【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及偶极子定位方法，尤其涉及基于磁力计算法偶极子定位方法。
技术介绍
1、传统的定位方法通常依赖于卫星导航系统(如gps)或无线通信信号，其虽然能够帮助快速定位，但这些方法在室内、地下或其他信号遮挡区域存在局限性，容易出现定位偏差。此外，这些方法需要昂贵的设备和复杂的设置过程。因此，开发一种既经济又实用的定位方法具有重要意义。
2、经检索，中国专利申请号为cn200410064118.7的专利，公开了一种gps终端、gps定位系统和gps定位方法。其中的gps定位方法，包括：接收一个gps信号并检测一个接收的电场的强度的步骤；如果接收到的电场强，则选择根据该gps信号由一个gps终端获得的导航数据，并且如果接收到的电场弱，则选择根据该gps信号从一个外部系统获得的导航数据的步骤；根据所述选择的导航数据检测该gps终端的位置的步骤。上述专利中的gps定位方法存在以下不足：在室内、地下或其他信号遮挡区域时容易出现定位偏差，局限性较大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于磁力计算法偶极子定位方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、基于磁力计算法偶极子定位方法，包括如下步骤：
4、s1：获取磁场数据：使用磁力计、传感器设备获取周围磁场的数值分布；磁场数据通过数学模型进行预处理，以消除噪声和干扰；
5、s2：计算磁力梯度：将磁场数据转换为二维或三维空间中
6、s3：确定偶极子位置：根据磁力梯度计算物体的偶极子位置；其实施方式为：测量物体产生的与磁场方向垂直的偶极子场的强度和方向，确定物体的位置；
7、s4：输出定位结果：将计算得到的偶极子位置信息反馈给用户；用户根据实际需求对定位结果进行进一步处理和分析。
8、优选的：所述s1步骤中，获取磁场数据的方法包括如下步骤：
9、s11：使用磁力计、传感器设备获取周围磁场的数值分布；
10、s12：使用多个磁力计进行校准和数据融合；
11、s13：对获取到的磁场数据进行预处理，通过滤波、去噪等算法，以消除噪声和干扰；
12、s14：将预处理后的磁场数据转换为二维或三维空间中的磁力梯度向量；
13、s15：根据实际需求，选择单精度或双精度或四精度的磁力梯度计算方法。
14、优选的：所述s14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量，具体方式为：
15、设磁力计i的输出为di(x,y),则磁力梯度向量可以表示为：
16、
17、其中，表示散度运算，和分别表示对x和y的偏导数；
18、对于一个二维平面上的物体，其磁力梯度向量表示为：
19、dωi＝[di(x,y)dx/dx+di(x,y)dy/dy]
20、其中，dx/dx和dy/dy分别表示x和y方向上的一阶偏导数；
21、然后，使用有限差分法来近似计算这些偏导数；
22、将一个任意点p(x0,y0)处的偏导数近似为一个有限差分值；
23、使用这个有限差分值来计算整个物体的磁力梯度向量。
24、优选的：所述s14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量时，使用有限差分法来近似计算偏导数的具体方式为：
25、假设离物体最近的已知点p(x0,y0),那么该点的偏导数通过以下公式计算：
26、dx/dx＝(di(x0+h,y0)-di(x0-h,y0))/(2h)
27、dy/dy＝(di(x0,y0+h)-di(x0,y0-h))/(2h)
28、其中，h是一个很小的常数；通过这种方式，将一个任意点p(x0,y0)处的偏导数近似为一个有限差分值。
29、优选的：所述s14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量时，使用有限差分值来计算整个物体的磁力梯度向量的具体方式为：
30、将每个点p(x0,y0)处的偏导数累加起来，得到整个物体的磁力梯度向量：
31、dωi＝[sum_{j＝1}^n(di(xi_j,yi_j)dx/dx+di(xi_j,yi_j)dy/dy)]
32、其中，xi_j和yi_j是离物体最近的n个点的坐标。
33、优选的：所述s2步骤中，计算磁力梯度的方法包括如下步骤：
34、s21：将磁力梯度向量表示为一个矩阵或数组形式；
35、s22：对磁力梯度矩阵或数组进行线性代数运算；
36、s23：根据所得到的特征向量和特征值，得到磁场强度随空间坐标的变化情况。
37、优选的：所述s3步骤中，确定偶极子位置的具体方法，包括如下步骤：
38、s31：根据得到的磁力梯度信息，计算物体的偶极子位置；
39、s32：计算偶极子场的强度，具体采用如下公式：
40、e＝b*(1+cos(θ))
41、其中e为偶极子场强度，b为磁场强度，θ为物体到磁场源的距离与磁场方向之间的夹角；
42、s33：计算偶极子场的方向，具体采用如下公式：
43、θ＝arccos(b*(1+cos(θ)))
44、其中θ为偶极子场的方向角度。
45、优选的：所述s4步骤中，输出定位结果的具体方法，包括如下步骤：
46、s41：将计算得到的偶极子位置信息反馈给用户；在电子地图上标注出物体的位置；
47、s42：根据实际需求，可以将定位结果进行进一步处理和分析；计算物体的速度、加速度运动参数，根据定位结果进行路径规划。
48、优选的：所述s1步骤中，磁场数据通过数学模型进行预处理的方式为：
49、设磁场数据为一个向量，其大小和方向可以用数学模型表示为：
50、b＝b0*exp(-i*ωt)
51、其中，b0是基磁场强度，ω是角频率，t是时间；
52、通过数学模型进行预处理的公式表示为：
53、b_processed＝b_0*exp(-iωt)*α+b_0*exp(-iωt)*β
54、其中，α和β是两个常数，用于调整磁场数据的幅度和相位。
55、本专利技术的有益效果为：
56、1.本专利技术提出的基于磁力计算法偶极子定位方法，通过精确测量磁场变化，可以实现较高的定位精度；与卫星导航系统相比，本方法不受信号遮挡和干扰的影响，具有更高的可靠性。
57、2.本专利技术提出的基于磁力计算法偶极子定位方法，可以在实时环境中进行定位，适用于各种应用场景；适用于各种环境和应用场景，如智能停车、室内定位、地下矿井定位、农业种植定位等。
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1.基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述S1步骤中，获取磁场数据的方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述S14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量，具体方式为：
4.根据权利要求3所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述S14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量时，使用有限差分法来近似计算偏导数的具体方式为：
5.根据权利要求4所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述S14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量时，使用有限差分值来计算整个物体的磁力梯度向量的具体方式为：
6.根据权利要求1所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述S2步骤中，计算磁力梯度的方法包括如下步骤：
7.根据权利要求1所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述S3步骤中，确定偶极子位置的具体方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求1所述
9.根据权利要求1所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述S1步骤中，磁场数据通过数学模型进行预处理的方式为：
...【技术特征摘要】
1.基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述s1步骤中，获取磁场数据的方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述s14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量，具体方式为：
4.根据权利要求3所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述s14步骤中，采用有限差分法计算磁力梯度向量时，使用有限差分法来近似计算偏导数的具体方式为：
5.根据权利要求4所述的基于磁力计算法偶极子定位方法，其特征在于，所述s14步骤中，采用有限差...
【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁诺斯·马夫里亚斯，吴军，杨波，涂小芳，
申请(专利权)人：广东中科凯泽信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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