[发明专利]一种应用单轴传感器阵列定位的电磁定位系统

说明书

本发明提供了一种应用单轴传感器阵列定位的电磁定位系统，包括信号发射装置，信号接收装置和信号处理模块，信号接收装置接收到信号发射装置所发射信号后，将信号输入到信号处理模块中进行处理；本发明采用一种基于单轴传感器阵列的磁场定位系统进行对目标定位，与传统的三轴传感器定位方法相比，单轴定位系统具有布放简单、成本低、数据率低特别是避免校正传感器正交误差等优点。

技术领域

本发明涉及电磁领域，尤其是一种电磁定位系统。

背景技术

电磁定位系统被广泛的应用在目标定位方面，采用多传感器阵列可以实现对目标的多点测量，通过多点测量的结果计算目标相对于阵列的位置坐标。传统的多传感器阵列通常会采用三轴传感器作为单元，但由于加工、安装方式等因素，三轴传感器难免存在非正交误差问题。例如，专利《一种电磁定位装置》，申请号：201611028438.6中国，该专利中并未考虑三轴传感器非正交误差对于定位效果的影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决使用三轴传感器定位或三轴传感器阵列定位时，磁传感器的三轴非正交误差对定位带来的影响问题，本发明提出了一种应用多个单轴磁传感器阵列定位系统。该系统可以解决三轴非正交误差问题，并通过多传感器采集信息的融合以及各传感器的相对位置关系，实现对目标方位的估计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种应用单轴传感器阵列定位的电磁定位系统，包括信号发射装置，信号接收装置和信号处理模块，信号接收装置接收到信号发射装置所发射信号后，将信号输入到信号处理模块中进行处理；

所述的信号发射装置为一个磁场源，所述的磁场源为由信号发生器产生频率在1-1000Hz内的正弦信号并经功率放大器驱动的线圈，线圈在空间产生交变的电磁场分布，通过调节功率放大器的放大倍数，改变线圈产生的磁场强度，从而达到满足定位的要求。

所述的信号接收装置由单轴磁传感器阵列构成，所述的单轴磁传感器阵列用六个独立的感应式磁传感器组成，实现对目标的定位，即将六个独立的感应式磁传感器按照确定的阵列形式排布在同一平面上，实现多传感器的测量，六个单轴感应式磁传感器分别测量空间中磁场的单分量；

所述的信号处理模块采用数据采集卡对信号接收装置中的传感器输出的模拟信号进行同步采样，同时，通过在LabWindows/CVI平台上编制的上位机软件，上位机软件对采集到的信息进行存储，上位机软件采用遗传算法对目标进行定位，最后将定位的结果显示在上位机中。

所述的多传感器阵列形式采用以圆形、三角形、矩形为基准的结构形式，如采用圆形阵列，6只传感器等间距的排布在半径为r的圆周上，即将圆弧六等分，将传感器放在六个等分点上；如采用三角形阵列，六个传感器排布在边长为a的等边三角形上，其中三个传感器放在等边三角形的三个顶点上，另外三个传感器放在等边三角形三边的中点上；如采用矩形阵列，六个传感器排布在长为a，宽为b的矩形上，其中四个传感器分别放在矩形的四个顶点上，另外两个传感器放在两个长边或者两个短边的中点上。

本发明的有益效果在于采用一种基于单轴传感器阵列的磁场定位系统进行对目标定位，与传统的三轴传感器定位方法相比，单轴定位系统具有布放简单、成本低、数据率低特别是避免校正传感器正交误差等优点。

附图说明

图1为本发明总体结构图。

图2为单轴传感器阵列的第一种结构示意图。

图3为单轴传感器阵列的第二种结构示意图。

图4为单轴传感器阵列的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。