用於使用參數轉換定位物體的方法和裝置的製作方法
2023-10-19 22:22:52 3
專利名稱：用於使用參數轉換定位物體的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種參數轉換系統和方法，並且更具體地涉及用於定位物體的參數轉換系統和方法。
背景技術：
在挖掘的過程中重要的是有地下的精確地圖以避免損壞現存的設施例如水，氣以及電線。例如，當要在某一區域中安裝新管道時，該區域中任何已存在的管道的位置必須是已知的，以避免在挖掘用於新管道的溝道時損壞它們。缺少用於施工地的精確的表面地圖會導致每年成千上萬的管道破壞，從而花費數十億的修理費用。
使用常規的管道定位裝置，一單頻率電流被射入一管道中，並且此電流的所述磁場被使用一單手持裝置在所述地上測量。如果只存在一單個的直管，那麼常規的管道定位裝置能夠從在地上測量的磁場值精確地確定所述管道的方向和深度。但是如果存在不只一個管道或者如果一個管道彎曲的相當厲害，此常規的裝置就不能給出所述管道位置的精確估計。此失敗的原因是由此常規管道定位裝置使用的方法是在地下只存在一單個的管道的假設下進行的。所述本發明的參數轉換系統和方法不是根據此限制性假設，並且可以被用於在複雜的環境中精確地定位多個管道以及彎曲的管道。
一根據本發明的參數轉換系統能夠克服常規系統的所述缺點。另外，一根據本發明的參數轉換系統能夠配置在一移動車輛，拖車，或者一便攜的機架上，以使在所述系統移動時能夠形成地下圖象。
發明內容
本發明提供了一種用於使用參數轉換來定位物體的方法。本發明的附加的特徵和優點將在後面的描述中闡述，並且部分地將從該描述中變得明顯，或者可以通過實施本發明而學會。本發明的目標和其他的優點將通過在所寫的說明書以及權利要求以及附圖中特別指出的所述方法和裝置中認識和獲得。
為了獲得這些以及其他的優點，並且根據本發明的目的，如所實施的以及廣義地描述的，根據本發明的一系統使用參數轉換來定位一物體。一種使用參數轉換來定位一目標物體的裝置包括，一信號發射器，能夠將一信號射入所述目標物體中，其中所述目標的至少一部分被掩埋，一磁場接收器，一匹配處理器，用於使對應於所述目標物體以及至少一個其他物體的一參數化磁場分布模型與由所述磁場接收器接收的一磁場匹配，以及一定位處理器，用於使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
一種使用參數轉換來定位一目標物體的方法，包括發射一信號到所述目標物體中，其中目標物體的至少一部分被掩埋，接收從所述目標物體輻射的磁場，使對應於所述目標物體以及至少一個其他的物體的一參數化磁場分布模型與所述接收的磁場匹配，並且使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
前面的一般描述以及後面詳細描述都是典型的和解釋性的，並且目的是提供對如所要求的本發明的進一步的解釋。
這裡所包括的且構成本說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施方式，並且與上面給出的本發明的總體描述以及下面給出的所述實施方式的詳細描述，用於解釋本發明的原理。
圖1是根據本發明的一定位物體的裝置的實施方式的框圖；圖2是根據本發明的一接收器的實施方式的框圖；圖3是可用於定位物體的本發明的一實施方式的示意圖；
圖4是可以用於定位物體的本發明的一實施方式的示意圖；圖5是根據本發明的可以用於定位物體的方法的流程圖；圖6是根據本發明的可以用於定位物體的一移動的基於車輛的系統的一實施方式的示意圖；圖7是根據本發明的可以用於定位物體的一移動的基於車輛的系統的一實施方式的示意圖；圖8是根據本發明的可以用於定位物體的一移動的基於車輛的系統的一實施方式的示意圖；以及圖9是根據本發明的一便攜的定位裝置的一實施方式的示意圖。
具體實施例方式
公開了一種用於使用參數轉換來定位掩埋體的方法和裝置。圖1是根據本發明的用於使用參數轉換來識別掩埋體的一裝置100的一實施方式。裝置100包括夾子102，發送器104，接收器106，以及信號處理器108(包括一匹配處理器以及定位處理器，沒有示出)。夾子102可以是，例如一感應夾子或者一導電夾子。在根據本發明的一實施方式中，發送器104和接收器106分別包括一定數量的發送和接收陣列元件。例如，如圖2的框圖中所描繪的，接收器106包括一接收器元件陣列202，其垂直於接收器106的方向排列。可以選擇的，接收器106可以是一個合成的陣列，即移過地面以模擬一陣列的單個接收器。
Radiodetection公司發布了HCtx-2模型的發送器，包括夾子(用於感應以及導電兩種耦合)適於執行發送器104和夾子102的操作。接收器106檢測在所述發送器頻率處的一磁場。適於在根據本發明的實施方式中使用的接收器包括來自Radiodetection的PDL-2型接收器。
圖3是一環境的示意圖，在該環境下，根據本發明的一實施方式可被使用一使用參數轉換來定位掩埋體。在圖3中水龍頭302從所述地面304伸出。目標管道306向水龍頭302供水。在目標管道306旁邊延伸的是第二管道308。根據本發明的裝置300包括接收器106，信號處理器108，發送器104，以及夾子102，精確地定位目標管道306而不被其他旁邊存在的物體，例如第二管道308，所混淆。
為了使用根據本發明的一實施方式來定位一掩埋體，一操作員將夾子102放置在所述物體暴露在地面上的部分，例如水龍頭302上。發送器104現在通過夾子102耦合到水龍頭302，發射例如在大約100Hz到100kHz範圍中的一信號到目標管道306中。因此在所述發送器頻率處振蕩的一電流產生在目標管道306中。
在目標管道306中流動的電流導致電流在旁邊的管道上例如第二管道308上流動。在所述目標管道以及第二管道中的電流一起產生一磁場，其可以使用接收器106在所述地面304的表面上或上方測量。在根據本發明的一實施方式中，所述對應於穿過所述目標以及第二管道的所述電流的磁場可以在所述地面304上的不只一個高度上被接收器106接收。例如接收器106可以被定位以接收地表面處以及在所述地表面上一英尺處的所述磁場。信號處理器108處理由接收器106接收的磁場信號以獲取所述磁場的二維地圖。
在根據本發明的另一實施方式中，發送器104被修改以同時以多個頻率發送。夾子102被改進以在所述發送器產生的每個頻率感應地或者導電地耦合到多個管道。因此，在不同頻率的電流可以被同時地射入多個管道中，每個管道發射一個頻率。在此方法之下，每個接收不同發送器頻率的管道被看作一個目標管道。接收器106接收處於所述不同發送器頻率的所述磁場。信號處理器108處理由接收器106接收在不同頻率的磁場信號並且產生所述磁場的二維地圖以定位所述掩埋體。
圖4中示出了根據本發明的一實施方式，其用於通過向兩個管道中發射信號來定位物體的。除了圖3中的元件之外，圖4包括一第二裝置410，包括接收器412，信號處理器414，以及發送器416。儘管圖4中410被描繪為的一單獨的裝置，多個接收器，信號處理器，以及發送器可以被組合(全部或者部分地)在一單個的機架中。另外，被表示為單獨的接收器，信號處理器，以及發送器元件也可以組合。
在圖4中，水龍頭302連接到管道306，水龍頭418連接到管道308。裝置300的夾子102被連接到水龍頭302，夾子420被連接到水龍頭418。當完成向所述水龍頭的連接之後，裝置300通過水龍頭302將一第一頻率的信號射入管道306中，並且裝置410通過水龍頭418將一第二頻率的信號射入管道308中。裝置300以及裝置410中的所述接收器和信號處理器處理對應於在所述兩個發送器頻率處發射的信號的所述磁場，以定位所述地下管道。
根據本發明的信號處理器108的一實施方式執行一種算法，以產生用於定位掩埋體例如管道的磁場的二維圖。當執行所述算法時，所述信號處理器將圖3中描繪的所述環境影射為一三維笛卡爾坐標系統。地面304上方的半個空間是z＞0。管道被埋入所述地面下，即所述區域z＜0。BX(r)，By(r)，以及Bz(r)分別是由接收器106在一點r處檢測的所述磁場的x，y，和z分量。當所述接收器被實施為一接收器元件的陣列時， 以及 是在每個接收器元件處沿x，y和z方向的接收器陣列元件的輸出，i＝1，2，3，...，Nr，其中Nr是接收器位置的號碼。例如，當所述磁場區域在一NxxNy格子上的兩個高度上被測量時，所述接收器位置的總數是Nr＝2NxNy。
當通過向埋入地下的管道中發射一具有從100Hz到100kHz頻率範圍的信號以定位物體時，所述Bx(r)，By(r)，以及Bz(r)的空間相關性可以被由於流過所述管道的靜態線路電流導致的磁場的空間相關性來近似。所述埋入地下的管道的形狀可以被模型化為分段的直線。所發射的信號在所述管道中產生一個線路電流。例如，在一埋入地下的管道的兩點ra和rb之間的電流是Iab。對應於所述線路電流Iab的所述磁場區域可以由信號處理器108使用由以下等式給出的一參數模型來計算
B(r,ra,rb,Iab)=04Iabrarbr-r|r-r|3ds]]>=0Iab(r-ra)4(|r-ra|2-I^ab.(r-ra)2)[I^ab.(rb-r)|rb-r|-I^ab.(ra-r)|ra-r|]---(1)]]>所述變量I^ab=(rb-ra)/|rb-ra|]]>是沿電流所述方向的一單元向量Iab=IabI^ab,]]>並且μ0＝1.256×10-6H/m是一真空的滲透率。所述符號是向量交叉乘積操作符。可以使用一管道的一般彎曲的路徑模型來代替等式(1)中的直線模型。從ra開始在rb結束的一彎曲路徑部分的磁場由等式(1)中的積分項給出，並且所述項「Iab」被移動到所述積分符號下。因此，所述積分變成rarbIabr-r|r-r|3ds.]]>值 是根據本發明的乘法器的一個例子。本專業技術人員會知道其他的乘法器也是合適的。例如，本專業技術人員會知道其他用於滲透率的值可以被用於計算所測量的磁場，這些值中的一些將導致上面所述等式的變化。
信號處理器108使用所述磁場為所述埋入地下的管道建立一個模型。例如，考慮一模型，其包含N項線路電流，具有由rap和rbp給出的端點，其中，p＝1，2，3，...，N。所對應的電流強度是Iabp。為了將用於所述管道的模型與所接收的場匹配，信號處理器A08使用以下等式從所述磁場的x分量來計算一成本函數Cx(ra1,ra2,...,raN,rb1,rb2,...,rbN,Iab1,Iab2,...,IabN)]]>=i=1Nrp=1N||Bx(ri,rap,rbp,Iabp)|-BxO(ri)|a---(2)]]>所述變量α是一個正常數。例如當α是2時，這樣產生一最小方差目標函數。變量BX0是所觀察的磁場的x分量。對於所述磁場的其他分量可計算類似的成本函數。
信號處理器108通過參數轉換，例如，端點rap，端點rbp，以及電流Iabp，來計算所述模型的參數，上述計算所採取的方式使等式(2)中成本函數降低，並且的得到接近於穿過所述管道的電流的實際值用於所述模型化電流的值。在根據本發明的一實施方式中，由信號處理器108執行計算等式(2)的參數轉換計算以服從牛頓(Newton)最佳化技術，例如那些可以從Mathworks獲得的MATLAB程序中的最佳化工具箱實施的技術。
圖5是根據本發明的用於定位一目標物體的一方法的流程圖，包括通過夾子102發射由發送器104產生信號到所述目標物體中(步驟502)。接收器106接收從所述目標物體輻射的一磁場(步驟504)。信號處理器108使對應於所述目標物體以及至少一個其他的物體的一參數化磁場分布模型與接收的一磁場匹配(例如由等式1中給出)(步驟506)。信號處理器108使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體(步驟508)。
上面描述的信號處理器的功能可以使用執行存儲在存儲器中的一軟體程序的單個處理器或者一組處理器來執行，其中所述軟體相關於每個上面描述的系統操作。另外，在根據本發明的範圍的實施方式中，這裡所描述的功能可以完全在硬體中實施，或者在硬體和軟體元件中分配的所述功能的實施方式中實施。本專業技術人員將認識到的這些以及其他的符合本發明範圍的實施方式仍然將落入本發明的範圍內。
上面定義的本系統元件的操作提供了一種有效的系統，以快速並且準確地定位掩埋體。因此，根據本發明，所公開的系統元件可以被裝入很多類型的結構中，包括便攜的以及移動的結構，以允許對有關區域的迅速而精確的實時觀察。
圖6是一移動車輛600的示圖，其具有一根據本發明的定位一目標物體的系統。一個可延伸和可縮回的夾子602被安裝在移動車輛600上。單元608容納信號處理器604以及發送器606。夾子602通過夾到水龍頭612將由發送器606產生的一信號射入目標管道610中。接收器614附接到臂616，其附接到所述車輛600的後面。信號處理器604如上面詳細描述的那樣處理由接收器614接收的信號，並且能夠在顯示器616上顯示目標的圖象。
圖7是移動車輛600的示圖，其中單元708容納信號處理器604，但是不包含一發送器。另外，發送器706夾到水龍頭612且不由所述移動車輛來運輸。
圖8是根據本發明的一移動車輛800的示圖，其中接收器614，信號處理器604，發送器606，以及夾子602中的一個或者多個可以裝入拖車802中並且拖在所述車輛後面經過所述目標610。
圖9是一便攜機架902的示圖，其中包含一個根據本發明的定位系統。在如圖9所示的實施方式中，機架902包括一個夾子，一個發送器，一個接收器，以及一個信號處理器，如上面的更詳細的描述。一操作者904可以使用手柄906引導便攜的機架902經過所述地面。便攜的機架902可以具有，例如，車輪908或者一個試車場(沒有示出)。可攜式機架902也可以被做得足夠輕，以允許一操作者承載所述整個系統，從而減輕對車輪，試車場，或者類似結構的需要以引導所述機架經過所述地面。
對於本專業技術人員來說很明顯可以在不脫離本發明的精神或者範圍的情況下對所公開的實施方式進行各種修改和變化。因此本發明目的是在於覆蓋落入本發明的權利要求以及它們的等價內容的範圍內的修改和變化。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種定位目標物體的方法，其中所述目標物體的至少一部分被掩埋，包括將一信號射入所述目標物體中；接收從所述目標物體輻射的一磁場；確定一參數化磁場分布模型中對應於所述目標物體以及至少一個其他物體的參數，以便所述模型和所接收的磁場之間的差最小化一預先選擇的成本函數；以及使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括下列子步驟選擇對應至少兩個基本線性的物體的一參數化磁場分布模型。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括下列子步驟選擇一參數化磁場分布模型，其將所述目標物體中的充分彎曲的區域模型化為至少兩個線性物體。
4.如權利要求1所述的方法，還包括下列步驟將至少一個附加的信號射入除所述目標物體之外的一個物體，以建立所述磁場，且其中所述確定步驟還包括使用所述射入的至少一個附加信號以產生一匹配的子步驟。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述確定步驟包括在一接收器位置r使用一參數化磁場分布模型的子步驟，所述模型包括至少一個項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，且具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上的點a和b之間的線路電流；
k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
6.如權利要求1所述的方法，還包括顯示所述目標物體位置。
7.如權利要求1所述的方法，其中，接收自所述目標輻射的磁場的步驟包括以下子步驟在所述目標物體上方至少兩個高度接收所述磁場。
8.一種定位目標物體的方法，其中，所述目標物體至少一部分被掩埋，包括一信號發射器，其能夠將一信號射入所述目標物體中；一磁場接收器；一處理器，用於確定一參數化磁場分布模型中對應於所述目標物體以及至少一個其他物體的參數，以便所述模型和由所述磁場接收器所接收的磁場之間的差最小化一預先選擇的成本函數；及一定位處理器，用於使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
9.如權利要求8所述的裝置，其中，所述處理器包括對應於至少兩個基本線性物體的一參數化磁場分布模型。
10.如權利要求8所述的裝置，其中，所述處理器包括一參數化磁場分布模型，其將所述目標物體中的充分彎曲的區域模型化為至少兩個線性物體。
11.如權利要求8所述的裝置，還包括一發射器，其向除所述目標物體之外的一物體發射至少一附加的信號以建立所述磁場，並且其中所述處理器還包括一處理器，用於使用所述射入的至少一個附加的信號來產生一匹配。
12.如權利要求8所述的裝置，其中所述處理器還包括在一接收器位置r的參數化磁場分布模型，所述模型包括至少一項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上點a和b之間的線路電流；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
13.如權利要求8所述的裝置，還包括一目標物體顯示器。
14.如權利要求8所述的裝置，其中所述信號發射器，磁場接收器，處理器，以及定位處理器中的至少一個被安裝在一移動平臺中。
15.如權利要求8所述的裝置，其中所述信號發射器，磁場接收器，處理器，以及定位處理器中的至少一個被安裝在一便攜平臺中。
16.一種用於一計算機中的電腦程式產品，其適於定位一目標物體，所述目標物體的至少一部分被掩埋，所述電腦程式產品包括一計算機可讀的媒介，用於存儲計算機可讀取的代碼工具，其在由所述計算機執行時，允許所述計算機定位所述目標物體，並且其中所述計算機可讀代碼工具包括計算機可讀指令，用於使所述計算機執行一方法，包括將一信號射入所述目標物體中；接收從所述目標物體輻射的一磁場；確定一參數化磁場分布模型中對應於所述目標物體以及至少一個其他物體的參數，以便所述模型和所接收的磁場之間的差最小化一預先選擇的成本函數；以及使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
17.如權利要求16所述的電腦程式產品，其中所述計算機可讀代碼工具還包括計算機可讀指令，用於使所述計算機計算在一接收器位置r的參數化磁場分布模型的參數，所述模型包括至少一項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，且具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上點a和b之間的線路電流；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
18.一種用於定位一目標物體的裝置，其中所述目標物體的至少一部分被掩埋，包括用於將一信號射入所述目標物體中的裝置；用於接收從所述目標物體輻射的一磁場的裝置；用於確定一參數化磁場分布模型中對應於所述目標物體以及至少一個其他物體的參數，以便所述模型和所接收的磁場之間的差最小化一預先選擇的成本函數的裝置；以及用於使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體的裝置。
19.如權利要求18所述的裝置，其中所述用於確定的裝置還包括用於選擇對應於至少兩個基本線性物體的一參數化磁場分布模型的裝置。
20.如權利要求18所述的裝置，其中，所述用於確定的裝置還包括
用於選擇一參數化磁場分布模型的裝置，其將所述目標物體中的充分彎曲的區域模型化為至少兩個線性物體。
21.如權利要求18所述的裝置，還包括向除所述目標物體之外的一個物體發射至少一個附加信號以建立所述磁場的裝置，且其中，用於確定的裝置還包括使用所述射入的至少一個附加信號來產生一匹配的裝置。
22.如權利要求18所述的裝置，其中所述用於確定的裝置還包括在一接收器位置r使用一參數化磁場分布模型的裝置，所述模型包括至少一個項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上的點a和b之間的線路電流；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
23.如權利要求18所述的裝置，其中，所述用於發射的裝置，用於接收的裝置，用於確定的裝置，以及用於定位的裝置中的至少一個被安裝在一移動平臺中。
24.如權利要求18所述的裝置，其中，所述用於發射的裝置，用於接收的裝置，用於確定的裝置，以及用於定位的裝置中的至少一個被安裝在一便攜平臺中。
25.一種定位目標物體的方法，其中所述目標物體的至少一部分被掩埋，包括將一第一信號射入所述目標物體中；
將一第二信號射入一第二物體中，其中所述第二物體的至少一部分被掩埋；接收可歸因於所述目標物體的第一頻率的一磁場；接收可歸因於所述第二物體的第二頻率的一第二磁場；確定一參數化磁場分布模式中對應於至少兩個物體的參數，以便所述模式與第一和第二磁場之差最小化一預先選擇的價值函數；以及使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體以及所述第二物體。
26.如權利要求25所述的方法，其中，所述確定步驟包括在一接收器位置r使用一參數化磁場分布模型的子步驟，所述模型包括至少一個項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上點a和b之間的線路電流；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
權利要求
1.一種定位目標物體的方法，其中所述目標物體的至少一部分被掩埋，包括將一信號射入所述目標物體中；接收從所述目標物體輻射的一磁場；使對應於所述目標物體以及至少一個其他的物體的一參數化磁場分布模型與所述接收的磁場匹配；以及使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述匹配步驟包括下列子步驟選擇對應至少兩個基本線性的物體的一個參數化磁場分布模型。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述匹配步驟包括下列子步驟選擇一個參數化磁場分布模型，其將所述目標物體中的充分彎曲的區域模型化為至少兩個線性物體。
4.如權利要求1所述的方法，還包括下列步驟將至少一個附加的信號射入除所述目標物體之外的一個物體，以建立所述磁場，且其中所述匹配步驟還包括使用所述射入的至少一個附加信號以產生一匹配的子步驟。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述匹配步驟包括在一接收器位置r使用一參數化磁場分布模型的子步驟，所述模型包括至少一個項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，且具有以下形式kIabrbrar-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上的點a和b之間的線路電流； 是沿電流Iab的方向的一單元向量；k是一個乘數；r是一個表示所述磁場被測量的位置的向量；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
6.如權利要求1所述的方法，還包括顯示所述目標物體位置。
7.如權利要求1所述的方法，其中，接收自所述目標輻射的磁場的步驟包括以下子步驟在所述目標物體上方至少兩個高度接收所述磁場。
8.一種定位目標物體的方法，其中，所述目標物體至少一部分被掩埋，包括一信號發射器，其能夠將一信號射入所述目標物體中；一磁場接收器；一個匹配處理器，用於使對應於所述目標物體以及至少一個其他的物體的一參數化磁場分布模型與由所述磁場接收器接收的一磁場匹配；及一定位處理器，用於使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
9.如權利要求8所述的裝置，其中，所述匹配處理器包括對應於至少兩個基本線性物體的一個參數化磁場分布模型。
10.如權利要求8所述的裝置，其中，所述匹配處理器包括一參數化磁場分布模型，其將所述目標物體中的充分彎曲的區域模型化為至少兩個線性物體。
11.如權利要求8所述的裝置，還包括一發射器，其向除所述目標物體之外的一個物體發射至少一附加的信號以建立所述磁場，並且其中所述匹配處理器還包括一處理器，用於使用所述射入的至少一個附加的信號來產生一匹配。
12.如權利要求8所述的裝置，其中所述匹配處理器還包括在一接收器位置r的參數化磁場分布模型，所述模型包括至少一項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，其具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上點a和b之間的線路電流； 是沿電流Iab的方向的一單元向量；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
13.如權利要求8所述的裝置，還包括一目標物體顯示器。
14.如權利要求8所述的裝置，其中所述信號發射器，磁場接收器，匹配處理器，以及定位處理器中的至少一個被安裝在一移動平臺中。
15.如權利要求8所述的裝置，其中所述信號發射器，磁場接收器，匹配處理器，以及定位處理器中的至少一個被安裝在一便攜平臺中。
16.一種用於一計算機中的電腦程式產品，其適於定位一目標物體，所述目標物體的至少一部分被掩埋，所述電腦程式產品包括一計算機可讀的媒介，用於存儲計算機可讀取的代碼工具，其在由所述計算機執行時，允許所述計算機定位所述目標物體，並且其中所述計算機可讀代碼工具包括計算機可讀指令，用於使所述計算機執行一方法，包括將一信號射入所述目標物體中；接收從所述目標物體輻射的一磁場；使對應於所述目標物體以及至少一個其他的物體的一參數化磁場分布模型與所述接收的磁場匹配；以及使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體。
17.如權利要求16所述的電腦程式產品，其中所述計算機可讀代碼工具還包括計算機可讀指令，用於使所述計算機計算在一接收器位置r的參數化磁場分布模型的參數，所述模型包括至少一項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，且具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上點a和b之間的線路電流； 是沿電流Iab的方向的一單元向量；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
18.一種用於定位一目標物體的裝置，其中所述目標物體的至少一部分被掩埋，包括用於將一信號射入所述目標物體中的裝置；用於接收從所述目標物體輻射的一磁場的裝置；用於使對應於所述目標物體以及至少一其他物體的一參數化磁場分布模型與由所述接收的一磁場匹配的裝置；以及用於使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體的裝置。
19.如權利要求18所述的裝置，其中所述匹配裝置還包括用於選擇對應於至少兩個基本線性物體的一參數化磁場分布模型的裝置。
20.如權利要求18所述的裝置，其中，所述用於匹配的裝置還包括用於選擇一參數化磁場分布模型的裝置，其將所述目標物體中的充分彎曲的區域模型化為至少兩個線性物體。
21.如權利要求18所述的裝置，還包括向除所述目標物體之外的一個物體發射至少一個附加信號以建立所述磁場的裝置，且其中，用於匹配的裝置還包括使用所述射入的至少一個附加的信號來產生一匹配的裝置。
22.如權利要求18所述的裝置，其中所述用於匹配的裝置還包括在一接收器位置r使用一參數化磁場分布模型的裝置，所述模型包括至少一個項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上的點a和b之間的線路電流； 是沿電流Iab的方向的一單元向量；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
23.如權利要求18所述的裝置，其中，所述用於發射的裝置，用於接收的裝置，用於匹配的裝置，以及用於定位的裝置中的至少一個被安裝在一移動平臺中。
24.如權利要求18所述的裝置，其中，所述用於發射的裝置，用於接收的裝置，用於匹配的裝置，以及用於定位的裝置中的至少一個被安裝在一便攜平臺中。
25.一種定位目標物體的方法，其中所述目標物體的至少一部分被掩埋，包括將一第一信號射入所述目標物體中；將一第二信號射入一第二物體中，其中所述第二物體的至少一部分被掩埋；接收可歸因於所述目標物體的第一頻率的一磁場；接收可歸因於所述第二物體的第二頻率的一第二磁場；使所述第一磁場以及第二磁場與對應於至少兩個物體的一參數化磁場分布模型匹配；以及使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體以及所述第二物體。
26.如權利要求25所述的方法，其中，所述匹配步驟包括在一接收器位置r使用一參數化磁場分布模型的子步驟，所述模型包括至少一個項，其對應於B(r，ra，rb，Iab)，具有以下形式kIabrarbr-r|r-r|3dr]]>其中B是所述模型化的磁場；Iab是所述目標物體上點a和b之間的線路電流； 是沿電流Iab的方向的一單元向量；k是一個乘數；ra是所述目標物體上的第一點；以及rb是所述目標物體上的第二點。
全文摘要
一種用於使用參數轉換定位一目標物體的裝置，其採用一信號發射器(606)，其中至少所述目標物體(610)的一部分被掩埋，一磁場接收器(802)，一匹配處理器(604)，用於使對應於所述目標物體(610)以及至少一個其他物體的一參數化磁場分布模型與由所述磁場接收器(802)接收的一磁場匹配，以及一用於使用來自所述參數化磁場分布模型的參數定位所述目標物體(610)的處理器(604)。一種用於使用參數轉換定位一目標物體(610)的方法，其發射一信號到所述目標物體(610)中，所述目標物體(610)的至少一部分是被掩埋的，接收從所述目標物體輻射的磁場，使對應於所述目標物體以及至少一個其他的物體的一參數化磁場分布模型與由所接收的一磁場匹配，並且使用來自所述參數化磁場分布模型的參數來定位所述目標物體(610)。
文檔編號G01V3/06GK1672066SQ03807790
公開日2005年9月21日 申請日期2003年4月2日 優先權日2002年4月8日
發明者麥可·L·奧裡斯塔格裡奧, 託基爾·漢森, 道格拉斯·E·米勒 申請人:威特恩技術有限公司