[发明专利]状态估计设备和偏移更新方法

权利要求书

1.一种状态估计设备，包括：

多个传感器，其中包括三维磁性传感器，该三维磁性传感器构成为用来检测三个方向上的磁分量并且构成为用来相继输出代表所检测到的各磁分量的磁测数据；

卡尔曼滤波器，其构成为用来基于观测残差更新状态向量，该状态向量具有代表多个状态变量的多个分量，所述多个状态变量包括用于估计磁测数据的偏移量的状态变量，所述观测残差是使用所述状态向量和具有代表所述多个传感器的输出的多个分量的观测向量计算出来的；

累积单元，其构成为用来累积从三维磁性传感器中相继输出的磁测数据；和

中心点计算单元，其构成为用来假设由预定数量的累积磁测数据表示的坐标有可能分布在第一球面附近，并且构成为用来计算表示该第一球面的中心点的坐标，其中

卡尔曼滤波器使用表示第一球面的中心点的坐标来对用于估计磁测数据的偏移量的状态变量进行更新。

2.按照权利要求1所述的状态估计设备，其中，卡尔曼滤波器构成为使用状态转移模型根据某一时刻的状态向量来估计经过单位时间之后的状态向量，卡尔曼滤波器构成为使用观测模型根据估计出的经过单位时间之后的状态向量来计算估计的观测向量，卡尔曼滤波器构成为基于估计出的观测向量和具有代表所述多个传感器的输出的多个分量的观测向量来计算观测残差，并且卡尔曼滤波器构成为用来基于观测残差和估计出的经过单位时间之后的状态向量来更新状态向量。

3.按照权利要求1所述的状态估计设备，还包括：

分布判定单元，其构成为用来计算表示预定数量的累积磁测数据的坐标分布的三维分散度的分散评估值，从而使得中心点计算单元构成为用来在该分散评估值等于或大于可容许的分散值的情况下计算表示第一球面的中心点的坐标；

变形判定单元，该变形判定单元构成为用来假设多个累积磁测数据表示的坐标有可能分布在通过将第二球面和曲面组合起来而获得的三维图形的表面附近，该变形判定单元构成为用来基于所述多个累积磁测数据对表示所述三维图形的形状与第二球面的形状之间的差异程度的变形评估值进行计算，并且该变形判定单元构成为用来判断该变形评估值是否等于或小于可容许的变形值；和

中心点输出单元，其构成为用来在变形判定单元的判定结果是肯定结果的情况下输出表示第一球面的中心点的坐标。

4.按照权利要求3所述的状态估计设备，其中卡尔曼滤波器构成为用来在中心点输出单元输出表示第一球面的中心点的坐标的情况下，使用表示第一球面的中心点的坐标来对用于估计偏移量的状态变量进行更新。

5.按照权利要求1、2、3或4所述的状态估计设备，其中中心点计算单元构成为用来假设由磁测数据表示的坐标所指定的位置有可能分布在第一球面的附近，中心点计算单元构成为用来设置表示了由磁测数据表示的坐标所指定的位置与第一球面之间的误差的第一球面误差向量，中心点计算单元构成为用来设置包含三维向量作为变量并且表示第一球面误差向量的幅度的中心点计算函数，并且中心点计算单元构成为用来计算表示第一球面的中心点的坐标，该坐标作为当中心点计算函数的值最小时由三维向量表示的坐标。

6.按照权利要求1、2、3、4或5所述的状态估计设备，其中在包括产生磁场的部件的仪器中安装所述三维磁性传感器。

7.按照权利要求6所述的状态估计设备，其中所述偏移量是代表由该仪器的部件所产生的磁场的分量的三维向量。

8.一种在状态估计设备中进行的偏移量更新方法，该状态估计设备包括多个传感器，所述多个传感器包括三维磁性传感器，该三维磁性传感器构成为用来检测三个方向上的磁分量并且构成为用来相继输出代表所检测到的各磁分量的磁测数据，该方法包括：

基于观测残差更新状态向量，该状态向量具有代表多个状态变量的多个分量，所述多个状态变量包括用于估计磁测数据的偏移量的状态变量，所述观测残差是使用所述状态向量和具有代表所述多个传感器的输出的多个分量的观测向量计算出来的；

累积从三维磁性传感器相继输出的磁测数据；

假设由预定数量的累积磁测数据表示的坐标有可能分布在第一球面的附近；

计算表示第一球面的中心点的坐标；和

使用表示第一球面的中心点的坐标来对用于估计磁测数据的偏移量的状态变量进行更新。