[发明专利]一种基于多磁信标的定位方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于多磁信标的定位方法，其特征在于，包括：

步骤b，采集多个磁信标在目标位置产生的混合磁场信号，其中，每个所述磁信标由不同频率的正弦信号激励；

步骤c，从所述混合磁场信号中提取每个所述磁信标在目标位置产生的对应的合成磁场信号；

步骤d，根据所述合成磁场信号计算所述磁信标的磁场旋转面的特征矢量；

步骤e，根据所述特征矢量计算所述目标位置与所述磁信标的中心的相对俯仰角；

步骤f，根据计算出的多个所述相对俯仰角，建立多个所述相对俯仰角与目标位置坐标之间的方程组；

步骤g，求解所述方程组，得到所述目标位置坐标。

2.根据权利要求1所述的基于多磁信标的定位方法，其特征在于，所述磁信标产生的所述合成磁场信号包括所述磁信标中两根螺线管在所述目标位置分别产生的磁场信号的叠加。

3.根据权利要求2所述的基于多磁信标的定位方法，其特征在于，所述步骤c中，从所述混合磁场信号中提取每个磁信标在目标位置产生的对应的合成磁场信号包括：将所述混合磁场信号输入不同通带的带通滤波器，提取每个所述磁信标对应的所述合成磁场信号。

4.根据权利要求2所述的基于多磁信标的定位方法，其特征在于，所述步骤c中，从所述混合磁场信号中提取每个磁信标在目标位置产生的对应的合成磁场信号包括：通过三角函数拟合提取每个所述磁信标对应的所述合成磁场信号。

5.根据权利要求3或4所述的基于多磁信标的定位方法，其特征在于，所述步骤d中，根据所述合成磁场信号计算所述磁信标的磁场旋转面的特征矢量包括：

获取处于两个不同时刻的所述合成磁场信号，对处于两个不同时刻的所述合成磁场信号进行矢量叉乘，得到所述特征矢量。

6.根据权利要求5所述的基于多磁信标的定位方法，其特征在于，所述步骤e中，根据所述特征矢量计算所述目标位置与所述磁信标的中心的相对俯仰角包括：

步骤e1，计算所述特征矢量与z轴方向的夹角α；

步骤e2，根据所述夹角α与所述相对俯仰角的关系式

计算所述相对俯仰角。

7.根据权利要求6所述的基于多磁信标的定位方法，其特征在于，所述步骤e2中，根据所述夹角α与所述相对俯仰角的关系式计算所述相对俯仰角包括：通过最小二乘拟合法解算所述关系式。

8.根据权利要求1-4任一所述的基于多磁信标的定位方法，其特征在于，所述步骤g中，求解所述方程组，得到所述目标位置坐标包括：通过高斯牛顿法解算所述方程组。

9.一种基于多磁信标的定位装置，其特征在于，包括：

磁通门传感器(20)，其用于采集多个磁信标在目标位置产生的混合磁场信号，其中，每个所述磁信标由不同频率的正弦信号激励；

信号提取单元(30)，其用于从所述混合磁场信号中提取每个磁信标在目标位置产生的对应的合成磁场信号；

第一计算单元(40)，其用于根据所述合成磁场信号计算所述磁信标的磁场旋转面的特征矢量；

第二计算单元(50)，其用于根据所述特征矢量计算所述目标位置与所述磁信标的中心的相对俯仰角；

方程建立单元(60)，其用于根据计算出的多个所述相对俯仰角，建立多个所述相对俯仰角与目标位置坐标之间的方程组；

方程解算单元(70)，其用于求解所述方程组，得到所述目标位置坐标。

10.一种基于多磁信标的定位系统，其特征在于，包括：

磁信标(100)，其由两根规格完全一样的螺线管正交排列组成，用于在目标位置产生旋转磁场；

信号发生器(10)，其用于向多个固定到已知位置的所述磁信标(100)输入不同频率的正弦信号；

还包括如权利要求9所述的基于多磁信标的定位装置。