三轴磁传感器的低功耗原位人工智能校准

磁测通常通过使用便携式标量磁传感器扫描区域来进行。遗憾的是，标量磁强计昂贵、耗电且笨重。在许多应用中，经校准的矢量磁强计可用于执行磁测。近年来，基于人工智能(AI)的算法在许多现代应用中取得了最先进的结果。在本工作中，我们研究了一种用于磁强计经典标量校准的AI算法。提出了一种执行磁测的简单、低成本方法。该方法利用低功耗传感器与AI校准流程，改进了常见校准方法，并建议替代传统技术与算法。测量系统的设置经过优化，可在执行磁测前快速原位部署。我们提出了一种基于在自然地磁场中旋转传感器最优时长的校准方法。该技术可处理恒定场偏移和非正交性问题，且不需要任何外部参考。校准通过寻找一个估计器来实现，该估计器得出校准参数并对传感器读数产生最佳几何拟合。提出了综合考虑测量系统磁强计物理、算法和硬件特性的全面模型。对几何椭球拟合方法进行了参数化测试。在校准过程中，完整360度自然地磁场旋转下，均方根噪声从约104 nT降至低于10 nT，且方差低于1 nT。