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

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011335732.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN112504267B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)強(qiáng);程甚男;張鐵龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號(hào): G01C21/08
• 分類號(hào): G01C21/08;G01C21/20
• 代理公司: 深圳市恒程創(chuàng)新知識(shí)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(chǎng)的磁指紋提取方法，磁偶極子場(chǎng)由采集空間中的磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生，磁場(chǎng)發(fā)生器包括螺線管，方法包括：通過預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的磁傳感器獲取預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的疊加磁場(chǎng)分量；根據(jù)疊加磁場(chǎng)分量，確定預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的背景磁場(chǎng)，以及螺線管在預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處產(chǎn)生的目標(biāo)磁場(chǎng)；根據(jù)目標(biāo)磁場(chǎng)，確定預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)的位置；根據(jù)背景磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)環(huán)境中預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處采集到的疊加磁場(chǎng)分量，確定預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的背景磁場(chǎng)以及預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)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(lái)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(chǎng)分布技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于磁偶極子場(chǎng)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(lái)越多，人們?cè)谑覂?nèi)活動(dòng)的時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)，對(duì)室內(nèi)定位、導(dǎo)航的需求也越來(lái)越大。在室內(nèi)定位方法的研究中，基于磁場(chǎng)信號(hào)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(jià)值。

基于磁場(chǎng)的室內(nèi)定位方法包括構(gòu)建磁指紋地圖、磁場(chǎng)測(cè)量、匹配定位這三個(gè)部分的內(nèi)容。建筑內(nèi)部的磁場(chǎng)是由地球固有磁場(chǎng)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(chǎng)疊加而成，磁指紋指的是建筑物內(nèi)部固有磁場(chǎng)的空間分布。通過磁場(chǎng)測(cè)量來(lái)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(yù)設(shè)路徑類型對(duì)建筑物內(nèi)部空間進(jìn)行區(qū)域劃分，形成若干個(gè)拆分區(qū)域；創(chuàng)建每個(gè)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(gè)拆分區(qū)域的采集路徑與采集規(guī)則，對(duì)相應(yīng)拆分區(qū)域的磁指紋進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)采集到的磁指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后生成磁指紋庫(kù)。通過這種方式可以獲得所有網(wǎng)格點(diǎn)的磁場(chǎng)信息，得到對(duì)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(chǎng)的磁指紋提取方法、裝置、系統(tǒng)與介質(zhì)，旨在實(shí)現(xiàn)不需要事先劃分網(wǎng)格就能提取磁指紋的目的。

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

通過預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的磁傳感器獲取所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的疊加磁場(chǎng)分量；

根據(jù)所述疊加磁場(chǎng)分量，確定所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的背景磁場(chǎng)，以及所述螺線管在所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處產(chǎn)生的目標(biāo)磁場(chǎng)；

根據(jù)所述目標(biāo)磁場(chǎng)，確定所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)的位置；

根據(jù)所述背景磁場(chǎng)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(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的磁傳感器獲取所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的疊加磁場(chǎng)分量的步驟包括：

調(diào)整預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)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(yù)設(shè)坐標(biāo)系的參考方向一致；

控制所述磁傳感器進(jìn)行采集，得到所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的疊加磁場(chǎng)分量。

優(yōu)選地，所述磁場(chǎng)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(chǎng)分量，確定所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的背景磁場(chǎng)，以及所述螺線管在所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處產(chǎn)生的目標(biāo)磁場(chǎng)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(chǎng)分量的統(tǒng)計(jì)周期；

在所述統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，獲取所述螺線管通入正向電流時(shí)在所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處采集到的第一疊加磁場(chǎng)分量，以及通入反向電流時(shí)在所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處采集到的第二疊加磁場(chǎng)分量；

基于所述第一疊加磁場(chǎng)分量和所述第二疊加磁場(chǎng)分量，確定所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處的背景磁場(chǎng)，以及所述螺線管在所述預(yù)設(shè)測(cè)量點(diǎn)處產(chǎn)生的目標(biāo)磁場(chǎng)。