[發(fā)明專利]一種基于三角函數(shù)擬合的旋轉磁場定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910155827.2
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109883415B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 李清華;王煜;解偉男;奚伯齊;鄭元勛;胡捷凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01C21/08
• 分類號: G01C21/08
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;鞠永帥

1.一種基于三角函數(shù)擬合的旋轉磁場定位方法，其特征在于，包括：

設置磁信標，使所述磁信標產(chǎn)生滿足預設分布函數(shù)的旋轉磁場；

獲取待測目標位置的總磁場強度H₀^，（t）；

采用三角函數(shù)擬合法對所述目標位置的總磁場強度H₀^，（t）進行去噪處理，得到所述目標位置處由所述磁信標引發(fā)的正弦磁場的強度H^，（t），包括：

建立與所述正弦磁場的強度H^，（t）的正弦信號相同頻率的參考信號；

獲取所述正弦信號與所述參考信號的互關聯(lián)參數(shù)，根據(jù)所述互關聯(lián)參數(shù)確定所述正弦信號的幅值A和相位φ；

根據(jù)所述正弦信號的幅值A和相位φ確定所述正弦磁場的強度H^，（t）：

，

其中，H^，_x，H^，_y，H^，_z為正弦磁場的強度H^，（t）的三軸分量，A_x，A_y，A_z為正弦磁場的強度H^，（t）的幅值A的三軸分量，ω為正弦磁場的強度H^，（t）的頻率，φ_x，φ_y，φ_z為正弦磁場的強度H^，（t）的相位φ的三軸分量，a_x、a_y、a_z、b_x、b_y、b_z分別為對應角標A_x，A_y，A_z展開的幅值分量；

根據(jù)所述正弦磁場的強度H^，（t）確定所述旋轉磁場的旋轉面的特征矢量H_cs；

根據(jù)所述旋轉磁場的預設分布函數(shù)和所述正弦磁場的強度H^，（t）確定所述目標位置到所述磁信標中心的距離r，包括：根據(jù)所述磁信標產(chǎn)生的磁場強度和所述正弦磁場的強度H^，（t）相同確定磁場方程，根據(jù)所述磁場方程確定所述目標位置到所述磁信標中心的距離r：

，

其中，，，，根據(jù)所述特征矢量H_cs確定所述目標位置相對于所述磁信標中心的方位角θ₀和俯仰角φ₀；

根據(jù)所述目標位置到所述磁信標中心的距離r、所述目標位置相對于所述磁信標中心的方位角θ₀和俯仰角φ₀進行坐標系轉換，以確定所述目標位置的定位結果。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于三角函數(shù)擬合的旋轉磁場定位方法，其特征在于，所述磁信標包括兩個相互正交且線圈匝數(shù)和直徑相同的螺線管；

所述設置磁信標，使所述磁信標產(chǎn)生滿足預設分布函數(shù)的旋轉磁場包括：向兩個所述螺線管中分別通入的電流為相位差為π/2的正弦電流。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于三角函數(shù)擬合的旋轉磁場定位方法，其特征在于，所述獲取待測目標位置的總磁場強度H₀^，（t）包括：

獲取所述待測目標位置在目標位置坐標系下的磁場強度H_raw，獲取所述目標位置坐標系相對于磁信標坐標系的姿態(tài)旋轉矩陣R；

通過所述待測目標位置在所述目標位置坐標系下的磁場強度H_raw和所述姿態(tài)旋轉矩陣R確定所述待測目標位置在所述磁信標坐標系下的總磁場強度H₀^，（t）。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于三角函數(shù)擬合的旋轉磁場定位方法，其特征在于，通過磁通門傳感器獲取所述待測目標位置在目標位置坐標系下的磁場強度H_raw，通過慣性傳感器獲取所述姿態(tài)旋轉矩陣R。