[实用新型]基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高精度的磁性目标定位装置，具体涉及一种基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置，属于磁测量领域。

背景技术

磁探测技术广泛应用于导航定位、地质勘探、生物医疗、沉船打捞等领域。磁定位技术是磁探测技术的核心技术之一。

目前最常用的磁定位方法，就是根据所建立的磁性目标磁场模型推导出相应的定位公式，然后再根据所测量的磁场值进行定位求解。这实际上是一个反演过程，涉及到求解非线性方程组，常见的求解方法有神经网络法，逐次回归法，遗传算法搜索求解，POWELL法，遗传算法和单纯形法联合求解等。

上述这种传统的磁定位方法存在数据量大，计算复杂，求解结果不稳定，实时性差，定位误差大等缺点。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提出一种基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置，该装置利用由五个三轴矢量磁传感器组成磁梯度张量测量阵列来测量磁性目标的磁矩，定位精度高，且计算简便。

该测量装置包括磁梯度张量测量阵列、数据采集模块和数据处理模块。

所述磁梯度张量测量阵列由五个三轴矢量磁传感器组成，布置磁梯度张量测量阵列时，位于探测点处的三轴矢量磁传感器为基准传感器。其它三轴矢量磁传感器分布在基准传感器周围，为参考传感器。设基准传感器的三个敏感轴方向分别为x向、y向和z向，布置磁梯度张量测量阵列时应保证：至少在两个方向上布置参考传感器；当在某个方向上布置参考传感器时，保证该方向上正向和负向的参考传感器对称布置；每个参考传感器与基准传感器之间的距离均相等；所有三轴矢量磁传感器对应的三个敏感轴均相互平行。

所述数据采集模块同时对五个三轴矢量磁传感器的15路磁信号进行数据采集。

所述数据处理模块与数据采集模块相连，数据采集模块将采集到的数据发送给数据处理模块，数据处理模块依据接收到的数据进行磁矩解算，从而得到磁性目标与探测点的相对位置关系。

为了直观的显示测量结果，该装置进一步包括定位结果显示模块，定位结果显示模块与数据处理模块相连，用于显示数据处理模块输出的定位结果。

有益效果

该装置利用由五个三分量矢量磁传感器组成测量阵列进行磁性目标的磁矩测量，定位

方法简单、定位精度高且方便快捷。

附图说明

图1该装置的原理框图；

图2五个三轴矢量磁传感器组成的磁测阵列的结构示意图；

图3为采用该装置对磁性目标进行定位的效果图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例提供一种基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标磁矩测量装置，该装置利用五个三轴矢量磁传感器组成的磁梯度张量测量阵列来测量磁性目标的磁矩。

本实施例提供的测量装置包括磁梯度张量测量阵列、数据采集模块、数据处理模块和磁矩显示模块，如图1所示。

其中磁梯度张量测量阵列的布置方式如图2所示，设五个三轴矢量磁传感器的编号分别为1号～5号。将布置在探测点处的1号三轴矢量磁传感器作为基准传感器，其它三轴矢量磁传感器作为参考传感器。设基准传感器的三个敏感轴方向分别为x向、y向和z向，建立坐标系xyz，所有三轴矢量磁传感器对应的三个敏感轴均相互平行。四个参考传感器中2号和4号三轴矢量磁传感器分别布置在x向的正向和负向，3号和5号三轴矢量磁传感器分别布置在y向的正向和负向；四个参考传感器与基准传感器之间的距离均为d。

数据采集模块同时对五个三轴矢量磁传感器的15路磁信号进行数据采集，五个三轴矢量磁传感器输出的数据分别为：(B_1x，B_1Y，B_1z)，(B_2x，B_2y，B_2z)、(B_3x，B_3y，B_3z)、(B_4x，B_4y，B_4z)、(B_5x，B_5y，B_5z)；其中B_ab表示第a个三轴矢量磁传感器测得的在b方向上的磁感应强度，a=1、2、3、4、5,b=x、y、z，其中磁性目标在探测点处的磁感应强度B即为基准传感器输出的磁信号：(B_1x，B_1y，B_1z)。