[发明专利]一种圆线圈磁场定位装置和方法

摘要

本发明公开了一种圆线圈磁场定位装置和方法，包括数据处理及控制单元、D/A转换电路、驱动电路、保护电路、圆线圈、电流检测电路、滤波放大电路、A/D转换电路以及三轴磁力计。首先由数据处理及控制单元控制D/A转换电路按照码分多址的方式产生驱动信号给驱动电路，在保护电路的作用下驱动圆线圈产生低频变化的磁场，同时电流检测电路将通过圆线圈的电流信号经滤波放大和A/D转换电路后给数据处理及控制单元，构成电流控制的反馈回路。三轴磁力计将测量得到的磁场信息传给上位机进行位置和姿态的解算并显示。优点在于圆线圈的结构简明，架设灵活，磁场利用率与冗余性高，求解算法不受非视距的影响，不需要离线指纹地图，抗干扰能力强。

主权项

一种圆线圈磁场定位装置，其特征在于：数据处理及控制单元、D/A转换电路、驱动电路、保护电路、圆线圈、电流检测电路、滤波放大电路、A/D转换电路顺序连接，其中数据处理及控制单元与上位机连接，三轴磁力计也与上位机连接；(1)数据处理及控制单元，主要由DSP处理器以及SDRAM存储器，FLASH存储器，电源组成，一方面与上位机相连接，由上位机对其进行逻辑功能和数据处理功能的初始设定，另一方面与D/A转换电路和A/D转换电路连接，前者是控制D/A转换电路产生驱动信号，后者是通过A/D转换电路接收通过圆线圈的反馈电流信号；(2)D/A转换电路，将数据处理及控制单元输出的数字信号转换为模拟信号，并作为驱动信号给驱动电路；(3)驱动电路，主要由幅度放大、功率放大电路组成，将驱动信号进行放大处理，在保护电路的作用下驱动圆线圈产生低频变化的磁场；(4)保护电路，由过压保护电路和过流保护电路构成，起静电保护和防止芯片以及圆线圈损坏的作用；(5)圆线圈，是能够形成圆度、间距比较统一的磁场线圈，并按照一定拓扑结构固定在室内，根据驱动信号产生低频变化的磁场；(6)电流检测电路，主要由分流电阻器和电流检测放大器组成，目的是将通过圆线圈的电流大小反馈给数据处理及控制单元；(7)滤波放大电路，主要由仪表放大器和自动增益控制电路组成，将电流检测电路得到的信号进行滤波及幅度放大；(8)A/D转换电路，负责将滤波放大后的模拟信号转换为供数据处理及控制单元处理的数字信号；(9)三轴磁力计，用于测量传感器坐标系中三个正交的轴向磁场大小，可是独立的测量设备，或集成在移动终端中的设备；(10)上位机，主要是PC机或移动终端设备，通过串口或者USB与数据处理及控制单元和三轴磁力计分别相连，上位机利用三轴磁力计的输出数据进行位置和姿态的求解并将求解结果显示在上位机的交互式图形界面上。