[发明专利]一种基于磁场特征矢量的定位方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，包括：

获取三个及以上磁强计分别在磁信标处的特征矢量；

根据所述特征矢量确定所述磁信标的位置，

所述根据所述特征矢量确定所述磁信标的位置包括：

根据第一公式确定所述特征矢量与所述磁强计的位置的关系，所述第一公式包括：

cosα_ij＝(i_i·i_j)，

其中，l_i,j表示磁强计i与磁强计j之间的距离，l_i表示磁强计i与磁信标之间的距离，l_j表示磁强计j与磁信标之间的距离，i_i和i_j分别表示磁强计i的特征矢量与磁强计j的特征矢量，

所述根据所述特征矢量确定所述磁信标的位置还包括：

根据第二公式确定所述磁信标的位置，所述第二公式包括：

l_i＝||M-P_i||,l_ij＝||P_i-P_j||，

其中，所述磁信标的位置表示为M＝(m_x,m_y,m_z)，磁强计i，磁强计j和磁强计k的位置分别表示为

根据所述磁信标的位置确定磁信标坐标系的相对姿态角以标定所述磁信标，

所述根据所述磁信标的位置确定磁信标坐标系的相对姿态角包括：

根据所述磁信标的位置确定估计特征矢量，

根据所述估计特征矢量确定所述磁信标坐标系的旋转矩阵，

根据所述旋转矩阵确定所述磁信标坐标系的所述相对姿态角。

2.根据权利要求1所述的基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，所述获取三个及以上磁强计分别在磁信标处的特征矢量包括：

获取磁信标模型，其中，所述磁信标在所述磁信标模型中工作于预设频率；

根据所述磁信标的所述预设频率确定磁场矢量；

根据所述磁场矢量确定各所述磁强计在所述磁信标处的所述特征矢量。

3.根据权利要求2所述的基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，所述磁信标模型的建立过程包括：

基于磁偶极子模型，在设定应用环境中设置所述磁信标；

将所述磁信标的工作频率设置为所述预设频率，建立所述磁信标模型。

4.根据权利要求2所述的基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，所述根据所述磁场矢量确定各所述磁强计在所述磁信标处的所述特征矢量包括：

根据所述磁场矢量确定磁场的三轴分量；

根据所述三轴分量确定所述磁强计在所述磁信标处的所述特征矢量。

5.根据权利要求1所述的基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，所述根据所述旋转矩阵确定所述磁信标坐标系的所述相对姿态角包括：

根据所述旋转矩阵确定所述磁信标坐标系的相对姿态角λ、ψ和γ，其中，λ为所述磁信标坐标系关于X轴的旋转姿态角，ψ为所述磁信标坐标系关于Y轴的旋转姿态角，ψ为所述磁信标坐标系关于Z轴的旋转姿态角。