數(shù)據(jù)被采納步驟，并能進(jìn)入下一步程序；重新采集步驟數(shù)據(jù)被刪除，該數(shù)據(jù)至少包括有數(shù)據(jù)采集步驟中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，即X軸數(shù)據(jù)、Y軸數(shù)據(jù)和Z軸數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)被刪除后返回至數(shù)據(jù)采集步驟。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是 所述的重新采集步驟中，被刪除的數(shù)據(jù)還包括有所計(jì)算出的矢量合成值、平均矢量合成 值、矢量絕對(duì)值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是 所述的傳感器上電步驟承接有開(kāi)始校準(zhǔn)步驟。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是:所述的開(kāi)始校準(zhǔn)步驟與傳感器上電步驟之間增設(shè)有開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是所述的開(kāi)始校準(zhǔn)確認(rèn)步驟得到是的信息后，進(jìn)入傳感器上電步驟；當(dāng)所述的開(kāi)始校準(zhǔn)確 認(rèn)步驟得到否的信息后，返回至所述的開(kāi)始校準(zhǔn)步驟。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是: 所述的數(shù)據(jù)被采納步驟后所進(jìn)入的下一步程序?yàn)閿?shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟；所述的數(shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟中得到否的信息后，返回至所述的傳感器上電步驟；當(dāng)所述的 數(shù)據(jù)是否遍歷所有象限步驟中得到是的信息后，進(jìn)入微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是: 所述的微型中央處理器運(yùn)行校準(zhǔn)步驟之后進(jìn)入存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟，所述的存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù) 步驟之后進(jìn)入結(jié)束校準(zhǔn)步驟。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是: 所述的傳感器上電步驟還能承接有開(kāi)始計(jì)算方向角步驟；所述的數(shù)據(jù)被采納步驟后所進(jìn) 入的下一步程序也能為微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟，并且該微型中央處理 器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟還與所述的存儲(chǔ)校準(zhǔn)參數(shù)步驟相承接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是 所述的微型中央處理器運(yùn)行方向角計(jì)算程序步驟之后進(jìn)入輸出方向角步驟；所述的輸出 方向角步驟之后進(jìn)入是否繼續(xù)計(jì)算步驟。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，其特征是 所述的是否繼續(xù)計(jì)算步驟中得到是的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟返回至所述的開(kāi)始計(jì) 算方向角步驟；當(dāng)所述的是否繼續(xù)計(jì)算步驟中得到否的信息后，該是否繼續(xù)計(jì)算步驟進(jìn) 入結(jié)束方向角計(jì)算步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了基于動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算方法的電子羅盤(pán)，包括含有地磁傳感器的電子羅盤(pán)，地磁傳感器動(dòng)態(tài)提取有效數(shù)據(jù)計(jì)算步驟包括有傳感器上電步驟通過(guò)I₂C總線喚醒地磁傳感器，作為地磁傳感器上電狀態(tài)，進(jìn)入動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序；該動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)提取程序還包括有數(shù)據(jù)采集步驟、矢量計(jì)算步驟、矢量判斷比較步驟、矢量比較結(jié)果步驟及重新采集步驟；對(duì)來(lái)自于地磁傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的篩選，保證了電子羅盤(pán)的輸出相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)由于暫態(tài)的外界擾動(dòng)而也發(fā)生相應(yīng)暫態(tài)的偏差。
文檔編號(hào)G01C17/32GK101487706SQ200910096440
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者楊紅紅 申請(qǐng)人:楊紅紅