[发明专利]一种基于地磁信号极值检测与特征匹配的定位方法

权利要求书

1.一种基于地磁信号极值检测与特征匹配的定位方法，其特征在于：

按一定时间周期获取待定位目标所在位置的地磁信号强度；

对地磁信号强度进行平滑滤波，抑制信号采集噪声；

对地磁信号强度进行极值点检测，若未检测到极值点，则当前时刻不输出地磁定位结果；若检测到极值点，则构建待匹配地磁特征向量；

将待匹配地磁特征向量与已建数据库中的地磁特征向量进行相似度匹配，若匹配失败，则当前时刻不输出地磁定位结果；若匹配成功，则将对应匹配点的位置坐标作为当前时刻输出的地磁定位结果。

2.如权利要求1所述的极值点，其特征在于：

本发明中所述的极值点，可以是地磁信号强度的极大值点、极小值点或两者共同。所述的极大值点(或极小值点)是指某一时刻的地磁信号强度大于(或小于)其所在一段时间内的任何其它时刻的地磁信号强度，并且与其位置相邻的其它极小值点(或极大值点)的信号强度差值超过设定的阈值。

3.如权利要求1所述的极值点检测，其特征在于：

根据地磁信号强度在上一时刻的升降状态(上升状态或下降状态)，以及当前时刻的地磁信号强度与上一时刻的大小比较，确定当前时刻的升降状态，并从升降状态的转移情况来判断是否出现极值点。

4.如权利要求1所述的地磁特征向量，其特征在于：

待匹配和数据库中的地磁特征向量都是由若干个连续的极值点以及两两相邻之间等分位置点处的地磁强度信号值所构成的向量。特别的，当等分位置点数取1时，该地磁特征向量只包括若干个连续的地磁信号强度极值点。

可选的，地磁特征向量中还可以包括这若干个极值点的相对距离值。

5.如权利要求1所述的相似度匹配，其特征在于：

计算待匹配地磁特征向量与数据库中已知位置坐标的地磁特征向量的相似度度量，从中选出相似度最大值与设定的阈值进行比较。若超过阈值，则认为匹配成功，所述的对应匹配点即为数据库中与相似度最大值所对应的地磁点；否则，认为匹配失败。

6.如权利要求5所述的相似度度量，其特征在于：

本发明中对地磁特征向量采用相关系数ρ₁作为相似度度量，其取值范围为[-1，1]，值越接近1，表示两个地磁特征向量的相似度越大。

可选的，若地磁特征向量中还包括极值点的相对距离值时，对由相对距离构成的地磁特征向量选择采用余弦系数ρ₂作为相似度度量，其取值范围为[0，1]，值越接近1，表示两个地磁特征向量的相似度越大。最终，通过ρ₁和ρ₂的组合形式判断是否匹配成功。

7.如权利要求1所述的平滑滤波，其特征在于：

对一段时间内的地磁信号强度进行平滑滤波处理，可以包括但不限于如下方法：均值滤波、高斯滤波、中值滤波、最值滤波、或者其中几种的组合方式。