デジタルコンパスに対するモーター電流の動的な影響をどのように特徴付け、補正できますか？

デジタルコンパス（磁力計）を正確にするには、ハード/ソフトアイアンキャリブレーションが必要です。これにより、近くの金属物体（ロボットのシャーシ）によって引き起こされる磁気障害が補正されます。

（http://diydrones.comからの画像）

ただし、デジタルコンパスは、モーターによって引き出される比較的大量の電流によって引き起こされる電界の影響も受けやすくなっています。

正確なコンパス測定値を得るために、モーター電流レベルの変化によって引き起こされる干渉を測定（および補償）するための最良の方法は何ですか？

通常、これは不可能です。これは、通常、モーターが非常に速く回転し、磁場が急速に変動するためです。外乱が十分かどうかは、モーターの大きさに依存します。

たとえば、一部のモーターの近くに磁力計を備えたIMU（慣性測定ユニット）を取り付け、測定が状態推定に影響を与えないように、磁力計を強制的にオフにしました。

実際には、問題を解決する可能性が最も高いソリューションは次のとおりです。

• コンパス/磁力計をモーターから遠ざける

• シールド材（基本的に透磁率の高い材料）を使用してください。それらは磁場をブロックしませんが、それらは低い磁気抵抗の経路を提供するため、磁場（北から南への線）に作用して内部を通過するため、磁場強度が他の場所で低くなります。

  したがって、磁気シールドの最良の形状は、シールドされたボリュームを囲む閉じたコンテナです。このタイプのシールドの有効性は、材料の透磁率に依存します。これは、通常、非常に低い磁場強度と材料が飽和する高磁場強度の両方で低下します。そのため、残留磁場を低くするために、磁気シールドは複数のエンクロージャーで構成されており、それぞれが連続的に内部の磁場を減少させます。- ウィキペディア/磁気シールド

  したがって、次のようなシールド材でモーターを包むことができます。

  • ジロン
  • MagnetShield
  • PaperShield
  • 磁気シールド箔
  • マグストッププレート
  • メットグラス
  • JointShield
  • Finemet（kHz周波数フィールド用）
  • CobalTex

  これらの材料の比較に適したサイトはLessEMF.com磁場シールドです。

理論的には、シールドなしで磁気妨害を補正することが可能です。考えられる原因は2つあります。回転する永久磁石とコイル内の電流です。回転子の位置のフィードバックがあれば、永久磁石またはコイルの位置を修正できます。いくつかの実験を行って、電流と回転子の位置を記録すると、磁場のモデルに適合できるはずです。磁場の見え方は磁石とコイルの両方のサイズと形状に依存するため、実際の磁場強度を計算することは非常に難しいため、フィッティングが必要です。

実際には、これを行うのは困難です。モーターの回転が非常に遅く、センサーとモデルの精度が十分でない限りです。まず、頻度が高い場合、同期の問題と通信の遅延のために問題が発生する可能性があります。モーターのフィードバック（位置と電流）から取得したデータと磁力計から取得したデータを同期できない場合は、不確実性が高まります。頻度が低い場合でも、以下の精度を適切に制御する必要があります。

• 磁力計
• モデル
• モデルへの入力（位置と現在）

上記のいずれかが十分に正確でない場合、残留磁場（地球の磁場と想定される）は非常に不正確になる可能性があります。

一般に、精度は次の方法で低下する可能性があります。

• 周波数
• $residue magnetic field = raw measurement - motor model$、右側の2つの項が1％の精度でも大きい場合、その差を取ると左側の不確実性が大きくなる可能性があります）
• センサー解像度