[實用新型]基于五個三軸矢量磁傳感器的磁性目標定位裝置

有效

• 申請號: 201220540457.8
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN202975350U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 盧俊杰;陳正想;石超
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一〇研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;付雷杰

技術領域

本實用新型涉及一種高精度的磁性目標定位裝置，具體涉及一種基于五個三軸矢量磁傳感器的磁性目標定位裝置，屬于磁測量領域。

背景技術

磁探測技術廣泛應用于導航定位、地質勘探、生物醫療、沉船打撈等領域。磁定位技術是磁探測技術的核心技術之一。

目前最常用的磁定位方法，就是根據所建立的磁性目標磁場模型推導出相應的定位公式，然后再根據所測量的磁場值進行定位求解。這實際上是一個反演過程，涉及到求解非線性方程組，常見的求解方法有神經網絡法，逐次回歸法，遺傳算法搜索求解，POWELL法，遺傳算法和單純形法聯合求解等。

上述這種傳統的磁定位方法存在數據量大，計算復雜，求解結果不穩定，實時性差，定位誤差大等缺點。

發明內容

有鑒于此，本實用新型提出一種基于五個三軸矢量磁傳感器的磁性目標定位裝置，該裝置利用由五個三軸矢量磁傳感器組成磁梯度張量測量陣列來測量磁性目標的磁矩，定位精度高，且計算簡便。

該測量裝置包括磁梯度張量測量陣列、數據采集模塊和數據處理模塊。

所述磁梯度張量測量陣列由五個三軸矢量磁傳感器組成，布置磁梯度張量測量陣列時，位于探測點處的三軸矢量磁傳感器為基準傳感器。其它三軸矢量磁傳感器分布在基準傳感器周圍，為參考傳感器。設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為x向、y向和z向，布置磁梯度張量測量陣列時應保證：至少在兩個方向上布置參考傳感器；當在某個方向上布置參考傳感器時，保證該方向上正向和負向的參考傳感器對稱布置；每個參考傳感器與基準傳感器之間的距離均相等；所有三軸矢量磁傳感器對應的三個敏感軸均相互平行。

所述數據采集模塊同時對五個三軸矢量磁傳感器的15路磁信號進行數據采集。

所述數據處理模塊與數據采集模塊相連，數據采集模塊將采集到的數據發送給數據處理模塊，數據處理模塊依據接收到的數據進行磁矩解算，從而得到磁性目標與探測點的相對位置關系。

為了直觀的顯示測量結果，該裝置進一步包括定位結果顯示模塊，定位結果顯示模塊與數據處理模塊相連，用于顯示數據處理模塊輸出的定位結果。

有益效果

該裝置利用由五個三分量矢量磁傳感器組成測量陣列進行磁性目標的磁矩測量，定位

方法簡單、定位精度高且方便快捷。

附圖說明

圖1該裝置的原理框圖；

圖2五個三軸矢量磁傳感器組成的磁測陣列的結構示意圖；

圖3為采用該裝置對磁性目標進行定位的效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。

本實施例提供一種基于五個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置，該裝置利用五個三軸矢量磁傳感器組成的磁梯度張量測量陣列來測量磁性目標的磁矩。

本實施例提供的測量裝置包括磁梯度張量測量陣列、數據采集模塊、數據處理模塊和磁矩顯示模塊，如圖1所示。

其中磁梯度張量測量陣列的布置方式如圖2所示，設五個三軸矢量磁傳感器的編號分別為1號～5號。將布置在探測點處的1號三軸矢量磁傳感器作為基準傳感器，其它三軸矢量磁傳感器作為參考傳感器。設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為x向、y向和z向，建立坐標系xyz，所有三軸矢量磁傳感器對應的三個敏感軸均相互平行。四個參考傳感器中2號和4號三軸矢量磁傳感器分別布置在x向的正向和負向，3號和5號三軸矢量磁傳感器分別布置在y向的正向和負向；四個參考傳感器與基準傳感器之間的距離均為d。

數據采集模塊同時對五個三軸矢量磁傳感器的15路磁信號進行數據采集，五個三軸矢量磁傳感器輸出的數據分別為：(B_1x，B_1Y，B_1z)，(B_2x，B_2y，B_2z)、(B_3x，B_3y，B_3z)、(B_4x，B_4y，B_4z)、(B_5x，B_5y，B_5z)；其中B_ab表示第a個三軸矢量磁傳感器測得的在b方向上的磁感應強度，a=1、2、3、4、5,b=x、y、z，其中磁性目標在探測點處的磁感應強度B即為基準傳感器輸出的磁信號：(B_1x，B_1y，B_1z)。