[發(fā)明專利]一種磁探測(cè)精度的檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010056008.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111239838B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘東華;林生鑫;靳崇渝;金銀錫;葛宇航;李立毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01V3/38
• 分類(lèi)號(hào): G01V3/38;G01V3/08
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發(fā)明提出了一種磁探測(cè)精度的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：建立全方向磁探測(cè)模型，利用全方向定位誤差分布圖計(jì)算磁目標(biāo)的方向?qū)Υ盘綔y(cè)精度的影響規(guī)律，為實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中磁目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的選取提供依據(jù)；利用全方向精度分布曲線和全方向誤差期望λ₀，全面、準(zhǔn)確地衡量磁探測(cè)方法的探測(cè)精度；通過(guò)全方向定位誤差分布圖找到有可能等效全方向磁探測(cè)模型的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用總偏差率T選取能最準(zhǔn)確地衡量磁探測(cè)精度的一條或多條運(yùn)動(dòng)軌跡；搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。本發(fā)明能更加準(zhǔn)確地檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁探測(cè)精度的檢測(cè)方法，屬于技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁探測(cè)可實(shí)時(shí)探測(cè)非配合的磁目標(biāo)，是眾多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在醫(yī)療研究領(lǐng)域，磁探測(cè)可用于膠囊內(nèi)窺鏡定位、手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航、靶向癌細(xì)胞的檢測(cè)、放射治療等。在地球物理領(lǐng)域，可用于洞穴測(cè)繪、油氣和礦產(chǎn)勘探、考古勘探、地球磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)等；在軍事工程領(lǐng)域，可用于水下潛艇探測(cè)、艦船探測(cè)、未爆炸物探測(cè)等。

磁探測(cè)方法可以分為解析反演法和數(shù)值反演法。在數(shù)值反演法中，被廣泛使用的有Levenberg-Marquardt(L-M)算法、粒子群優(yōu)化(PSO)算法和遺傳算法(GA)。數(shù)值反演法都需要幾秒以上的時(shí)間才能完成一次探測(cè)，而且往往需要進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，適用的場(chǎng)合很有限。解析反演法通過(guò)單點(diǎn)測(cè)量即可反演出磁目標(biāo)的位置和磁矩，能實(shí)時(shí)跟蹤磁目標(biāo)，被廣泛使用。因此，本文所說(shuō)的磁探測(cè)方法主要指解析反演法。

磁探測(cè)方法是磁探測(cè)的核心，方法的改進(jìn)和探測(cè)精度的準(zhǔn)確衡量是提高磁探測(cè)精度的重要研究?jī)?nèi)容。方法的改進(jìn)后的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是如何準(zhǔn)確地衡量磁探測(cè)精度。如果片面地衡量磁探測(cè)精度，不僅會(huì)使實(shí)際的探測(cè)精度無(wú)法滿足要求，還有可能為磁探測(cè)方法的二次改進(jìn)提供錯(cuò)誤的導(dǎo)向。因?yàn)榇_保實(shí)際磁探測(cè)中的探測(cè)精度滿足要求是最終的目標(biāo)，所以需要先搭建計(jì)算模型準(zhǔn)確、全面地計(jì)算磁探測(cè)方法的探測(cè)精度，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。在現(xiàn)有的磁探測(cè)精度的檢測(cè)中，普遍存在如下問(wèn)題：

1、在模型計(jì)算中，忽略了磁目標(biāo)可以出現(xiàn)在任意方向上的實(shí)際工況，只計(jì)算磁目標(biāo)在特定方向上的情況，片面地衡量了磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。

現(xiàn)有研究在建立計(jì)算模型計(jì)算磁探測(cè)方法的探測(cè)精度時(shí)，都只計(jì)算了磁目標(biāo)在特定方向上的情況。但在實(shí)際磁探測(cè)中，磁目標(biāo)往往是非配合的，它所在的方向是任意和不受控制的。現(xiàn)有研究在沒(méi)有證明特定情況具有全局代表性的情況下，只計(jì)算特定工況下的磁探測(cè)，這種計(jì)算方式無(wú)法全面、準(zhǔn)確地衡量磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。

2、在實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中，忽略了磁目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)探測(cè)精度的影響，通過(guò)簡(jiǎn)單選取的運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)法準(zhǔn)確地檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。

現(xiàn)有研究都是通過(guò)磁目標(biāo)在簡(jiǎn)單選取的運(yùn)動(dòng)軌跡上的探測(cè)誤差來(lái)檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。并且，現(xiàn)有研究沒(méi)有考慮磁目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)探測(cè)誤差的影響，所選取的運(yùn)動(dòng)軌跡的缺乏依據(jù)。但磁目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)對(duì)磁探測(cè)方法的探測(cè)誤差產(chǎn)生很大的影響，不同的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)有不同的檢測(cè)結(jié)果。如果簡(jiǎn)單地選取一條運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度，將造成檢測(cè)結(jié)果的不確定性和片面性。因此，在實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中，現(xiàn)有研究所選取的運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)法準(zhǔn)確地檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種磁探測(cè)精度的檢測(cè)方法，解決在模型計(jì)算中，現(xiàn)有的研究忽略了實(shí)際工況，只計(jì)算磁目標(biāo)在特定方向上的情況，片面地衡量了磁探測(cè)方法的探測(cè)精度，以及在實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中，現(xiàn)有的研究忽略了磁目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)探測(cè)精度的影響，簡(jiǎn)單選取的一條運(yùn)動(dòng)軌跡，無(wú)法準(zhǔn)確地檢測(cè)磁探測(cè)方法的探測(cè)精度的問(wèn)題。

一種磁探測(cè)精度的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：

步驟一、建立全方向磁探測(cè)模型，利用全方向定位誤差分布圖計(jì)算磁目標(biāo)的方向?qū)Υ盘綔y(cè)精度的影響規(guī)律，為實(shí)驗(yàn)檢測(cè)中磁目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的選取提供依據(jù)；

步驟二、利用全方向精度分布曲線和全方向誤差期望λ₀，全面、準(zhǔn)確地衡量磁探測(cè)方法的探測(cè)精度；