传感器阵列、用于构建磁图的系统和方法、以及基于磁图对移动设备进行本地化的系统和方法技术方案

根据本发明专利技术的实施方式，提供了一种传感器阵列。该传感器阵列包括多个磁场传感器，多个该磁场传感器被配置成基本上同时操作用于构建表示环境的磁图。每个磁场传感器可以被配置成对磁场传感器的定位处的周围磁场进行测量，该定位处于环境内或者处于磁场传感器距环境的边缘边界的工作距离内。每个磁场传感器可以被布置成与相邻的磁场传感器间隔开一距离，使得由该磁场传感器和相邻的磁场传感器测得的相应的周围磁场被消歧。根据本发明专利技术的另外的实施方式，还提供了磁图、以及用于构建磁图的系统和方法、以及用于对移动设备进行本地化的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

各种实施方式涉及传感器阵列、磁图、用于构建磁图的系统和方法、以及用于对移动设备进行本地化的系统和方法，以及用于对用于构建磁图的旋转不变的周围磁场矢量进行确定的方法。

技术介绍

1、现有的用于移动设备在gnss挑战的环境(例如酒店、医院、机场、工业仓库、集装箱海港，等等)中本地化的方法在很大程度上依赖于预安装的缺乏灵活性的基础设施(例如wi-fi路由器、rfid、uwb、qr码、磁性引导带，等等)，并且需要巨大的用于部署和维护的成本。日常生活中我们周围的磁场(即周围磁场，amf)在不同位置表现出高度的独特性和普遍性，这被证明是一种可行的无基础设施的本地化解决方案，并已逐渐用于广泛的应用，诸如导航、地图、辅助智能操作等。

2、现有的基于amf的映射的方法利用单个磁力计传感器/惯性测量单元来对与3d定向相关的amf数据进行测量并构建磁图，其效率显著地低，因此不适用于大规模环境。

3、现有的基于amf的本地化的方法主要利用与3d定向相关的amf数据进行2d空间中基于单一指纹的匹配，其中，现有的基于afm的本地化的方法对定向误差是敏感的，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种传感器阵列，所述传感器阵列包括：

2.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，多个所述磁场传感器包括以下中的至少一者：

3.根据权利要求1或2所述的传感器阵列，其中，多个所述磁场传感器以基本上规则的空间间隔布置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列为q维传感器阵列，其中，q为1、2或3。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的传感器阵列，其中，多个所述磁场传感器被校准以获得有利于构建所述磁图的校准参数。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的传感器阵列，所述传感器阵列以可释放的方式与移动...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种传感器阵列，所述传感器阵列包括：

2.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中，多个所述磁场传感器包括以下中的至少一者：

3.根据权利要求1或2所述的传感器阵列，其中，多个所述磁场传感器以基本上规则的空间间隔布置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列为q维传感器阵列，其中，q为1、2或3。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的传感器阵列，其中，多个所述磁场传感器被校准以获得有利于构建所述磁图的校准参数。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的传感器阵列，所述传感器阵列以可释放的方式与移动设备耦接，所述移动设备能够移动至所述定位。

7.一种系统，所述系统包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述传感器阵列包括多个所述磁场传感器。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述映射模块还被配置成：

10.根据权利要求9所述的系统，其中，

11.根据权利要求9或10所述的系统，所述系统还包括辅助传感器，所述辅助传感器与所述映射模块通信，所述辅助传感器被配置成提供用于建立所述坐标的测量结果。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述辅助传感器包括gnss/gps接收器、lidar系统、或相机。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的系统，其中，所述周围磁场指纹包括旋转不变的周围磁场指纹。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的系统，其中，所述映射模块还被配置成：通过对每个位置内的所收集的所述旋转不变的周围磁场矢量进行平均，来对所述每个位置的所述周围磁场指纹进行确定。

15.根据权利要求9至14中的任一项所述的系统，其中，所述映射模块还被配置成：对所收集的所述旋转不变的周围磁场矢量中的一个与所收集的相邻的旋转不变的周围磁场矢量之间的至少一个空位进行填充。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述映射模块还被配置成：通过对所收集的所述旋转不变的周围磁场矢量执行插值，来对所述至少一个空位进行填充。

17.根据权利要求9至14中的任一项所述的系统，其中，所述映射模块还被配置成：对所测得的周围磁场中的一个周围磁场与所测得的相邻的周围磁场之间的至少一个空位进行填充。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述映射模块还被配置成：通过对所述测得的周围磁场执行插值，来对所述至少一个空位进行填充。

19.根据权利要求7至18中的任一项所述的系统，其中，所述本地化模块被配置成：通过基于用于粗略本地化的归一化常数、所述候选初始姿态的先验分布和用于粗略本地化的观测模型对所述候选初始姿态的概率分布进行计算，来对所述候选初始姿态进行推断。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述候选初始姿态的所述先验分布是均匀分布。

21.根据权利要求19或20所述的系统，其中，通过p(z0|x0，mb)来表示用于粗略本地化的观测模型，其中，

22.根据权利要求7至21中的任一项所述的系统，所述系统还包括辅助本地化装置，所述辅助本地化装置与所述本地化模块通信，其中，所述辅助本地化装置被配置成：对根据所述磁图中的所述候选位置对所述移动设备的所述候选初始姿态的推断进行加速。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述辅助本地化装置包括：基于激光的本地化装置、基于视觉的本地化装置、或基于gnss/gps的本地化装置。

24.根据权利要求7至23中的任一项所述的系统，其中，所述本地化模块被配置成：通过基于用于精细本地化化的归一常数、用于精细本地化的观测模型和用于精细本地化的运动模型对所述精细姿态的所述概率分布进行计算，来对所述移动设备的所述精细姿态进行推断。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王郸维，吴震宇，
申请(专利权)人：南洋理工大学，
类型：发明
国别省市：