[发明专利]基于正交分布磁源的磁标记定位方法

权利要求书

1.一种基于正交分布磁源的磁标记定位方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)在待追踪对象上放置正交分布磁源，用于标记待追踪对象，正交分布磁源由两个独立的磁源构成，磁源采用磁偶极子模型，两个磁源的磁偶极矩互相垂直，形成正交分布，正交磁源在待追踪对象周围形成空间磁场分布；

2)利用在全局直角坐标系中空间位置和姿态已知的磁检测传感器阵列，测量该正交磁源建立的空间磁场磁通密度分布情况，磁检测传感器是单轴或者多轴的；

3)基于磁源磁偶极子模型以及空间位置和姿态已知的磁检测传感器阵列测量所得传感器位置上的空间磁场磁通密度分布信息，建立正交磁源实时空间位置和姿态参数的逆向求解模型；

4)通过优化算法，求解正交磁源实时空间位置和姿态参数求解模型，获得待追踪对象实时空间位置和姿态。

2.根据权利要求1所述基于正交分布磁源的磁标记定位方法，其特征在于，所述步骤1)中正交分布磁源的两个独立磁源均采用磁偶极子进行建模，两个磁源的位置参数分别为r_p和r_p⊥，两个磁源的磁偶极矩强度分别为m和m_⊥，两个磁源的磁偶极矩方向分别为M和M_⊥，并且它们的磁偶极矩相互垂直，即满足M·M_⊥＝0；

第i个磁检测传感器在全局直角坐标系x-y-z中位置参数为r_si，根据两个独立磁源磁偶极子激发的空间磁场磁通密度分布的理论计算，得到第i个磁检测传感器位置的空间磁场磁通密度分布值为两个独立磁源激发的空间磁场磁通密度分布B_ci和B_ci⊥的线性叠加B_Σc(i)，

μ₀为真空磁导率。

3.根据权利要求2所述基于正交分布磁源的磁标记定位方法，其特征在于，所述步骤2)中磁检测传感器阵列由N个单轴或者多轴传感器按照一定的形式分布组成，其中，第i个磁检测传感器的位置和姿态参数表示为r_si和M_si，磁检测传感器阵列实际测量所得空间磁场磁通密度分布为{B_m}，

{B_m}＝{B_m(1),B_m(2),…,B_m(i),…B_m(N)},(i＝1，2，...,N)；

基于最小二乘准则建立正交磁源实时空间位置和姿态参数逆向求解模型为f(r_p,r_p⊥,M,M_⊥)，

通过最小二乘优化算法求解公式，获得正交磁源实时空间位置参数r_p和r_p⊥，以及空间姿态参数M和M_⊥。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述基于正交分布磁源的磁标记定位方法，其特征在于，所述待追踪对象及其附近没有除标记用正交分布磁源之外的磁场发生源或铁磁性材料，环境噪声磁场被认为是强度定常的，通过预先测量进行标定，并通过差分方法直接剔除掉。