一种基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法及系统技术方案
【技术实现步骤摘要】
一种基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法及系统
本专利技术涉及空间磁场定位
，特别是指一种基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法及系统。
技术介绍
目前，定位技术主要有全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)定位技术、射频传感网节点定位技术、惯性导航定位技术及磁场定位技术。GPS和传感网定位均使用不能穿透土壤的高频电磁波，限制了其在地下环境的使用，惯性导航技术存在累积误差，只适合辅助定位。因此基于近场理论的磁场定位技术是进行地下定位的最佳手段。现有针对磁场定位技术的研究中，既有通过检测参考点信标磁场强度来计算自身位置的主动定位技术，也有待定位信号源自身产生磁场被外部传感器检测并定位的被动定位技术。这些定位技术主要被应用在短距离定位的医学领域。而在地表下定位的应用中，待定位信号源与地表检测点的距离达到几十甚至几百米，现有的磁定位技术显然无能为力，也就是，现有的三维定位技术难以在地表下长距离实施。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法及系统，以解决现有技术所存在的三维空间定位技术无法应用于地表下...
【技术保护点】
一种基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法，其特征在于，包括：通过发射电路与谐振线圈产生交变磁场信号，所述谐振线圈为圆形线圈和谐振电容串联构成的串联谐振电路；对地表上的4个不同检测点分别测量所述交变磁场信号的磁感应强度的矢量坐标；根据测量的4个不同检测点的所述磁感应强度的矢量坐标，确定待定位信号源的三维坐标值。
【技术特征摘要】
1.一种基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法，其特征在于，包括：通过发射电路与谐振线圈产生交变磁场信号，所述谐振线圈为圆形线圈和谐振电容串联构成的串联谐振电路；对地表上的4个不同检测点分别测量所述交变磁场信号的磁感应强度的矢量坐标；根据测量的4个不同检测点的所述磁感应强度的矢量坐标，确定待定位信号源的三维坐标值；其中，所述测量所述交变磁场信号的磁感应强度的矢量坐标包括：通过三个轴相互垂直的三轴磁传感器将所述交变磁场信号的三个相互垂直方向上信号分量感应成三路电动势信号；通过带通滤波电路滤除所述三路电动势信号频谱之外的噪声信号；根据A/D转换器采样值的大小，将所述带通滤波电路输出的所述三路电动势信号放大到合适的三路模拟电压信号并转化为三路数字电压信号；根据所述三路数字电压信号，确定所述交变磁场信号的磁感应强度的矢量坐标；所述通过三个轴相互垂直的三轴磁传感器将所述交变磁场信号转化为三路电动势信号之后包括：通过阻抗匹配电路使所述三轴磁传感器的输出阻抗与所述带通滤波电路的输入阻抗达到匹配。2.根据权利要求1所述的基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法，其特征在于，所述根据所述三路数字电压信号，确定所述交变磁场信号的磁感应强度的矢量坐标包括：确定所述三路数字电压信号的幅值分别对应的磁感应强度的幅值；对所述三路数字电压信号的相位进行分析，将所述相位归为0和π两类，0相位和π相位分别对应磁感应强度幅值的正和负；根据分析结果，确定所述三路数字电压信号分别对应的磁感应强度的幅值的正负；根据磁感应强度的幅值及幅值的正负，确定所述交变磁场信号的磁感应强度的矢量坐标。3.根据权利要求1所述的基于三轴磁传感器的三维磁场定位方法，其特征在于，所述根据测量的4个不同检测点的所述磁感应强度的矢量坐标，确定待定位信号源的三维坐标值包括：根据4个检测点的所述交变磁场信号的磁感应强度的矢量坐标，确定待定位信号源所在闭合曲面的第一离散点坐标集合{(x′i，y′i，z′i)}，其中，i＝1,2,3,4，分别对应四个不同的检测点；以其中一个检测点的中心为原点，位于该检测点的三轴磁传感器的三个轴的方向为坐标轴建立全局直角坐标系；将所述第一离散点坐标集合的坐标经过坐标旋转及坐标平移变换到所述全局直角坐标系中，确定待定位信号源所在闭合曲面的第二离散点坐标集合{(xi，yi，zi)}，其中，i＝1,2,3,4，分别对应四个不同的检测点；确定所述第二离散点坐标集合的交点坐标集合；确定所述交点坐标集合的重心坐标值。4.一种基于三轴磁传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓彤，黄琪玮，马静，徐金梧，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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