[发明专利]基于插值法的高精度磁导航传感器及定位方法

权利要求书

1.一种基于插值法的高精度磁导航传感器，配合磁条使用，其特征在于，包括采集电路、多路复用器、仪表放大器、AD模块、通讯模块、数字隔离电路、光耦-光电晶体管电路和MCU，所述采集电路垂直设置于磁条上方并接入多路复用器，多路复用器接入仪表放大器，放大电压信号经过AD模块后进入MCU；所述MCU连接通讯模块，所述数字隔离电路连接在MCU和AD模块之间，所述光耦-光电晶体管电路连接在MCU和多路复用器之间。

2.根据权利要求1所述的基于插值法的高精度磁导航传感器，其特征在于，所述采集电路包括16个霍尔元件，所述16个霍尔元件一维横向排列，两两之间的间距为10mm，且每一个霍尔元件后加入一个RC低通滤波电路。

3.根据权利要求1所述的基于插值法的高精度磁导航传感器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块为数字电源和模拟电源两路，数字电源为数字隔离电路、MCU模块和通讯模块供电；模拟电源为采集电路、多路复用器、仪表放大器、数字隔离电路、光耦-光电晶体管电路和AD模块供电。

4.根据权利要求3所述的基于插值法的高精度磁导航传感器，其特征在于，所述电源模块的输入电源为24V直流能源，进行直流24V转直流12V、直流12V转直流5V和直流5V转直流3.3V三次降压。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于插值法的高精度磁导航传感器，其特征在于，所述MCU安装有定位软件，所述定位软件用于进行基于插值法的高精度磁导航定位。

6.基于如权利要求5所述的一种基于插值法的高精度磁导航传感器的定位方法，其特征在于，包括：

将垂直设置在磁条上方的一维霍尔元件阵列当作坐标轴横轴，即为0-160mm；

轮询采集16路霍尔元件所测电压信号，并对其放大滤波处理后传输至MCU；

接收到的电压信号经补偿计算出磁场强度，放至相应节点，利用插值法求出插值；

将所有的节点代入函数求出每个节点的估计磁场强度值，求出所有估计磁场强度值中的极值，并将其对应节点坐标作为定位点，即磁条中心点。

7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述利用插值法求出插值，包括：将每个霍尔元件之间的距离平均分割十份，单位距离即为1mm；

第一个霍尔元件作为坐标轴的原点，记为(0,y₀)，向后以此类推至第16个霍尔元件(160,y₁₆₀)，代入测量计算所得16组数，得到拉格朗日插值多项式f(x)：

f(x)＝l₀y₀+l₁y₁+l₂y₂+...+l_k-1y_n-1

其中，

代入0-160求出对应的近似输出值得到161组坐标，其中y的极值所对应的x值即为所求。