[发明专利]基于BP神经网络的主动磁补偿方法、系统、计算机装置、计算机可读存储介质和产品

说明书

本申请公开了一种基于BP神经网络的主动磁补偿方法、系统、计算机装置、计算机可读存储介质和计算机产品，用于补偿磁屏蔽房中的空间剩磁。所述主动磁补偿方法包括：获取基于空间剩磁的磁场信号，所述磁场信号由磁场矢量传感器对空间剩磁检测而获得，且所述磁场信号依据矢量信息分为多路；接收多路的磁场信号，利用第一BP神经网络对多路磁场信号进行处理，输出相应的控制信号，所述控制信号用于驱动磁场补偿装置对空间剩磁进行负反馈调节。本申请解决了因磁屏蔽房漏磁及线圈不同轴向的磁场耦合等引入的磁场导致的补偿精度低、磁场干扰大等问题，通过BP神经网络的多层前馈机制模拟磁场在三维空间的耦合过程和解耦过程，提高了主动磁补偿的效果。

技术领域

本申请涉及极弱磁测量技术领域，特别是涉及一种基于BP神经网络的主动磁补偿方法、系统、计算机装置、和计算机可读存储介质和计算机产品。

背景技术

近零磁环境空间是极弱磁测量的必要条件，环境中的空间剩磁越小，测量灵敏度越高。近零磁环境空间对于具有安全性与更高空间分辨率的心脑磁测量、以及前沿物理理论认证等有着重大意义。近年来，随着人工智能技术取得突破，利用量子磁场精密测量方法测量心脑磁并生成新型无损被动高分辨率心脑磁成像来对心脏、大脑活动或病理进行研究是未来的发展趋势。

为了得到零磁空间，所有活动均在磁屏蔽房中进行。重型屏蔽房通常使用三层及以上坡莫合金屏蔽层，对低频磁场进行屏蔽，再配合纯铝材料进行建造，对高频磁场屏蔽。但因为与磁屏蔽桶相比，磁屏蔽房体积更大，棱角处易产生漏磁，安装和施工过程引入的不良环节更多，各方面因素都限制了磁屏蔽房的屏蔽性能；另外如坡莫合金的高磁导率软磁材料，除了具有磁导率高的特点，还具有矫顽力低的特性。任何铁磁材料如果被磁化了，就会出现磁畴，局部分布且指向不同，并且在测量过程中，由于磁强计的移动或者磁场波动都会导致磁强计无法正常工作。因此为了在磁屏蔽房中产生近零磁环境，必须在磁屏蔽房中加入主动磁补偿装置。

然而由于磁场在空间中的分布特性，磁场信号在检测时无法避免磁场发生耦合，例如采用三轴磁场线圈进行检测时，磁补偿线圈很难做到三轴完全无耦合，尤其是常用的亥姆霍兹线圈，三轴磁场耦合较为严重，为普通磁场补偿带来困难。在对空间剩磁进行主动磁补偿时，对主动磁补偿负反馈的控制方法而言，一般采用算法简单的最小二乘法、多项式拟合法；但是由于最小二乘法、多项式拟合法和磁场的特性不匹配、以及存在拟合精度低等问题，影响了主动磁补偿的效果。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于BP神经网络的主动磁补偿方法。

本申请基于BP神经网络的主动磁补偿方法，用于补偿磁屏蔽房中的空间剩磁，所述主动磁补偿方法包括：

获取基于空间剩磁的磁场信号，所述磁场信号由磁场矢量传感器对空间剩磁检测而获得，且所述磁场信号依据矢量信息分为多路；

接收多路的磁场信号，利用第一BP神经网络对多路磁场信号进行处理，输出相应的控制信号，所述控制信号用于驱动磁场补偿装置对空间剩磁进行负反馈调节。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，每路磁场信号是通过多个初始磁场信号经加权运算得到的，每个初始磁场信号采集自不同的空间位置。

可选的，所述磁场矢量传感器为基于SERF原理的三轴矢量传感器，所述三轴矢量传感器的敏感轴布置方式包括空间上两两垂直的X方向、Y方向、Z 方向，每个方向对应其中一路磁场信号。

可选的，所述三轴矢量传感器包括多个、且部署于不同的空间位置，各所述三轴矢量传感器分别获取所在位置每个方向的初始磁场信号；