[發(fā)明專利]基于磁偶極子場的磁指紋提取方法、裝置、系統(tǒng)與介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112504267B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國強;程甚男;張鐵龍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學（深圳）
• 主分類號: G01C21/08
• 分類號: G01C21/08;G01C21/20
• 代理公司: 深圳市恒程創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44542
• 代理人: 苗廣冬

本發(fā)明公開了一種基于磁偶極子場的磁指紋提取方法，磁偶極子場由采集空間中的磁場發(fā)生器產(chǎn)生，磁場發(fā)生器包括螺線管，方法包括：通過預設(shè)測量點處的磁傳感器獲取預設(shè)測量點處的疊加磁場分量；根據(jù)疊加磁場分量，確定預設(shè)測量點處的背景磁場，以及螺線管在預設(shè)測量點處產(chǎn)生的目標磁場；根據(jù)目標磁場，確定預設(shè)測量點的位置；根據(jù)背景磁場和位置，得到采集空間中的磁指紋。本發(fā)明還公開了一種基于磁偶極子場的磁指紋提取裝置、系統(tǒng)和介質(zhì)。本發(fā)明通過磁偶極子場環(huán)境中預設(shè)測量點處采集到的疊加磁場分量，確定預設(shè)測量點處的背景磁場以及預設(shè)測量點的位置，從而得到采集空間的磁指紋，不需要事先劃分網(wǎng)格來采集磁指紋，有利于減小磁指紋采集的工作量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間磁場分布技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于磁偶極子場的磁指紋提取方法、裝置、系統(tǒng)與介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著城市的不斷拓展，大型建筑物的數(shù)量也越來越多，人們在室內(nèi)活動的時間也越來越長，對室內(nèi)定位、導航的需求也越來越大。在室內(nèi)定位方法的研究中，基于磁場信號的室內(nèi)定位方法不需要事先安裝額外的設(shè)備、不受多徑效應(yīng)的影響等，具有較高的商業(yè)推廣價值。

基于磁場的室內(nèi)定位方法包括構(gòu)建磁指紋地圖、磁場測量、匹配定位這三個部分的內(nèi)容。建筑內(nèi)部的磁場是由地球固有磁場和建筑物自身的鋼筋、混凝土等結(jié)構(gòu)以及金屬門框、家具、電器等產(chǎn)生的磁場疊加而成，磁指紋指的是建筑物內(nèi)部固有磁場的空間分布。通過磁場測量來獲取磁指紋是構(gòu)建磁指紋地圖的基礎(chǔ)，也是后續(xù)匹配定位的關(guān)鍵。

獲取磁指紋的常用方法是根據(jù)預設(shè)路徑類型對建筑物內(nèi)部空間進行區(qū)域劃分，形成若干個拆分區(qū)域；創(chuàng)建每個拆分區(qū)域的采集路徑，并為采集路徑設(shè)置相應(yīng)的采集規(guī)則；按每個拆分區(qū)域的采集路徑與采集規(guī)則，對相應(yīng)拆分區(qū)域的磁指紋進行數(shù)據(jù)采集，對采集到的磁指紋數(shù)據(jù)進行處理后生成磁指紋庫。通過這種方式可以獲得所有網(wǎng)格點的磁場信息，得到對應(yīng)的磁指紋信息，但這種方法需要事先劃分好網(wǎng)格，使得磁指紋采集的工作量較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提出一種基于磁偶極子場的磁指紋提取方法、裝置、系統(tǒng)與介質(zhì)，旨在實現(xiàn)不需要事先劃分網(wǎng)格就能提取磁指紋的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于磁偶極子場的磁指紋提取方法，所述磁偶極子場由采集空間中的磁場發(fā)生器產(chǎn)生，所述磁場發(fā)生器包括螺線管，所述方法包括如下步驟：

通過預設(shè)測量點處的磁傳感器獲取所述預設(shè)測量點處的疊加磁場分量；

根據(jù)所述疊加磁場分量，確定所述預設(shè)測量點處的背景磁場，以及所述螺線管在所述預設(shè)測量點處產(chǎn)生的目標磁場；

根據(jù)所述目標磁場，確定所述預設(shè)測量點的位置；

根據(jù)所述背景磁場和所述位置，確定所述采集空間中的磁指紋。

優(yōu)選地，所述通過預設(shè)測量點處的磁傳感器獲取所述預設(shè)測量點處的疊加磁場分量的步驟包括：

調(diào)整預設(shè)測量點處的磁傳感器的姿態(tài)，以使所述磁傳感器的三軸方向與預設(shè)坐標系的參考方向一致；

控制所述磁傳感器進行采集，得到所述預設(shè)測量點處的疊加磁場分量。

優(yōu)選地，所述磁場發(fā)生器還包括電源組件，所述電源組件為所述螺線管提供交流電，所述根據(jù)所述疊加磁場分量，確定所述預設(shè)測量點處的背景磁場，以及所述螺線管在所述預設(shè)測量點處產(chǎn)生的目標磁場的步驟包括：

獲取所述交流電的周期，并基于所述周期，確定所述疊加磁場分量的統(tǒng)計周期；

在所述統(tǒng)計周期內(nèi)，獲取所述螺線管通入正向電流時在所述預設(shè)測量點處采集到的第一疊加磁場分量，以及通入反向電流時在所述預設(shè)測量點處采集到的第二疊加磁場分量；

基于所述第一疊加磁場分量和所述第二疊加磁場分量，確定所述預設(shè)測量點處的背景磁場，以及所述螺線管在所述預設(shè)測量點處產(chǎn)生的目標磁場。