+高级检索
首页 > 过刊浏览>2024年第7卷第3期 >285-292. DOI:10.19838/j.issn.2096-5753.2024.03.006
PDF HTML阅读 XML下载 导出引用 引用提醒
基于改进PSO算法的传感器误差集成校正
作者:
作者单位:

江苏自动化研究所，江苏 连云港 222061

作者简介:

丁学振（1993-），男，博士，工程师，主要从事数据分析与处理研究。

中图分类号:

P318.6+3

基金项目:

国家重点研发计划项目“船载–潜载海洋地球物理、物理海洋数据处理开源软件研发”（2022YFC2808302）


Integrated Calibration of Sensor Errors with Improved PSO Algorithm
Author:
Affiliation:

Jiangsu Automation Research Institute,Lianyungang 222061 ,China

  • 摘要
    • | |
  • 访问统计
    • |
  • 参考文献 [32]
    • |
  • 相似文献 [20]
    • | | |
  • 文章评论
    摘要:

    为降低搭载于水下移动平台的三轴磁通门传感器受到的平台磁干扰和传感器自身误差（三轴非正交误差、三轴灵敏度不一致误差和零偏误差）的影响，提出了一种基于改进粒子群优化算法的集成校正方法。在分析误差来源的基础上建立了误差校正数学模型，并利用 2 个仿真算例对校正方法的有效性进行了验证。仿真试验结果表明：与传统粒子群优化算法相比，改进算法具有更高的抗噪能力和求解精度；经过校正之后，由传感器自身误差和平台磁干扰引起的测量误差得到了有效压制。

    Abstract:

    To reduce the impact of platform magnetic interference and sensor errors（triaxial non-orthogonal errors，triaxial sensitivity inconsistency errors and zero bias errors）on the triaxial fluxgate sensor mounted on the underwater platform，an integrated calibration method based on improved particle swarm optimization algorithm is proposed in this paper. On the basis of analyzing the error source，a mathematical model for error calibration is established，and the validity of the calibration method is verified by two simulation examples. The simulation results show that compared with the traditional particle swarm optimization algorithm，the improved algorithm has higher robustness against noise and solution accuracy. After calibration，the measurement errors caused by the sensor errors and platform magnetic interference are effectively suppressed.

    参考文献
    [1] 管志宁.地磁场与磁力勘探[M].北京:地质出版社,2005.
    [2] 孙赫轩.基于磁异常探测的水下目标定位研究[D].太原:中北大学,2021.
    [3] 张昌达.关于磁异常探测的若干问题[J].工程地球物理学报,2007,4(6):549-553.
    [4] 张浩.磁异常信号检测与源定位方法研究[D].成都:电子科技大学,2015.
    [5] 赵冠一.面向航空磁异常探测的干扰抑制与目标检测技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2019.
    [6] 万成彪.基于磁偶极子模型的磁性目标定位方法研究[D].长沙:国防科学技术大学,2013.
    [7] IOANNIDIS G.Identification of a ship or submarine from its magnetic signature[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System,1977,13(3):327-329.
    [8] SCARZELLO J,USHER G.A low power magnetometer for vehicle detection[J].IEEE Transactions on Magnetics,1977,13(5):1101-1103.
    [9] ZAOUI A,MITT S,MESLOUB A.Threshold based algorithms for UXO detection using magnetometry[C]//2011 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications.Turin:IEEE,2011.
    [10] CLARK D A.New methods for interpretation of magnetic vector and gradient tensor data I:eigenvector analysis and the normalized source strength[J].Exploration Geophysics,2012,43(4):267-282.
    [11] 吴芳,杨日杰,周旭,等.航空磁探仪应召搜潜效能研究[J].测试技术学报,2008,22(2):114-117
    [12] 张昌达.航空磁力梯度张量测量——航空磁测技术的最新进展[J].工程地球物理学报,2006,3(5):354-361.
    [13] 林君,刁庶,张洋,等.地球物理矢量场磁测技术的研究进展[J].科学通报,2007,62(23):2606-2618
    [14] 刘浩.三轴磁通门传感器系统误差和温漂误差校正方法研究[D].青岛:中国海洋大学,2021.
    [15] LASSAHN M,TRENKLER G.Vectorial calibration of 3-D magnetic field sensor arrays[C]//1994 Conference on Precision Electromagnetic Measurements(CPEM 94).Boulder:IEEE,1994.
    [16] AUSTER H U,FORNACON K H,GEORGESCU E,et al.Calibration of flux-gate magnetometers using relative motion[J].Measurement Science and Technology,2002,13(7):1124-1131.
    [17] ALONSO R,SHUSTER M D.TWOSTEP:a fast robust algorithm for attitude-independent magnetometer-bias determination[J].The Journal of the Astronautical Sciences,2002,50(4):433-451.
    [18] OLSEN N,TOFFNER-CLAUSEN L,SABAKA T J,et al.Calibration of the ?rsted vector magnetometer[J].Earth Planets and Space,2003,55(1):11-18.
    [19] 李久春.三轴磁敏传感器误差分析与校正研究[J].测控技术,2008,27(8):11-13,19.
    [20] 吴德会,黄松岭,赵伟.基于Flann的三轴磁强计误差校正研究[J].仪器仪表学报,2009,30(3):449-453.
    [21] 周超烨,金际航,李宏武,等.三分量磁通门传感器校正的循环优化算法[J].海洋测绘,2010,30(4):63-66,72.
    [22] 庞鸿锋.三轴磁通门传感器误差分析与校正[D].长沙:国防科学技术大学,2010.
    [23] 庞鸿锋,罗诗途,陈棣湘,等.任意姿态变化下的磁通门传感器误差校正[J].测试技术学报,2011,25(4):371-375.
    [24] 张英堂,张光,李志宁,等.基于改进遗传算法的三轴磁场传感器校正方法研究[J].现代制造工程,2013(4):122-125,135.
    [25] 罗建刚,李海兵,刘静晓,等.三轴磁通门传感器误差校正方法[J].导航与控制,2019,18(3):52-58.
    [26] 迟铖,王丹,吕俊伟,等.基于粒子群遗传算法的三轴磁通门误差校正[J].探测与控制学报,2021,43(3):98-102.
    [27] 李青竹,李志宁,张英堂,等.磁梯度张量系统发展及其误差校正研究现状[J].装甲兵工程学院学报,2017,31(6):72-81.
    [28] LI Q Z,LI Z N,ZHANG Y T,et al.Artificial vector calibration method for differencing magnetic gradient tensor systems[J].Sensors,2018,18(2):361.
    [29] 赵建扬,林春生,贾文抖,等.直升机平台背景磁干扰建模与求解[J].华中科技大学学报:自然科学版,2016,44(2):21-25.
    [30] KENNEDY J,EBERHART R.Particle swarm optimization[C]//ICNN95-International Conference on Neural Networks.Perth:IEEE,1995.
    [31] 国珍,仝棣.基于莱维飞行粒子群算法的异步电机效率优化[J].计算机仿真,2016,33(9):2558-2562.
    [32] 杜云,周志奇,贾科进,等.混合多项自适应权重的混沌麻雀搜索算法[J].计算机工程与应用,2024,60(7):70-83.
    引证文献
    网友评论
    网友评论
    分享到微博
    发 布
引用本文

丁学振.基于改进PSO算法的传感器误差集成校正[J].数字海洋与水下攻防,2024,7(3):285-292

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:48
  • 下载次数: 3014
  • HTML阅读次数: 54
  • 引用次数: 0
历史
  • 收稿日期:2024-04-20
  • 在线发布日期: 2024-07-02
文章二维码
您是第176053 位访问者
主管单位：中国船舶重工集团有限公司
主办单位：中国船舶重工集团有限公司第七一O研究所
地址：湖北省武汉市江夏区创谷二路710号
传真：027-59312595电话：027-59312586
数字海洋与水下攻防 ® 2025 版权所有