一種基於三軸矢量磁傳感器陣的磁性目標定位方法
2023-05-03 19:35:21 1
專利名稱：一種基於三軸矢量磁傳感器陣的磁性目標定位方法
技術領域：
本發明涉及一種高精度的磁性目標定位方法，具體涉及一種基於三軸矢量磁傳感器陣的磁性目標定位方法，屬於磁測量領域。
背景技術：
磁探測技術廣泛應用於導航定位、地質勘探、生物醫療、沉船打撈等領域。磁定位技術是磁探測技術的核心技術之一。
目前最常用的磁定位方法，就是根據所建立的磁性目標磁場模型推導出相應的定位公式，然後再根據所測量的磁場值進行定位求解。這實際上是一個反演過程，涉及到求解非線性方程組，常見的求解方法有神經網絡法,逐次回歸法,遺傳算法搜索求解,POffELL法， 遺傳算法和單純形法聯合求解等。
上述這種傳統的磁定位方法存在數據量大，計算複雜，求解結果不穩定，實時性差，定位誤差大等缺點。發明內容
有鑑於此,本發明提出一種基於三軸矢量磁傳感器陣的磁性目標定位方法，該方法利用由五個三軸矢量磁傳感器組成磁梯度張量測量陣列來對磁性目標進行定位，定位精度高，能夠克服上述傳統磁定位方法的不足。
採用該方法進行磁性目標定位的步驟為
步驟一布置磁梯度張量測量陣列
磁梯度張量測量陣列由五個三軸矢量磁傳感器組成，布置磁梯度張量測量陣列時，位於探測點處的三軸矢量磁傳感器為基準傳感器。其它三軸矢量磁傳感器分布在基準傳感器周圍，為參考傳感器。設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為X向、y向和Z向，布置磁梯度張量測量陣列時應保證所有三軸矢量磁傳感器對應的三個敏感軸均相互平行。在 X向的正向和負向各布置一個參考傳感器，在I向的正向和負向各布置一個參考傳感器，四個參考傳感器與基準傳感器之間的距離均相等。
步驟二 利用步驟一所建立的磁梯度張量測量陣列測量磁性目標在探測點處的磁梯度張量G和磁感應強度B
設基準傳感器為I號傳感器。位於X向正向上的參考傳感器為2號傳感器,位於X 向負向上的參考傳感器為4號傳感器,位於y向正向上的參考傳感器為3號傳感器,位於y 向負向上的參考傳感器為5號傳感器。四個參考傳感器與基準傳感器之間的距離均為d。
五個三軸矢量磁傳感器輸出的數據分別為(Blx，Bly, Blz)，(B2x, B2y, B2z)、(B3x, B3y, B3J、 4x，B4y, B4z)、(B5x，B5y, B5z)。
其中Bab表示第a個三軸矢量磁傳感器測得的在b方向上的磁感應強度，a=l、2、3、 4、5，b=x、y、Z0
則磁性目標在探測點處的磁梯度張量G為
權利要求
1.一種基於三軸矢量磁傳感器陣的磁性目標定位方法，其特徵在於， 步驟一布置磁梯度張量測量陣列 所述磁梯度張量測量陣列由五個三軸矢量磁傳感器組成，布置磁梯度張量測量陣列時，位於探測點處的三軸矢量磁傳感器為基準傳感器；其它三軸矢量磁傳感器分布在基準傳感器周圍，為參考傳感器；設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為X向、y向和Z向，布置磁梯度張量測量陣列時應保證所有三軸矢量磁傳感器對應的三個敏感軸均相互平行；在X向的正向和負向各布置一個參考傳感器，在I向的正向和負向各布置一個參考傳感器，四個參考傳感器與基準傳感器之間的距離均相等； 步驟二 利用步驟一所建立的磁梯度張量測量陣列測量磁性目標在探測點處的磁梯度張量G和磁感應強度B 設基準傳感器為I號傳感器；位於X向正向上的參考傳感器為2號傳感器,位於X向負向上的參考傳感器為4號傳感器,位於y向正向上的參考傳感器為3號傳感器,位於y向負向上的參考傳感器為5號傳感器；四個參考傳感器與基準傳感器之間的距離均為d ； 五個三軸矢量磁傳感器輸出的數據分別為(Blx，Bly, Blz)，(B2x, B2y, B2z)、(B3x, B3y, B3z)、(B4x，B4y7 B4z)、(B5x，B5y, B5z)； 其中Bab表示第a個三軸矢量磁傳感器測得的在b方向上的磁感應強度，a=l、2、3、4、5,b=x、y> ζ ； 則磁性目標在探測點處的磁梯度張量G為
全文摘要
本發明公開一種基於三軸矢量磁傳感器陣的磁性目標定位方法，該方法利用由五個三軸矢量磁傳感器組成磁梯度張量測量陣列來對磁性目標進行定位，定位精度高。具體方案為首先利用磁梯度張量測量陣列測量磁性目標周圍某點處的磁梯度張量；然後利用磁梯度張量對磁性目標與磁測陣列的相對距離及相對坐標進行解算最後根據所解算出的相對距離及相對位置坐標，便可實現對磁性目標的定位。這種定位方法簡單、實用、定位精度高。
文檔編號G01V3/08GK102927981SQ20121040430
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者盧俊傑, 陳正想, 李偉, 石超, 王秀 申請人:中國船舶重工集團公司第七一〇研究所