基于交变磁场的六自由度定位方法和系统技术方案

技术编号:43472390 阅读:21 留言:0更新日期:2024-11-27 13:11
本发明专利技术提供了一种基于交变磁场的六自由度定位方法和系统,通过利用三轴磁传感器的测量值与一个磁场线圈解析模型计算值的等式关系,即可得出磁源和目标点之间的关于位置和姿态的六元方程;再利用频域复用方法,通过频域分析后,可以得到目标点距离多个位置已知磁源的六自由度关系方程式组;当构建的线性无关方程式数量等于待求解变量6时,即可推算出目标点的位姿信息;而当线性无关方程式数量大于待求解变量6时,可以为目标点的位姿信息提供计算冗余,提高定位精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及近距离磁定位,具体地,涉及一种基于交变磁场的六自由度定位方法和系统


技术介绍

1、磁场定位技术作为一种高效快速的定位跟踪手段,逐渐成为一个研究热点。近距离磁定位技术目前常用的定位原理有以下两种:

2、一种是利用静态或者准静态电磁场在空间的分布信息,通过磁传感器测量空间一处或者多处的磁场强度,再根据一定的算法反推出目标的位置和姿态信息,由于人体组织磁导率与真空磁导率相近,磁场在人体中不会出现明显畸变,这种方法具有三维空间位置和姿态同时测量、对人身无损伤、无视线问题、操作简便、实时的优点,最大的缺陷是易受铁磁性物质干扰;

3、另一种是利用电磁波(无线电波)的反射性质,从发射端发射电磁脉冲,然后在接收端接收反射回来的信号,继而确定目标的位置和运动状态,这种方法不需要在待测物体内设置额外的定位装置,但是当电磁波频率低时,比如短波,定位精度不高;增加电磁波频率,则会导致波的反射性增强。


技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种基于交变磁场的六自由度定位方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,磁场解析模型的输入为空间位置,输出为磁感应强度,表达式为:

3.根据权利要求2所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,从坐标系二到坐标系三,设坐标系二的欧拉角中俯仰角、横滚角、偏航角的角度为α、β、γ,则有:

4.根据权利要求3所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,磁传感器实际测量值为:

5.根据权利要求4所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,通过构建误差函:Error1=|B1x...

【技术特征摘要】

1.一种基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,磁场解析模型的输入为空间位置,输出为磁感应强度,表达式为:

3.根据权利要求2所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,从坐标系二到坐标系三,设坐标系二的欧拉角中俯仰角、横滚角、偏航角的角度为α、β、γ,则有:

4.根据权利要求3所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,磁传感器实际测量值为:

5.根据权利要求4所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,通过构建误差函:error1=|b1x′-b1x″|+|b1y′-b1y″|+|b1z′-b1z″|,当所有误差均不存在时,error1等于零,即求得满足磁传感器的理论值与磁传感器实际测量值相等条件的位姿参数;其中,error1表示空间内单个测量点处,理论计算的磁感应强度与实际测量得到磁感应强度的差值;

...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛宇航李林石大山王家成夏斯港
申请(专利权)人:上海机电工程研究所
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1