[发明专利]一种基于多磁信标的定位方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种基于多磁信标的定位方法、装置及系统，所述定位方法包括：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；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；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；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；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；求解所述方程组，得到所述目标位置坐标。所述定位方法在复杂室内环境下受障碍物的影响较小，定位的精度和稳定性高，不会有累计误差。

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，特别涉及一种基于多磁信标的定位方法、装置及系统。

背景技术

近年来，随着全球卫星定位系统(GNSS)的不断覆盖和完善，定位服务已经渐渐成为了人们工作、生活中不可分割的一部分。在室外环境下，GNSS定位的精度已经基本能够满足日常生活需求，然而，在室内环境中，由于地形复杂、存在诸多障碍物干扰等原因，GNSS定位的精度较低，甚至无法完成定位。传统的室内定位技术可以分为三类，分别是基于无线信号的定位技术、基于数据库的指纹定位技术和基于惯性的航位推算技术。其中，基于无线信号的定位技术由于无线信号的频率较高，当环境中存在障碍物遮挡时，信号会产生较大衰减，进而导致定位精度下降；基于数据库的指纹定位技术很难适应环境变化较大的场景，因此只能作为辅助导航手段；基于惯性的航位推算技术短期的定位精度高，但是误差会随着时间积累。

由此可见，传统的定位方法难以实现复杂室内环境下的高精度、高可靠性定位。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于多磁信标的定位方法，以解决传统定位方法难以实现复杂室内环境下的高精度、高可靠性定位的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于多磁信标的定位方法，包括：

步骤b，采集多个所述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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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；