如何表征和补偿电动机电流对数字罗盘的动态影响？

数字指南针（磁力计）需要进行硬/软铁校准，以确保准确性。这可以补偿附近的金属物体-机器人的底盘引起的电磁干扰。

（图片来自http://diydrones.com）

但是，数字罗盘也容易受到由电动机汲取的相对大量电流引起的电场的影响。

为了获得准确的指南针读数，什么是测量（和补偿）因电机电流水平变化而引起的干扰的最佳方法？

通常，这是不可能的。这是因为电动机通常旋转非常快，从而产生快速波动的磁场。干扰是否足够取决于电机的大小。

例如，由于我在一些电动机附近安装了带有磁力计的IMU（惯性测量单元），并且被迫关闭磁力计以避免测量影响状态估计。

实际上，最有可能解决您问题的解决方案是：

• 将指南针/磁力计远离电机

• 使用屏蔽材料（基本上是具有高磁导率的材料）。它们不会阻挡磁场，但是由于它们提供了低磁阻的路径，因此它们会吸引磁场（从北到南的线）穿过它们的内部，因此其他地方的磁场强度会降低。

  因此，磁屏蔽的最佳形状是围绕屏蔽空间的密闭容器。这种类型的屏蔽的有效性取决于材料的磁导率，该磁导率通常在极低的磁场强度和材料饱和的高磁场强度下都会下降。因此，为了实现低残留磁场，磁屏蔽通常由一个在另一个内部的外壳组成，每个外壳都会逐渐减小其内部的磁场。- 维基百科/电磁屏蔽

  因此，您可以将电机包裹在屏蔽材料中，例如：

  • 吉龙
  • 磁盾
  • 纸盾
  • 电磁屏蔽箔
  • 防磁板
  • 大都会玻璃
  • 联合盾构
  • Finemet（用于kHz频率场）
  • CobalTex

  LessEMF.com磁场屏蔽是比较这些材料的一个好网站

从理论上讲，无需屏蔽即可校正磁干扰。我们确实需要意识到，有两种可能的来源-旋转的永磁体和/或线圈中的电流。如果我们有转子位置的反馈，则可以校正永磁体或线圈的位置。如果执行一些实验，记录电流和转子位置，则应该能够拟合磁场模型。由于磁场的外观取决于磁体和线圈的尺寸和形状，因此很难计算实际的磁场强度，因此必须进行拟合。

在实践中，很难做到这一点-除非电动机旋转非常缓慢并且传感器和模型足够准确。首先，如果频率很高，则会由于同步问题和通信延迟而引起问题。如果无法同步从电动机反馈（位置和电流）和磁力计获得的数据，则会增加不确定性。即使频率很低，您也需要对以下各项的准确性进行良好的控制：

• 磁力计
• 该模型
• 模型的输入（位置和当前）

如果上述任何一项都不足够准确，则残留磁场（假定为地球磁场）可能会非常不准确。

通常，可以通过以下方式降低准确性：

• 频率
• $residue magnetic field = raw measurement - motor model$，如果右侧的两个项很大，即使精度为1％，则取其差值可能会导致较大的左侧不确定性）
• 传感器分辨率