本文關(guān)鍵詞：具有傾角補(bǔ)償功能的Android電子羅盤設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電子磁羅盤是一種通過(guò)測(cè)量周圍環(huán)境的地磁場(chǎng)強(qiáng)度與載體的加速度來(lái)確定方向的導(dǎo)航裝置,具有使用方便、占用空間小、制造成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小等優(yōu)點(diǎn),常被用于航海、航天、航空、探測(cè)、車載定位及常用智能設(shè)備的導(dǎo)航定位等領(lǐng)域,應(yīng)用前景十分廣闊。在智能手機(jī)被廣泛使用的今天,磁傳感器與加速度傳感器都已被集成在了智能設(shè)備中,因此,要提高電子羅盤的精度,有效方法之一便是優(yōu)化其算法。本文提出了三維電子磁羅盤的一種具有傾角補(bǔ)償功能的航向角算法,建立了電子磁羅盤的擬合算法與誤差模型,并進(jìn)行了相關(guān)的分析計(jì)算,最終設(shè)計(jì)出了三維電子磁羅盤的Android程序,并利用智能設(shè)備中的磁阻傳感器和加速度傳感器得到的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行航向角的計(jì)算。本文首先對(duì)本課題的研究背景進(jìn)行了說(shuō)明,通過(guò)大量的資料查閱,對(duì)電子磁羅盤的研究意義進(jìn)行了介紹,對(duì)當(dāng)前磁傳感技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行了分析,并對(duì)磁阻傳感器的測(cè)量原理進(jìn)行了分析;其次,詳細(xì)的介紹了地磁場(chǎng)的相關(guān)特性,根據(jù)地磁場(chǎng)的相關(guān)特性及三維電子磁羅盤的工作原理,對(duì)地磁測(cè)量航向角的原理進(jìn)行了分析,同時(shí)建立了地磁測(cè)角的數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計(jì)了三維電子磁羅盤航向角的傾角補(bǔ)償算法;接著,對(duì)電子磁羅盤的安裝誤差、制造誤差、載體磁場(chǎng)誤差分別進(jìn)行了分析,建立相應(yīng)的誤差補(bǔ)償模型,提出了十二位置不對(duì)北、基于最小二乘法的橢圓擬合算法、橢球擬合算法三種補(bǔ)償算法;最后,對(duì)智能設(shè)備中的相關(guān)電子部件進(jìn)行了介紹,基于Android系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電子磁羅盤的程序,對(duì)測(cè)量輸出值進(jìn)行誤差補(bǔ)償校正,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)程序的綜合測(cè)試,結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的三維電子磁羅盤的Android程序可實(shí)現(xiàn)對(duì)航向角的動(dòng)態(tài)測(cè)量,在設(shè)備存在傾角的情況下具有明顯的補(bǔ)償效果。具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：Android 電子磁羅盤 加速度傳感器 磁阻傳感器 傾角補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 電子磁羅盤的發(fā)展現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 磁傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀14-18
• 1.3 論文的主要工作18-19
• 2 航向角計(jì)算原理及傾角補(bǔ)償算法19-34
• 2.1 地磁場(chǎng)特性簡(jiǎn)介19-24
• 2.1.1 地磁場(chǎng)的基本特點(diǎn)19-20
• 2.1.2 地磁場(chǎng)要素20-24
• 2.2 地磁場(chǎng)分布特點(diǎn)24-25
• 2.3 坐標(biāo)系、姿態(tài)角和姿態(tài)矩陣的定義25-28
• 2.3.1 坐標(biāo)系定義25-26
• 2.3.2 姿態(tài)角定義26
• 2.3.3 姿態(tài)矩陣26-28
• 2.4 三維電子磁羅盤的航向角計(jì)算原理28-33
• 2.4.1 航向角的計(jì)算方法28-31
• 2.4.2 姿態(tài)角的計(jì)算方法31-32
• 2.4.3 傾角補(bǔ)償后的航向角32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 電子磁羅盤的測(cè)量誤差來(lái)源及分析34-44
• 3.1 傳感器制造誤差34-37
• 3.1.1 傳感器制造誤差產(chǎn)生機(jī)理34
• 3.1.2 傳感器制造誤差模型34-37
• 3.2 電子羅盤安裝誤差37-39
• 3.2.1 電子羅盤安裝誤差產(chǎn)生機(jī)理37
• 3.2.2 電子羅盤安裝誤差模型37-39
• 3.3 載體磁場(chǎng)誤差39-43
• 3.3.1 載體磁場(chǎng)誤差產(chǎn)生機(jī)理39-40
• 3.3.2 載體磁場(chǎng)誤差模型建立40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 4 誤差校準(zhǔn)算法研究44-59
• 4.1 引言44
• 4.2 十二位置不對(duì)北補(bǔ)償算法44-48
• 4.3 載體磁場(chǎng)補(bǔ)償算法48-55
• 4.3.1 最小二乘橢圓擬合法48-53
• 4.3.2 載體磁場(chǎng)誤差的橢圓擬合補(bǔ)償算法53-55
• 4.4 傳感器制造誤差補(bǔ)償算法55-58
• 4.4.1 最小二乘橢球擬合法55-57
• 4.4.2 傳感器制造誤差的橢球擬合補(bǔ)償算法57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 Android平臺(tái)指南針設(shè)計(jì)59-78
• 5.1 Android平臺(tái)簡(jiǎn)介59-61
• 5.1.1 Android平臺(tái)優(yōu)勢(shì)59-60
• 5.1.2 Android平臺(tái)架構(gòu)60-61
• 5.1.3 Android應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境61
• 5.2 硬件結(jié)構(gòu)61-63
• 5.2.1 地磁傳感器62
• 5.2.2 加速度傳感器62-63
• 5.3 軟件設(shè)計(jì)63-66
• 5.3.1 傳感器坐標(biāo)系63-64
• 5.3.2 界面布局設(shè)計(jì)（Layout）64-66
• 5.3.3 主程序設(shè)計(jì)（Activity）66
• 5.4 電子磁羅盤結(jié)果測(cè)試分析66-77
• 5.4.1 誤差處理流程66-67
• 5.4.2 傳感器制造誤差補(bǔ)償67-68
• 5.4.3 傾角補(bǔ)償結(jié)果68-72
• 5.4.4 載體磁場(chǎng)誤差補(bǔ)償72-73
• 5.4.5 航向角計(jì)算結(jié)果73-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 6 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 工作總結(jié)78
• 6.2 后續(xù)工作展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果84-85
• 致謝85-86

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  本文關(guān)鍵詞：具有傾角補(bǔ)償功能的Android電子羅盤設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：264115