[发明专利]一种基于三轴磁阻传感器的铁磁性目标三维定位方法

摘要

本发明涉及一种无线传感器网络目标定位领域的铁磁性目标三维定位方法，包括以下步骤：对采用的三轴磁阻传感器进行校准或标定；利用任意摆放的磁阻传感器获取传感器所处位置的环境磁场信号的输出，记为判断任意摆放的磁阻传感器X、Y、Z轴的绝对指向；划分三轴磁阻传感器的球形探测区域；当目标进入磁阻传感器探测范围时，记磁阻传感器X、Y、Z三轴磁场信号的输出分别为对与的差值B_x与的差值B_y，与的差值B_z进行滑动平均滤波处理；对经过滤波处理的三轴信号B_x、B_y、B_z的波峰、波谷进行判断；判断铁磁性目标的所在区域；估计目标位置。该方法不受传感器节点摆放方式与目标体积限制，不依赖于目标磁矩，简单便捷，成本低且便于实施。

主权项

1.一种基于三轴磁阻传感器的铁磁性目标三维定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对采用的三轴磁阻传感器进行校准或标定；步骤二、利用任意摆放的三轴磁阻传感器获取传感器所处位置的环境磁场信号的输出，记为步骤三、判断任意摆放的三轴磁阻传感器三个轴在空间的绝对指向；步骤四、划分以三轴磁阻传感器为球心、以其探测距离为半径的球形探测区域，具体为：以三轴磁阻传感器为坐标原点，以三轴磁阻传感器的三个轴X、Y、Z的方向为空间直角坐标系的坐标轴X'、Y'、Z'的方向，建立空间直角坐标系O-X′Y′Z′，根据铁磁性目标进入三轴磁阻传感器探测区域时，三轴磁阻传感器三轴输出信号的不同特征，将三轴磁阻传感器的球形探测区域以空间直角坐标系的八个卦限为基准划分为8个区域：I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII；步骤五、当铁磁性目标进入三轴磁阻传感器探测范围时，记三轴磁阻传感器X、Y、Z三轴磁场信号的输出分别为步骤六、对与的差值B_x，与的差值B_y，与的差值B_z进行滑动平均滤波处理；步骤七、对经过滑动平均滤波处理的三轴信号B_x、B_y、B_z的波峰、波谷进行判断；步骤八、判断铁磁性目标的所在区域，判断的方法为：如果B_x、B_y、B_z均出现波峰，则铁磁性目标进入了区域I；如果B_x出现波谷，B_y出现波峰，B_z出现波峰，则铁磁性目标进入了区域II；如果B_x出现波谷，B_y出现波谷，B_z出现波峰，则铁磁性目标进入了区域III；如果B_x出现波峰，B_y出现波谷，B_z出现波峰，则铁磁性目标进入了区域IV；如果B_x出现波峰，B_y出现波峰，B_z出现波谷，则铁磁性目标进入了区域V；如果B_x出现波谷，B_y出现波峰，B_z出现波谷，则铁磁性目标进入了区域VI；如果B_x、B_y、B_z均出现波谷，则铁磁性目标进入了区域VII；如果B_x出现波峰，B_y出现波谷，B_z出现波谷，则铁磁性目标进入了区域VIII。步骤九、当单传感器节点探测到目标时，取步骤八中所得区域对应的八分之一球面的中心为目标的位置；当有多个传感器探测到目标时，各个传感器分别按照前述步骤判断出目标所在区域，然后取各个区域的重叠部分中心作为目标的位置。