[发明专利]一种基于道路磁场特征的地磁定位方法有效
| 申请号： | 201710743053.6 | 申请日： | 2017-08-25 |
| 公开（公告）号： | CN107621263B | 公开（公告）日： | 2019-12-27 |
| 发明（设计）人： | 王刚刚;申志飞;李素敏 | 申请（专利权）人： | 北京麦钉艾特科技有限公司 |
| 主分类号： | G01C21/08 | 分类号： | G01C21/08;G01C21/20 |
| 代理公司： | 11386 北京天达知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 庞许倩;马东伟 |
| 地址： | 100007 北京市东城区*** | 国省代码： | 北京;11 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 道路 磁场 特征 地磁 定位 方法 | ||
本发明涉及一种基于道路磁场特征的地磁定位方法，基于室内磁场情况建立地磁基准图数据库，通过获取实际运动的地磁定位终端采集的地磁数据建立地磁实时图，对地磁实时图进行实时图变尺度缩放，之后在一个给定的地磁基准图内进行位置搜索和地磁相关匹配，之后对匹配结果进行相关性判决，选择最优的结果进行输出，地磁定位性能得到了有效提升，确保了地磁定位的可靠性，并自动不断对地磁基准图进行更新，免去了由人员到现场重新测试的麻烦和成本的增加。
技术领域
本发明涉及定位技术领域，尤其是一种基于道路磁场特征的地磁定位方法。
背景技术
地磁场、人工建筑产生的磁场，统称为环境磁场。这部分环境磁场随时间较为稳定，其强度(大小)和方向随空间位置的变化而变化。为位置信息的测量提供了一个天然的坐标系。利用环境磁场随位置相关和变化的特性就可以实现对移动体位置的测量。
地磁定位技术作为一种有效的辅助定位手段，其基本原理是，把飞行器工作区域的地磁基准图(参考图)预先存储在计算机中，由飞行器携带的地磁传感器对飞行器飞行路线上的地磁场进行实时测量，构成实时图，并在计算机中与参考图进行相关匹配，计算出飞行器的即时位置，供飞行器修正惯导累积的误差，以应对卫星导航系统被干扰或战时被破坏的极端情况，提高导航系统的可靠性和完备性，该技术也同样可以应用于水下航行器。
近几年，也有专家、学者把飞行器用地磁定位技术拓展应用到室内领域，但相对于飞行器用地磁定位技术，主要有以下几点不同：
(1)相比于飞行器用地磁定位技术，室内地磁定位技术参考的磁场特征中多了人工建筑产生的磁场，人工建筑产生的磁场增加了磁场特征的丰富性，但也增加了磁场特征的易变性，如果按照传统的地磁图更新方法，很可能每半年就要对地磁图更新一次，加大了系统维护成本；
(2)飞行器在飞行区域内行动较为自由，所以地磁参考图一般按照标准网格形式进行存储；室内应用时，无论是人还是设备主要沿着道路行走或移动；
(3)相对于军用惯性导航器件，民用MemsIMU受制于成本，性能较差，误差发散很快，导致行走或移动距离测不准，影响地磁定位结果。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于道路磁场特征的地磁定位方法，解决由于载体的运动形式和运动规律不同导致地磁参考图更新方法、搜索定位方法不同，系统成本要求不同导致室内应用的惯导和磁传感器测量精度较差难以满足室内要求的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种基于道路磁场特征的地磁定位方法，包括以下步骤：
步骤S1、建立道路磁场特征的基准图数据库；
步骤S2、获取由运动的地磁定位终端内磁传感器实时测量的地磁特征值构成地磁实时图；
步骤S3、按照一定的比例因子，把所述地磁实时图进行点间距的变尺度缩放，之后进行位置搜索和地磁相关匹配，对匹配结果进行相关性判决，选择最优的匹配结果进行输出；
步骤S4、利用实时测量的地磁场数据对地磁基准图数据进行更新，以应对地磁场数据随环境出现变化的情况。
进一步地，所述步骤S1中建立的所述基准图数据库的初始数据来源于事先对现场道路的实际测量值，所述实际测量的数据包括：
基准图数据的点间距Step：即相邻两个点之间的实际距离；
道路条数：即包含于数据库中的道路的条数；
航向：每条道路的航向信息；
端点信息：每条道路对应的起点坐标和终点坐标；
道路连接图：由每条道路所连接的道路条数以及道路编号构成的无向图；
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京麦钉艾特科技有限公司，未经北京麦钉艾特科技有限公司许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201710743053.6/2.html，转载请声明来源钻瓜专利网。
- 同类专利
- 一种水下无人感知设备的流体内动态自稳定位方法及设备-201711050315.7
- 不公告发明人 - 北京臻迪科技股份有限公司
- 2017-10-31 - 2020-01-17 - G01C21/08
- 本发明涉及一种水下无人感知设备的流体内动态自稳定位方法及设备，包括：基于所述无人感知设备航行空间，以所述无人感知设备入水点作为航迹起始点，制作所述无人感知设备水下航行空间航迹文件，该航迹文件包含航行空间三维信息、航迹路线信息、地磁信息；基于所述航迹路线，对地磁数据进行实时采集，形成所记录地磁数据样本的地磁数据库；对所述地磁数据库进行信息融合之后，解算得出所述航行空间中心点平均地磁信息，进而得出全球定位三维坐标；基于所述无人感知设备位置信息，形成采样不一致信号，并基于该不一致信号形成数字矢量控制信息，从而控制所述无人感知设备的稳定性。本发明涉定位准确，适合长周期无源自主水下作业及深潜探测。
- 方向指示方法、双屏终端及计算机可读存储介质-201910906440.6
- 张立振 - 努比亚技术有限公司;南昌努比亚技术有限公司
- 2019-09-24 - 2020-01-14 - G01C21/08
- 本发明实施例公开了一种方向指示方法、双屏终端及计算机可读存储介质，涉及智能终端技术领域。其中方法包括：当接收到上层应用下发的地磁场数据调用指令时，根据所述调用指令读取地磁传感器监测到的地磁场数据；判断当前使用屏幕是否为第二屏幕，所述双屏终端内置的地磁传感器的安装方向与第一屏幕方向保持一致；若当前使用屏幕为第二屏幕，则对所述地磁场数据进行镜像处理，获取所述地磁场数据的镜像数据；将所述镜像数据返回至所述上层应用，使所述上层应用根据所述镜像数据对用户进行方向指示。本发明实施例可以使双屏终端的两个屏幕都支持地磁传感器应用的使用，提升了用户体验。
- 一种足球无线定位系统及其应用-201810679638.0
- 刘波;李湘文;杨凯军;崔崴;周玲 - 核工业西南物理研究院;成都理工大学工程技术学院
- 2018-06-27 - 2020-01-03 - G01C21/08
- 本发明涉及足球裁判相关技术领域，具体公开了一种足球无线定位系统及其应用。该系统中永久磁体通过若干根弹性绳索固定在足球皮囊内部的中心，球形割磁线圈通过隔离滚珠固定在永久磁体内部，并在球形割磁线圈上固定有悬垂块，并利用悬垂块带动球形割磁线圈切割永久磁体所形成的磁场而产生电动势，并通过固定在球形割磁线圈内部的稳压整流电路稳压整流后，为稳压整流电路中的电源模块充电，信号发生模块可实时将足球所处的位置信息发送至足球外的信号接收单元。该系统可以精确定位足球的实时位置，从而辅助裁判准确判罚足球是否出线、过球门线等等，也可以计算出足球在场上的实时速度，运行轨迹，给科研人员提供数据，给普通观众提供娱乐信息。
- 基于地磁场和陀螺的非滤波无初始姿态的姿态确定方法-201610333029.0
- 寇义民;季艳波;袁勤;薛力军;郭碧波;李春;刘宽俊 - 深圳航天东方红海特卫星有限公司
- 2016-05-18 - 2020-01-03 - G01C21/08
- 本发明提供了一种基于地磁场和陀螺的非滤波无初始姿态的姿态确定方法，在无初始姿态的情况下，采用陀螺仪输出t时刻本体坐标系下的卫星角速度，得到初始姿态四元数；使用[0 0 0 1]作为初始姿态四元数，得到卫星
- 一种地磁传感器安装结构-201920470488.2
- 王福华 - 上海蕊逸电子科技有限公司
- 2019-04-09 - 2020-01-03 - G01C21/08
- 本实用新型公开了一种地磁传感器安装结构，包括外壳，所述外壳内活动安装有传感器电路载板，传感器电路载板的一侧活动安装有传感器，传感器上固定安装有接线座，接线座上开设有多个接线槽，所述外壳内设有多芯屏蔽线，多芯屏蔽线内的多根导线分别延伸至多个接线槽内，接线槽的底侧内壁上固定安装有接线柱，接线柱的一端延伸至传感器电路载板的一侧上，接线座的一侧设有压板，压板的一侧固定安装有多个压紧柱。本实用新型结构简单，可以直接将多芯屏蔽线安装在传感器上，从而避免了因为没有焊接工具导致多芯屏蔽线脱离传感器后无法维修的问题，从而保证了传感器的使用，满足了人们的需求。
- 一种移动机器人地磁感知导航方法-201910913366.0
- 李红;屈军锁;吴青;江祥奎;王之仓;张立银;侯银龙 - 西安邮电大学
- 2019-09-25 - 2019-12-27 - G01C21/08
- 本发明公开了一种移动机器人地磁感知导航方法，涉及移动机器人地磁导航技术领域，本发明通过地磁传感器获取移动机器人所在位置处的地磁数据，与目标位置处的地磁数据进行比较，经强化学习算法的导航解算给出移动机器人下一步运动的执行运动参数，移动机器人在运动过程中依据地磁趋势性搜索到达指定的目标位置。本发明是一种不用于地磁匹配方式的导航新方法，采用强化学习方法，根据地磁环境反馈信号进行机器学习，以实现移动机器人导航的目的。
- 一种建立地磁指纹地图的方法及装置-201510164361.4
- 沈慧 - 阿里巴巴集团控股有限公司
- 2015-04-09 - 2019-12-27 - G01C21/08
- 本申请实施例公开了一种建立地磁指纹地图的方法及装置，所述方法包括：获取目标区域中第一区域内不同位置的坐标位置信息、所述目标区域中第二区域内目标位置处的导航数据和地磁信息；根据所述获取的第二区域内目标位置处的导航数据和地磁信息确定所述目标位置处的坐标位置信息和地磁指纹；根据所述第二区域内的地磁指纹建立第二区域地磁指纹地图。本申请实施例提供的一种建立地磁指纹地图的方法及装置，可以降低管理成本。
- 一种基于道路磁场特征的地磁定位方法-201710743053.6
- 王刚刚;申志飞;李素敏 - 北京麦钉艾特科技有限公司
- 2017-08-25 - 2019-12-27 - G01C21/08
- 本发明涉及一种基于道路磁场特征的地磁定位方法，基于室内磁场情况建立地磁基准图数据库，通过获取实际运动的地磁定位终端采集的地磁数据建立地磁实时图，对地磁实时图进行实时图变尺度缩放，之后在一个给定的地磁基准图内进行位置搜索和地磁相关匹配，之后对匹配结果进行相关性判决，选择最优的结果进行输出，地磁定位性能得到了有效提升，确保了地磁定位的可靠性，并自动不断对地磁基准图进行更新，免去了由人员到现场重新测试的麻烦和成本的增加。
- 一种确定地磁定位阵列孔径的方法-201710124250.X
- 康崇;樊黎明;郑权;康曦元;周健;张晓峻 - 哈尔滨工程大学
- 2017-03-03 - 2019-12-10 - G01C21/08
- 本发明提供的是一种确定地磁定位阵列孔径的方法。步骤一、构建由标量磁传感器构成的地磁传感器阵列，通过各个标量磁传感器记录地磁总场强度；步骤二、计算两个标量传感器之间的时间与空间双重差值函数；步骤三、求解双重差值函数对某一坐标变量及阵列孔径变量的混合偏导数，针对某特定坐标变量令混合偏导数等于零，求解该特定位置下的理论最佳阵列孔径；步骤四、根据环境噪声及定位精度确定实际最佳阵列孔径。本发明所提出的地磁定位阵列孔径确定方法可以使定位者在满足定位精度要求的前提下可以选择最小的阵列实现对磁性目标定位，这让阵列布设方便，提高了地磁定位阵列的机动性和可靠性，使阵列更为实用。
- 专利分类
