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传感器数据融合:提升增强游戏、导航和虚拟现实用户体验的关键组件【nba极速直播】

 


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本文摘要:摘要智能手机、可穿戴设备、虚拟现实耳机、机器人吸尘器等当今用户希望并拒绝这些设备按照指示继续运行,稳定准确地适应环境发生巨大变化的周边环境。

摘要智能手机、可穿戴设备、虚拟现实耳机、机器人吸尘器等当今用户希望并拒绝这些设备按照指示继续运行,稳定准确地适应环境发生巨大变化的周边环境。这必须准确地检测旋转、舵和航向方向,这些是通过设备内置的加速度计、陀螺和磁力计收集的数据融合而构建的。

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一般来说,在现实世界里,事物总有一天会像看起来那么简单。例如,正确确认航线(观测)方向是一个巨大的挑战。因为磁强计测量受到附近多个物体的负面影响。

这种扰动性磁场的影响,通常称为轻轨和软铁变形,可能是由位于设备本身的各种零部件和用户周围环境中的外部磁性物体引起的。本文的目的是洞察和解释从当今电子消费设备获取可靠传感器数据所需的有效设计技术和软件解决方案,并提高用户对最终产品的满意度。本文以标准使用期间获得的陀螺信号为基础,利用估计磁强计位移,并举例说明了强大的传感器数据融合技术,如对行人和头部跟踪等用户相关特征的影响。磁力挑战智能手机导航系统应用程序下达了错误的命令,所以你有没有找错环形交叉口出口?使用虚拟现实耳机时经历过突然失眠吗?或者“智能”机器人吸尘器反复贴在角落里?这些问题的大部分,最小部分是由于不准确的惯性传感器数据融合给定不准确的课程信息而产生的。

那么,为什么尖端设备的高精度传感器仍然不记录不准确的信息,引起如此大的偏差呢?实验室之外,地球一定磁场这条刚性磁线被门框、桌子、椅子和其他金属物品等物体大幅改变。根据特定的磁特性,这些物体通过铁和软铁变形这一现象改变周围的磁场。

图1:指南针误差来源:NdFeB、AlNiCo等外部磁场导致低分解B场或“磁存储器”,而软性材料(“软铁”)通常是铁(Fe)、镍(镍)等外部磁场。磁力仪用作设备时,软铁变形由产生磁场的物体(如扬声器内的磁铁)引起,传感器输入中出现称为“恒定位移”的偏差,然后需要进行补偿。

相反,软铁变形是由对周围磁场产生“被动”影响或变形,但不产生磁场的物体(如存储卡插槽、电池、无线天线、门窗框架和其他各种周围环境的标准对象)引起的。这种类型的变形会改变球体的实际形状,并根据传感器和磁场指定不同材料的位置。如图2右图所示,在典型的室内区域,由于普通物体引起的磁场变形,指南针的方向发生了很大的变化。

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也就是说,指南针上的红色“北”针指向所有方向。图2:这是一般室内区域传感器读数(磁力仪)的变化,因此校正轻轨和软铁变形对获得有意义的磁力仪读数至关重要。这些补偿需要在设备设计中展开简单的程序,并在实际使用期间将结果集成到传感器软件中。

下面的文章将详细说明。拒绝变形以下系统方法可用作补偿影响磁强计读数的噪声.可用于重复。这种补偿必须称为“软铁补偿矩阵”,设计师在设备上有更普遍的布局选项。

这些校准后传感器读数比未校准的读数提供了远高于约2&10的准确度。校准通过三维线圈系统(亥姆霍兹线圈)展开。该线圈系统由同一轴上的两个螺线管磁铁组成,可以抵消这种扰动性外部磁场,获得“洗手”的磁环境。

带有惯性传感器的设备放置在洗手环境中,拒绝测量,制作磁力仪的原始数据记录,然后输出数据驱动工具,分解SIC矩阵。然后,SIC矩阵被拆分为软件驱动器,永久校准影响磁强计数据的设备内软铁变形。这种方法可以在实验室条件下估计铁的效果,但当然过程的变化和对可选设备的影响不能得到补偿。

尽管如此,这是一种非常有效的设备内部件校准技术,在设计阶段,建议在传感器制造商专家的帮助下,正确分解和应用SIC矩阵。


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