[發明專利]一種基于檢測陣列運動規劃的磁源磁場信號檢測方法

有效

• 申請號: 201811039004.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109324298B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 李敬;周基陽;黃強;郝陽;趙石雷
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02;G01V3/40
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;仇蕾安

1.一種磁源磁場信號的檢測方法，該方法應用于利用檢測陣列跟蹤外部磁體以檢測磁源磁場信號的過程，其特征在于，包括：

步驟一、預先存儲外部磁體與檢測陣列之間具有不同相對位姿時，檢測陣列檢測得到的每種相對位姿對應的外部磁體磁場；

步驟二、在通過外部磁體引導磁源運動的條件下，需要進行磁源定位時，將檢測陣列運動到外部磁體與檢測陣列的多個相對位姿中的最優相對位姿上；所述最優相對位姿的選取為：將磁源上一次檢測位置和外部磁體當前位置的連線中心作為所述磁源估計位置；根據判定指標，選取最優相對位姿；所述判定指標包括：①由檢測陣列中心指向磁源估計位置的方向向量最接近由檢測陣列中心指出的法向量方向；②磁源估計位置與檢測陣列之間的垂直距離最小；

步驟三、在當前最優相對位姿處，檢測陣列測量總磁場；從所述總磁場中去除最優相對位姿對應的外部磁體磁場以及地磁磁場，得到磁源磁場。

2.如權利要求1所述的磁源磁場信號的檢測方法，其特征在于，所述步驟一為：固定檢測陣列位姿，移動外部磁體到不同的多個位姿上；利用檢測陣列測量磁場，該測量磁場減去檢測陣列當前位姿對應的地磁磁場，得到各個相對位姿對應的外部磁體磁場。

3.如權利要求2所述的磁源磁場信號的檢測方法，其特征在于，步驟一中，所述檢測陣列當前位姿對應的地磁磁場的獲取方式為：檢測陣列位姿固定后，在去除外部磁體和磁源的情況下，采用檢測陣列中的每個磁傳感器芯片測量磁場信號，得到檢測陣列當前所處的地磁磁場。

4.如權利要求1所述的磁源磁場信號的檢測方法，其特征在于，所述判定指標進一步包括：③檢測陣列從當前位姿運動至最優相對位姿時，各自由度位移絕對值之和最小。

5.如權利要求4所述的磁源磁場信號的檢測方法，其特征在于，進一步對選取最優相對位姿的各個標準進行加權融合，利用融合指標選取最優相對位姿。

6.如權利要求1或2所述的磁源磁場信號的檢測方法，其特征在于，當檢測陣列處于某一位姿時，該位姿對應的地磁磁場的獲取方式為：

預先存儲檢測陣列運動空間范圍內各位置點的地磁磁場；

在檢測陣列當前位姿下，判斷檢測陣列上每個磁傳感器芯片的位置是否與存儲磁場的各位置點重合；對于重合者，直接從存儲數據中取值得到磁傳感器芯片的磁場B1；對于未重合者，將存儲的相鄰位置點的磁場值進行插值計算，得到磁傳感器芯片的磁場B1；

如果磁傳感器芯片相對于預先存儲地磁磁場所使用的磁傳感器坐標軸有旋轉，則將所述磁場B1對當前位姿下的檢測陣列進行投影，得到檢測陣列當前所處位姿對應的地磁磁場；如果沒有旋轉，則所述磁場B1即為檢測陣列當前所處位姿對應的地磁磁場。

7.如權利要求6所述的磁源磁場信號的檢測方法，其特征在于，所述預先存儲檢測陣列運動空間范圍內各位置點的地磁磁場為：

選取檢測陣列上其中一個磁傳感器芯片A，令磁傳感器芯片A的坐標系與世界坐標系重合；在去除磁源和外部磁體的情況下，在檢測陣列的運動空間范圍內，令檢測陣列做水平和垂直方向運動，且按照設定密度均勻移動，采集各個位置點的磁場信號，即得到檢測陣列運動空間范圍內各位置點的地磁磁場；所述設定密度為：相鄰位置點地磁信號之差與所需獲得的磁源磁場精度等數量級。