本技术属于导航，尤其涉及一种磁罗盘误差的自适应校准方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
1、磁罗盘，又称磁力计、磁强计，是一种可以感应地磁强度的传感器。在导航系统，磁罗盘一般与陀螺仪和加速度计一起工作，其作用是提供绝对的航向信息。一般而言，车辆、建筑物、桥梁、街灯和电线等物体均能产生干扰磁场污染磁罗盘，在数米的范围内，这些磁场的影响很严重，且不易与地磁场区分。所以在实际使用中需要使用一定的校准算法对磁罗盘的航向值进行补偿，从而减小这些干扰磁场的影响。
2、磁罗盘的常用平面校准算法主要有：椭圆法，罗差法等。这些算法在初次校准后校准参数便不再更新，一旦设备进行了远距离移动或者环境发生改变，这些校准算法的校准效果会降低甚至失效，导致磁罗盘校准的准确性较低。
技术实现思路
1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种磁罗盘误差的自适应校准方法、装置、设备及存储介质，能够增加磁罗盘航向对环境的适应性，提高磁罗盘的航向值的补偿精度，进而提高磁罗盘校准的准确性。
2、第一方面，本技术提供了一种磁罗盘误差的自适应校准方法，包括：
3、确定磁罗盘航向误差模型初始的模型参数；
4、确定设备的当前航向区间，所述设备包括磁罗盘和陀螺仪；
5、获取所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，所述常规观测值包括当前时刻所述磁罗盘的航向值和所述陀螺仪的航向值，所述动态观测值包括历史时刻所述磁罗盘的航向值和所述陀螺仪的航向值；
6、根据所述初始的模型参数、所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，并采用强跟踪卡尔曼滤波算法，对所述磁罗盘航向误差模型进行模型参数更新；
7、根据更新后的磁罗盘航向误差模型，对所述磁罗盘的航向值进行校准。
8、根据本技术的磁罗盘误差的自适应校准方法，通过确定磁罗盘航向误差模型初始的模型参数，确定设备的当前航向区间，获取当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，根据初始的模型参数、当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，并采用强跟踪卡尔曼滤波算法，对磁罗盘航向误差模型进行模型参数更新，根据更新后的磁罗盘航向误差模型，对磁罗盘的航向值进行校准，能够增加磁罗盘航向对环境的适应性，提高磁罗盘的航向值的补偿精度，进而提高磁罗盘校准的准确性。
9、根据本技术的一个实施例，所述确定磁罗盘航向误差模型初始的模型参数，包括：
10、采集所述设备水平旋转一周的航向信息，所述航向信息包括所述磁罗盘的航向值和所述陀螺仪的航向值；
11、根据所述航向信息，并采用最小二乘法，得到所述磁罗盘航向误差模型初始的模型参数。
12、根据本技术的一个实施例，所述采集设备水平旋转一周的航向信息，包括：
13、将水平方向等分为多个方向区间；
14、采集所述设备旋转至各所述方向区间的航向信息。
15、根据本技术的一个实施例，所述磁罗盘的航向值通过如下方式获取：
16、采集所述磁罗盘的三轴数据、滚转角、俯仰角和磁偏角；
17、根据所述磁罗盘的三轴数据、滚转角、俯仰角和磁偏角，并采用姿态补偿算法，得到所述磁罗盘的航向值。
18、根据本技术的一个实施例，所述姿态补偿算法为：
19、
20、其中，ψm表示所述磁罗盘的航向值，hx,hy,hz表示所述磁罗盘的三轴数据，表示所述磁罗盘的滚转角，θ表示所述磁罗盘的俯仰角，δ表示所述磁罗盘的磁偏角。
21、根据本技术的一个实施例，所述最小二乘法为：
22、h＝u*t；
23、
24、t＝[a b c d e]t；
25、h＝[ψm'1-ψg'1ψm'2-ψg'2lψm'24-ψg'24]；
26、t＝(utu)-1uth；
27、其中，h表示差值矩阵，cosψm'r表示所述磁罗盘在第r个方向区间的航向值，r＝1,2，…，24，ψg's表示所述陀螺仪在第s个方向区间的航向值，s＝1,2，…，24，u表示航向值矩阵，t表示所述磁罗盘航向误差模型的参数矩阵，a，b，c，d，e表示所述磁罗盘航向误差模型的模型参数。
28、根据本技术的一个实施例，所述确定设备的当前航向区间，包括：
29、将水平方向等分为多个航向区间；
30、从多个所述航向区间中确定所述设备的当前航向区间。
31、根据本技术的一个实施例，所述根据所述初始的模型参数、所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，并采用强跟踪卡尔曼滤波算法，对所述磁罗盘航向误差模型进行模型参数更新，包括：
32、获取多个所述航向区间中除所述当前航向区间以外的其余各航向区间对应的常规观测值；
33、根据所述初始的模型参数、所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值以及其余各航向区间对应的常规观测值，计算所述强跟踪卡尔曼滤波算法中的渐消因子；
34、根据所述渐消因子、所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值以及其余各航向区间对应的常规观测值，并采用强跟踪卡尔曼滤波算法，对所述磁罗盘航向误差模型进行模型参数更新。
35、根据本技术的一个实施例，所述强跟踪卡尔曼滤波算法为：
36、xk|k-1＝φk,k-1xk-1；
37、xk＝xk|k-1+kk(yk-hkxk|k-1)；
38、kk＝pk|k-1hkt(hkpk|k-1hkt+rk)-1；
39、pk|k-1＝φk,k-1(λkpk-1)φk,k-1t+qk-1；
40、pk＝(i-kkhk)pk|k-1；
41、xk＝[a b c d e]kt；
42、yk＝[ψm1-ψg1ψm2-ψg2ψm3-ψg3ψm4-ψg4ψm5-ψg5ψmd1-ψgd1ψmd2-ψgd2]kt；
43、
44、其中，xk表示第k时刻的所述磁罗盘航向误差模型的模型参数矩阵，a，b，c，d，e表示所述磁罗盘航向误差模型的模型参数，xk|k-1表示根据第k-1时刻的模型参数矩阵所预测的第k时刻的模型参数矩阵，kk表示第k时刻的卡尔曼增益，pk表示第k时刻的误差协方差矩阵，pk|k-1表示根据第k-1时刻的误差协方差矩阵所预测的第k时刻的误差协方差矩阵，yk表示第k时刻的差值矩阵，hk表示第k时刻的观测值矩阵，ψmj表示第j个航向区间对应的常规观测值中所述磁罗盘的航向值，ψgj表示第j个航向区间对应的常规观测值中所述陀螺仪的航向值，j＝1,2，…，5，ψmd1和ψmd2表示当前航向区间对应的动态观测值中所述磁罗盘的航向值，ψgd1和ψgd2表示当前航向区间对应的动态观测值中所述陀螺仪的航向值，φk,k-1表示单位矩阵，λk表示第k时刻的渐消因子，qk-1表示第k-1时刻的噪声值。
45、根据本技术的一个实施例，所述渐消因子的计算公式为：
46、ε1＝y1-h1x1|0；
47、
48、nk＝vk-hkγk,k-1qk-1γtk,k-1hkt-βrk；
49、mk＝hkφk,k-1pk-1φtk,k-1hkt；
50、
51、其中，ρ表示遗忘因子，0≤ρ≤1，vk表示第k时刻所述磁罗盘的均方误差，γk,k-1表示所述磁罗盘从第k-1时刻到第k时刻的状态转移矩阵，rk表示第k时刻所述磁罗盘的的协方差矩阵，εk表示第k时刻的状态估计残差，β表示弱化因子，β≥1。
52、根据本技术的一个实施例，所述磁罗盘航向误差模型为：
53、δ＝a cos(ψm)+b sin(ψm)+c cos(2ψm)+d sin(2ψm)+e；
54、δ＝ψm-ψ真；
55、其中，δ表示所述磁罗盘的航向值与真实航向值的差值，ψm表示所述磁罗盘的航向值，ψ真表示真实航向值。
56、第二方面，本技术提供了一种磁罗盘误差的自适应校准装置，该装置包括：
57、第一确定模块，用于确定磁罗盘航向误差模型初始的模型参数；
58、第二确定模块，用于确定设备的当前航向区间，所述设备包括磁罗盘和陀螺仪；
59、获取模块，用于获取所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，所述常规观测值包括当前时刻所述磁罗盘的航向值和所述陀螺仪的航向值，所述动态观测值包括历史时刻所述磁罗盘的航向值和所述陀螺仪的航向值；
60、更新模块，用于根据所述初始的模型参数、所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，并采用强跟踪卡尔曼滤波算法，对所述磁罗盘航向误差模型进行模型参数更新；
61、校准模块，用于根据更新后的磁罗盘航向误差模型，对所述磁罗盘的航向值进行校准。
62、根据本技术的磁罗盘误差的自适应校准装置，通过确定磁罗盘航向误差模型初始的模型参数，确定设备的当前航向区间，获取当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，根据初始的模型参数、当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，并采用强跟踪卡尔曼滤波算法，对磁罗盘航向误差模型进行模型参数更新，根据更新后的磁罗盘航向误差模型，对磁罗盘的航向值进行校准，能够增加磁罗盘航向对环境的适应性，提高磁罗盘当的航向值的补偿精度，进而提高磁罗盘校准的准确性。
63、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的磁罗盘误差的自适应校准方法。
64、第四方面，本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的磁罗盘误差的自适应校准方法。
65、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
1.一种磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述确定磁罗盘航向误差模型初始的模型参数，包括：
3.根据权利要求2所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述采集设备水平旋转一周的航向信息，包括：
4.根据权利要求1所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述磁罗盘的航向值通过如下方式获取：
5.根据权利要求4所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述姿态补偿算法为：
6.根据权利要求2所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述最小二乘法为：
7.根据权利要求1所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述确定设备的当前航向区间，包括：
8.根据权利要求7所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述根据所述初始的模型参数、所述当前航向区间对应的常规观测值和动态观测值，并采用强跟踪卡尔曼滤波算法，对所述磁罗盘航向误差模型进行模型参数更新，包括：
9.根据权利要求8所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述强跟踪卡尔曼滤波算法为：
10.根据权利要求9所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述渐消因子的计算公式为：
11.根据权利要求9所述的磁罗盘误差的自适应校准方法，其特征在于，所述磁罗盘航向误差模型为：
12.一种磁罗盘误差的自适应校准装置，其特征在于，包括：
13.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-11任一项所述的磁罗盘误差的自适应校准方法。
14.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-11任一项所述的磁罗盘误差的自适应校准方法。
