[发明专利]一种基于磁场特征矢量的定位方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，包括：

获取多个磁信标在目标处的特征矢量；

根据所述特征矢量确定所述目标的位置；

根据所述目标的位置确定所述目标相对于所述磁信标的姿态角；

所述根据所述特征矢量确定所述目标的位置包括：

根据第一公式确定所述特征矢量与所述目标相对所述磁信标的距离的关系，所述第一公式包括：l_ij²＝l_i²+l_j²-2l_il_jcosα_ij，(i，j＝1，2，3，…，n；i≠j)，cosα_ij＝(v′_i·v′_j)，其中，所述第一公式中，l_i，j表示磁信标i与磁信标j之间的距离，l_i表示目标与磁信标i之间的距离，v′_i和v′_j分别表示磁信标i与磁信标j在目标处的特征矢量，α_ij为v′_i和v′_j之间的夹角；

所述根据所述特征矢量确定所述目标的位置还包括：

根据第二公式确定所述目标的位置，所述第二公式包括l_i＝||(p_x，p_y，p_z)-(m_x⁽ⁱ⁾，m_y⁽ⁱ⁾，m_z⁽ⁱ⁾)||，(i＝1，2，3，…，n)，其中，所述目标的位置表示为P＝(p_x，p_y，p_z)，各个所述磁信标的位置表示为

所述根据所述目标的位置确定所述目标相对于所述磁信标的姿态角包括：

根据所述目标的位置确定估计目标特征矢量，根据所述估计目标特征矢量确定所述目标相对于所述磁信标的旋转矩阵，根据所述旋转矩阵确定所述目标相对于所述磁信标的姿态角；

所述根据所述旋转矩阵确定所述目标相对于所述磁信标的姿态角包括：

根据所述旋转矩阵确定所述目标相对于所述磁信标的姿态角roll，pitch和yaw，其中，所述roll，所述pitch和所述yaw分别表示以x、y和z为轴的姿态角。

2.根据权利要求1所述的基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，所述获取多个磁信标在目标处的特征矢量包括：

获取磁信标模型，其中，所述磁信标模型中的各个所述磁信标具备不同的工作频率；

根据所述磁信标的工作频率确定磁场矢量；

根据所述磁场矢量确定各个所述磁信标在所述目标处的所述特征矢量。

3.根据权利要求2所述的基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，所述磁信标模型的建立过程包括：

基于磁偶极子模型，在应用环境中设置至少三个所述磁信标；

将各个所述磁信标设置为不同的工作频率，建立所述磁信标模型。

4.根据权利要求2所述的基于磁场特征矢量的定位方法，其特征在于，所述根据所述磁场矢量确定各个所述磁信标在目标处的特征矢量包括：

根据所述磁场矢量确定磁场的三轴分量；

根据所述三轴分量确定所述目标的特征角；

根据所述目标的特征角确定各个所述磁信标在所述目标处的特征矢量。