CN112556683B

CN112556683B - 基于磁偶极子场的定位方法、装置、系统与存储介质

Info

Publication number: CN112556683B
Application number: CN202011335644.8A
Authority: CN
Inventors: 王国强; 程甚男; 张铁龙
Original assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Current assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2023-02-24
Anticipated expiration: 2040-11-24
Also published as: CN112556683A

Abstract

本发明公开了一种基于磁偶极子场的定位方法，磁偶极子场由磁场发生器产生，磁场发生器包括螺线管，方法包括：通过待定位点处的磁传感器获取待定位点处的叠加磁场分量；根据叠加磁场分量，确定螺线管在待定位点处产生的目标磁场；确定螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场；根据目标磁场和坐标磁场，确定待定位点的具体位置。本发明还公开了一种基于磁偶极子场的定位装置、系统和存储介质。本发明不需要提前进行磁指纹采集，利用螺线管在待定位点处产生的目标磁场交替变化的特征，将目标磁场与螺线管在预设坐标系各个坐标点处产生的坐标磁场进行对比匹配，从而确定待定位点的具体位置。

Description

基于磁偶极子场的定位方法、装置、系统与存储介质

技术领域

本发明涉及线圈磁场分布定位技术领域，尤其涉及基于磁偶极子场的定位方法、装置、系统与存储介质。

背景技术

由于位置服务在行人导航、机器人导航和商业精准营销等方面拥有巨大的市场需求和产业发展空间，因此，近些年来各种定位技术也得到快速发展，如惯性导航、地磁场、WiFi、射频识别标签、ZigBee、超宽带信标、低功耗蓝牙等定位技术。

当前，存在一种基于地磁场的定位技术，通过将所测磁场数据与事先采集好的磁指纹进行匹配而实现定位，其中，磁指纹指的就是采集场景内部的磁场，由地球固有磁场和建筑物自身的钢筋、混凝土等结构以及金属门框、家具、电器等产生的磁场叠加而成，即采集场景中原本就存在的磁场空间分布。虽然这种方法可提高定位精度，但磁指纹采集工作量很大，需要提前进行磁指纹采集，而且，若未提前进行磁指纹采集，则无法使用基于磁指纹匹配的定位技术来实现定位功能。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种基于磁偶极子场的定位方法、装置、系统与存储介质，旨在解决当前基于地磁场的定位技术需要提前采集磁指纹的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于磁偶极子场的定位方法，所述方法包括如下步骤：

通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场分量，并根据所述叠加磁场分量，确定所述待定位点处的叠加磁场；

根据所述叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场；

确定所述螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场；

根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置。

优选地，所述通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场分量的步骤包括：

检测待定位点处的磁传感器的三轴方向是否与预设坐标系的参考方向一致；

若一致，则控制所述磁传感器进行采集，得到所述待定位点处的叠加磁场分量三分量。

优选地，所述磁场发生器还包括电源组件，所述电源组件为所述螺线管提供交流电，所述根据所述叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场的步骤包括：

获取所述交流电的周期，并基于所述周期，确定所述叠加磁场分量的统计周期；

在所述统计周期内，确定所述螺线管通入正向电流时所述待定位点处的第一叠加磁场，以及通入反向电流时所述待定位点处的第二叠加磁场；

根据所述第一叠加磁场和所述第二叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场。

优选地，所述根据所述第一叠加磁场和所述第二叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场的步骤包括：

获取各所述第一叠加磁场对应的第一磁场分量，以及各所述第二叠加磁场对应的第二磁场分量，分别计算所述第一磁场分量对应的第一平均磁场分量，以及所述第二磁场分量对应的第二平均磁场分量；

计算所述第一平均磁场分量和所述第二平均磁场分量对应的磁场分量差，基于所述磁场分量差，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场。

优选地，所述螺线管由线圈绕制而成，所述确定所述螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场的步骤包括：

确定各所述线圈在预设坐标系中各个坐标点处产生的线圈磁场；

将各所述坐标点处的线圈磁场进行叠加运算，得到所述螺线管在各所述坐标点处产生的坐标磁场。

优选地，所述确定各所述线圈在预设坐标系中各个坐标点处产生的线圈磁场的步骤包括：

获取各所述线圈的中心位置在所述预设坐标系中的中心坐标，分别确定各所述中心坐标与所述预设坐标系中各个坐标点之间的坐标矢量；

获取所述坐标矢量在所述预设坐标系中的相对位置信息，并基于所述相对位置信息，确定各所述线圈在各所述坐标点处产生的线圈磁场。

优选地，所述根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置的步骤包括：

获取所述目标磁场对应的目标磁场分量，以及所述坐标磁场对应的坐标磁场分量，确定与所述目标磁场分量一致的目标坐标磁场分量；

确定所述目标坐标磁场分量对应的坐标点为目标坐标点，确定所述目标坐标点所在的位置为所述待定位点的具体位置。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于磁偶极子场的定位装置，所述基于磁偶极子场的定位装置包括：

第一确定模块，用于通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场分量；

第二确定模块，用于根据所述叠加磁场分量，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场；

第三确定模块，用于确定所述螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场；

位置确定模块，用于根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置。

优选地，所述第一确定模块还用于：

优选地，所述第二确定模块还用于：

优选地，所述第三确定模块还用于：

优选地，所述位置确定模块还用于：

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于磁偶极子场的定位系统，所述基于磁偶极子场的定位系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于磁偶极子场的定位程序，所述基于磁偶极子场的定位程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于磁偶极子场的定位方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有基于磁偶极子场的定位程序，所述基于磁偶极子场的定位程序被处理器执行时实现如上所述的基于磁偶极子场的定位方法的步骤。

本发明提出的基于磁偶极子场的定位方法，线圈磁偶极子场由磁场发生器产生，磁场发生器包括螺线管，通过待定位点处的磁传感器获取待定位点处的叠加磁场分量；根据叠加磁场分量，确定螺线管在待定位点处产生的目标磁场；确定螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场；根据目标磁场和坐标磁场，确定待定位点的具体位置。本发明不需要提前进行磁指纹采集，利用螺线管在待定位点处产生的目标磁场交替变化的特征，将螺线管在待定位点处产生的目标磁场与螺线管在预设坐标系各个坐标点处产生的坐标磁场进行对比匹配，从而确定待定位点的具体位置。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的系统结构示意图；

图2为本发明基于磁偶极子场的定位方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明基于磁偶极子场的定位方法磁场发生器和方波型交流电示意图；

图4为本发明基于磁偶极子场的定位方法磁传感器测量的磁场分量示意图；

图5为本发明基于磁偶极子场的定位装置较佳实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的系统结构示意图。

本发明实施例系统包括云服务器或智能终端等。

如图1所示，该系统可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的系统结构并不构成对系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于磁偶极子场的定位程序。

其中，操作系统是管理和控制基于磁偶极子场的定位系统与软件资源的程序，支持网络通信模块、用户接口模块、基于磁偶极子场的定位程序以及其他程序或软件的运行；网络通信模块用于管理和控制网络接口1002；用户接口模块用于管理和控制用户接口1003。

在图1所示的基于磁偶极子场的定位系统中，所述基于磁偶极子场的定位系统通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于磁偶极子场的定位程序，并执行下述基于磁偶极子场的定位方法各个实施例中的操作。

基于上述硬件结构，提出本发明基于磁偶极子场的定位方法实施例。

参照图2，图2为本发明基于磁偶极子场的定位方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括：

步骤S10，通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场分量；

本实施例基于磁偶极子场的定位方法运用于各大场景的基于磁偶极子场的定位系统中，尤其是室内的基于磁偶极子场的定位系统中，为描述方便，基于磁偶极子场的定位系统以定位系统简称。由于室内定位技术在行人导航、机器人导航和商业精准营销等方面拥有巨大的市场需求和产业发展空间，因此，近些年来各种室内定位技术，如惯性导航、地磁场、WiFi、射频识别标签、ZigBee、超宽带信标和低功耗蓝牙等定位技术也得到了快速发展。

其中，基于地磁场的室内定位技术是通过将测得的磁场数据与事先采集到的磁指纹信息进行匹配而实现定位的，但由于室内空间中的墙体和墙柱等软磁材料会存在剩磁现象，干扰当地的地磁场，而这些磁干扰信号在不同的位置是不一样的，类似于人的指纹，视为磁指纹，可通过磁指纹匹配方式来实现定位；通过惯性导航进行定位的方法是利用加速度计和陀螺仪进行数据采集的，再通过行人航迹推算算法进行定位，具有不依赖外部信号的优势，但其定位误差存在随时间累积的效应，因此只能在短时间内提供较高精度的定位数据。尽管通过惯性导航方法会导致航向误差在没有额外信息的帮助下持续增大，但加速度计测量可以控制惯性导航中存在的水平姿态误差，如果结合磁力仪，再通过加速度计的磁平衡、磁航向计算等方法，就能提供绝对航向，能够有效减小惯性导航的误差。因此，当前的定位技术一般将磁指纹匹配定位技术和惯性导航技术融合，从而提高定位精度。然而，磁指纹采集工作量大，需要提前进行采集，如果事先未进行磁指纹采集，则无法使用基于磁指纹匹配的相关定位方法进行定位。

在本实施例中，需要先配置一个磁场发生器，参照图3，该磁场发生器主要包括电源组件和螺线管，其中，螺线管为绕制N圈的圆形线圈，电源组件能为螺线管提供周期性的交流电，例如，可控制电源组件为螺线管提供电流大小为1A量级的正负交替的方波型电流，通过将螺线管与电源组件用导线连接，组成电路回路，若电路回路导通，此时，通电螺线管在空间中产生磁场。另外，待定位点可为采集场景中的空间任一点，待定位点处预先放置有磁传感器，用于测量待定位点处的叠加磁场分量，其中，磁传感器为三轴磁传感器，可测量磁传感器所在位置处三个轴方向上的磁场分量，为了得到较高的定位精度，一般采用测量精度较高的磁传感器，如工业级磁通门磁强计。若磁传感器测得的三个轴方向上的磁场分量分别为B_x、B_y、B_z，那么，此时待定位点处的叠加磁场为

进一步地，所述通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场分量的步骤包括：

步骤a1，检测待定位点处的磁传感器的三轴方向是否与预设坐标系的参考方向一致；

在本实施例中，为了便于后续的数据处理与坐标系转换，需要检测待定位点处磁传感器的三轴方向是否与预设坐标系的参考方向一致。在具体实施时，可将螺线管放置于特定水平面上，如屋顶、水平地板等，并以螺线管的中心位置点为坐标原点，将该特定水平面设置为X-Y平面，其中，X轴和Y轴的方向不作限定，螺线管轴向方向为Z轴，具体的，可以螺线管轴向上方向为Z轴正方向，然后设定X轴的正方向，再通过右手定则确定预设坐标系的Y轴正方向，从而建立预设坐标系，使得该螺线管在需要定位的空间中任一位置产生的磁场都是唯一确定的。

步骤a2，若一致，则控制所述磁传感器进行采集，得到所述待定位点处的叠加磁场分量三分量。

在本实施例中，当待定位点处磁传感器的三轴方向与预设坐标系的参考方向一致时，控制磁传感器进行采集，磁传感器在三轴方向采集到的磁场数据，即为叠加磁场对应的叠加磁场分量。

步骤S20，根据所述叠加磁场分量，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场；

在本实施例中，待定位点处的叠加磁场分量由螺线管在该待定位点产生的目标磁场分量与该待定位点处的背景磁场分量叠加组成，而背景磁场是由地球固有磁场和建筑物自身的钢筋、混凝土等结构以及金属门框、家具、电器等产生的磁场叠加而成的。众所周知，自然界的磁现象均可以等效于若干个磁偶极子磁场的叠加，而基于磁偶极子场的定位需要获取高精度的磁场信息，因此，需要从磁传感器所测的叠加磁场分量中分离出由螺线管在该待定位点产生的目标磁场对应的磁场分量，从而确定通电螺线管在该待定位点产生的目标磁场。

进一步地，步骤S20还包括：

步骤b1，获取所述交流电的周期，并基于所述周期，确定所述叠加磁场分量的统计周期；

在本实施例中，若给螺线管通上方波型交流电，即交流电对应的电流/电压的最大值与最小值大小相等，方向相反，那么通电螺线管在空间中待定位点处会产生大小相等、方向相反的目标磁场。若交流电的周期为T，那么可确定T的整数倍对应的时间长度为统计周期。可以理解的，只有在周期或周期的整数倍时间窗口内，才能消除待定位点处的背景磁场，得到螺线管在该待定位点处产生的目标磁场。

步骤b2，在所述统计周期内，确定所述螺线管通入正向电流时所述待定位点处的第一叠加磁场，以及通入反向电流时所述待定位点处的第二叠加磁场；

在本实施例中，待定位点处的叠加磁场分量由螺线管在该待定位点产生的目标磁场与该待定位点处的背景磁场叠加组成。若以螺线管通入正向电流时所产生的目标磁场方向为正时，那么，螺线管通入反方向电流时所产生的目标磁场方向为负。由于预设坐标系中的背景磁场在统计周期内不会发生显著变化，因此可认为背景磁场是基本不变的。若通过磁传感器测得的磁场数据为某时刻在待定位点处测得的磁场分量B_x、B_y、B_z，其中，B_x为预设坐标系中X轴方向上的磁场分量，B_y为Y轴方向上的磁场分量，B_z为Z轴方向上的磁场分量，再结合各磁场分量对应的单位向量，即可得到该时刻在待定位点处的叠加磁场，根据这种方法可以确定螺线管通入正向电流时待定位点处的第一叠加磁场，以及通入反向电流时待定位点处的第二叠加磁场。

步骤b3，根据所述第一叠加磁场和所述第二叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场。

在本实施例中，根据螺线管通入正向电流时待定位点处的第一叠加磁场，以及通入反向电流时待定位点处的第二叠加磁场，可以抵消待定位点处的背景磁场，得到螺线管在待定位点处产生的目标磁场。例如，若采集场景中的背景磁场为

假设螺线管通入正向电流时产生的目标磁场为

那么，第一叠加磁场应为

第二叠加磁场应为

通过将第一叠加磁场与第二叠加磁场作差，得到对应的磁场差为

再将该磁场差除以2，即可得到当螺线管中通入正向电流时，螺线管在待定位点处产生的目标磁场

步骤S30，确定所述螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场；

在本实施例中，定位系统通过控制电源组向螺线管中通入交流电，使螺线管在预设坐标系中产生磁场，即通电螺线管在各个坐标点处都产生对应的坐标磁场。确定待定位点处的具体位置，需要确定螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场。

进一步地，步骤S30包括：

步骤c1，确定各所述线圈在预设坐标系中各个坐标点处产生的线圈磁场；

在本实施例中，螺线管是由N匝线圈绕制而成的，在螺线管通入电流后，螺线管中的各个线圈都会在预设坐标系中产生磁场，即各个线圈都会在各个坐标点处产生对应的线圈磁场，因此，螺线管做预设坐标系中产生的磁场是由各个线圈在各个坐标点处产生的线圈磁场组成的。

进一步地，步骤c1还包括：

步骤c11，获取各所述线圈的中心位置在所述预设坐标系中的中心坐标，分别确定各所述中心坐标与所述预设坐标系中各个坐标点之间的坐标矢量；

在本实施例中，螺线管由N匝线圈绕制而成，因此，相对于螺线管的中心位置，各个线圈的中心位置在Z轴方向上的位置也不同，即各个线圈在预设坐标系中的中心坐标都不同。在具体实施时，通过将预设坐标系中各个坐标点的坐标与中心坐标作差，得到坐标矢量对应的坐标，从而确定对应的坐标矢量。

步骤c12，获取所述坐标矢量在所述预设坐标系中的相对位置信息，并基于所述相对位置信息，确定各所述线圈在各所述坐标点处产生的线圈磁场。

在本实施例中，可通过预设的算法模型获取各个坐标矢量在预设坐标系中的相对位置信息，具体的，相对位置信息包括该坐标矢量与Z轴的夹角

该坐标矢量所在子午面相对于X轴子午面的转角θ₀、该坐标矢量的长度r等，子午面是指与地球自转轴平行，或包含地球椭球体短轴的平面。例如，螺线管中第i匝线圈的中心坐标为(0,0,Z₀)，预设坐标系中的某一坐标点坐标为(X₁，Y₁，Z₁)，则对应的坐标矢量可为(X₁，Y₁，Z₁-Z₀)，则该坐标矢量的长度为

确定线圈在各个坐标点处产生的线圈磁场，还需要获取各个线圈的半径，其中，半径为R的理想线圈在预设坐标系下的磁场分量公式如下：

其中，B_x、B_y、B_z分别为理想线圈在预设坐标系X轴、Y轴、Z轴方向上的磁场分量；

μ为磁导率；

I为螺线管中的电流大小；

θ是子午面相对于X轴子午面的转角，范围是[0,2π]；

r为测量点到线圈中心的距离，即坐标矢量的长度；

R为线圈的半径；

为测量点处的天顶角，即坐标矢量与Z轴的夹角；

θ₀为坐标矢量所在子午面相对于X轴子午面的转角。

只要获取线圈的半径以及对应的相对位置信息，就能通过上述方程(1)和(2)分别求出各个线圈在预设坐标系中各个坐标点处的磁场分量，从而得到各个线圈在各个坐标点处产生的线圈磁场。

步骤c2，将各所述坐标点处的线圈磁场进行叠加运算，得到所述螺线管在各所述坐标点处产生的坐标磁场。

在本实施例中，通过将各个线圈在各个坐标点处产生的线圈磁场进行叠加运算，可得到螺线管在各个坐标点处所产生的坐标磁场，也即得到螺线管在预设坐标系中所有坐标点处的坐标磁场。

步骤S40，根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置。

在本实施例中，确定了通电螺线管在预设坐标系中产生的坐标磁场和待定位点处产生的目标磁场后，可找出与将该目标磁场一致的坐标磁场，从而确定待定位点的具体位置。

进一步地，步骤S40包括：

步骤d1，获取所述目标磁场对应的目标磁场分量，以及所述坐标磁场对应的坐标磁场分量，确定与所述目标磁场分量一致的目标坐标磁场分量；

在本实施例中，由于通电螺线管在预设坐标系中不同坐标点所产生的磁场也不相同，也即，通过确定螺线管在待定位点处所产生的目标磁场，可以唯一确定待定位点的具体位置。具体的，通过待定位点处产生的目标磁场对应的目标磁场分量，与各个坐标磁场对应的坐标磁场分量进行对比匹配，确定与目标磁场分量一致的坐标磁场分量，即目标坐标磁场分量，就能通过目标坐标磁场分量，确定待定位点的具体位置。

步骤d2，确定所述目标坐标磁场分量对应的坐标点为目标坐标点，确定所述目标坐标点所在的位置为所述待定位点的具体位置。

在本实施例中，若目标坐标磁场分量与待定位点处螺线管产生的目标磁场对应的目标磁场分量一致，且目标坐标磁场分量对应的坐标点为目标坐标点，那么可确定目标坐标点所在的位置即为待定位点的具体位置。可以理解的，由于螺线管在预设坐标系中需定位的区域内各个坐标点处产生的目标磁场都不相同，也即通过确定螺线管在待定位点处所产生的目标磁场，可以唯一确定待定位点的具体位置。因此，通过这种方法可实现对预设坐标系中任一坐标点的定位。

本实施例的基于磁偶极子场的定位方法，通过待定位点处的磁传感器获取待定位点处的叠加磁场分量；根据叠加磁场分量，确定螺线管在待定位点处产生的目标磁场；确定螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场；根据目标磁场和坐标磁场，确定待定位点的具体位置。本发明不需要提前进行磁指纹采集，利用螺线管在待定位点处产生的目标磁场交替变化的特征，将螺线管在待定位点处产生的目标磁场与螺线管在预设坐标系各个坐标点处产生的坐标磁场进行对比匹配，从而确定待定位点的具体位置。

进一步地，基于本发明基于磁偶极子场的定位方法第一实施例，提出本发明基于磁偶极子场的定位方法第二实施例。

基于磁偶极子场的定位方法的第二实施例与基于磁偶极子场的定位方法的第一实施例的区别在于，所述根据所述第一叠加磁场和所述第二叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场的步骤包括：

步骤e，获取各所述第一叠加磁场对应的第一磁场分量，以及各所述第二叠加磁场对应的第二磁场分量，分别计算所述第一磁场分量对应的第一平均磁场分量，以及所述第二磁场分量对应的第二平均磁场分量；

在本实施例中，当螺线管中通入方波型交流电时，参照图4，图4为本发明基于磁偶极子场的定位方法磁传感器测量的磁场分量示意图，由此可见，磁传感器所测得的磁场数据为待定位点处在X轴、Y轴、Z轴方向上的磁场分量。由于环境干扰的原因，使得采集到的磁场数据会有波动，也即，在统计周期内螺线管通入正向电流时采集到的第一叠加磁场分量会有差异，同理地，螺线管通入反向电流时采集到的第二叠加磁场分量也会有差异。具体的，确定第一叠加磁场分量对应的第一平均磁场分量，即当螺线管通入正向电流时，分别确定待定位点处的磁传感器所测得的第一磁场分量B_x的平均值、B_y的平均值、B_z的平均值，将三个平均值作为第一磁场分量对应的第一平均磁场分量，用同样的方法可以得到第二平均磁场分量。通过求出第一叠加磁场分量以及第二叠加磁场分量的平均值，得到第一平均磁场分量和第二平均磁场分量，可以使获取到的磁场数据更加平滑，能够有效减小测量误差带来的影响。

步骤f，计算所述第一平均磁场分量和所述第二平均磁场分量对应的磁场分量差，基于所述磁场分量差，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场。

在本实施例中，根据螺线管通入正向电流时待定位点处的第一叠加磁场，以及通入反向电流时待定位点处的第二叠加磁场，可以抵消待定位点处的背景磁场，得到螺线管在待定位点处产生的目标磁场，具体的，通过计算第一平均磁场分量与第二平均磁场分量对应分量的差值，即分别计算第一平均磁场分量与第二平均磁场分量在X轴、Y轴、Z轴方向上的磁场分量差，得到螺线管在待定位点处产生的目标磁场对应的目标磁场分量，从而确定螺线管在待定位点处产生的目标磁场。

本实施例的基于磁偶极子场的定位方法，通过先求出各个磁场分量对应的平均值，再由各个磁场分量平均值得到螺线管通入正/向电流时在待定位点处的第一平均磁场、第二平均磁场，这种计算方法不需要先求出各组磁场分量对应的磁场数据，有利于进一步减小测量误差。

本发明还提供一种基于磁偶极子场的定位装置。参照图5，本发明基于磁偶极子场的定位装置包括：

第一确定模块10，用于通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场；

第二确定模块20，用于根据所述叠加磁场分量，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场；

第三确定模块30，用于确定所述螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场；

位置确定模块40，用于根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置。

优选地，所述第一确定模块还用于：

优选地，所述第二确定模块还用于：

优选地，所述第三确定模块还用于：

优选地，所述位置确定模块还用于：

本发明还提供一种存储介质。

本发明存储介质上存储有基于磁偶极子场的定位程序，所述基于磁偶极子场的定位程序被处理器执行时实现如上所述的基于磁偶极子场的定位方法的步骤。

其中，在所述处理器上运行的基于磁偶极子场的定位程序被执行时所实现的方法可参照本发明基于磁偶极子场的定位方法各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端系统(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络系统等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于磁偶极子场的定位方法，其特征在于，所述磁偶极子场由磁场发生器产生，所述磁场发生器包括螺线管，所述方法包括如下步骤：

通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场分量；

根据所述叠加磁场分量，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场；

根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置；

所述磁场发生器还包括电源组件，所述电源组件为所述螺线管提供交流电，根据所述叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场的步骤包括：

根据所述第一叠加磁场和所述第二叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场；

所述根据所述第一叠加磁场和所述第二叠加磁场，确定所述螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场的步骤包括：

2.如权利要求1所述的基于磁偶极子场的定位方法，其特征在于，所述通过待定位点处的磁传感器获取所述待定位点处的叠加磁场分量的步骤包括：

若一致，则控制所述磁传感器进行采集，得到所述待定位点处的叠加磁场分量。

3.如权利要求1所述的基于磁偶极子场的定位方法，其特征在于，所述螺线管由线圈绕制而成，所述确定所述螺线管在预设坐标系中各个坐标点处产生的坐标磁场的步骤包括：

4.如权利要求3所述的基于磁偶极子场的定位方法，其特征在于，所述确定各所述线圈在预设坐标系中各个坐标点处产生的线圈磁场的步骤包括：

5.如权利要求1-4任一项所述的基于磁偶极子场的定位方法，其特征在于，所述根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置的步骤包括：

6.一种基于磁偶极子场的定位装置，其特征在于，所述基于磁偶极子场的定位装置包括：

第二确定模块，用于根据所述叠加磁场分量，确定螺线管在所述待定位点处产生的目标磁场；

位置确定模块，用于根据所述目标磁场和所述坐标磁场，确定所述待定位点的具体位置；

所述磁场发生器还包括电源组件，所述电源组件为所述螺线管提供交流电，所述第二确定模块，还用于获取所述交流电的周期，并基于所述周期，确定所述叠加磁场分量的统计周期；

所述第二确定模块，还用于获取各所述第一叠加磁场对应的第一磁场分量，以及各所述第二叠加磁场对应的第二磁场分量，分别计算所述第一磁场分量对应的第一平均磁场分量，以及所述第二磁场分量对应的第二平均磁场分量；

7.一种基于磁偶极子场的定位系统，其特征在于，所述基于磁偶极子场的定位系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于磁偶极子场的定位程序，所述基于磁偶极子场的定位程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的基于磁偶极子场的定位方法的步骤。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于磁偶极子场的定位程序，所述基于磁偶极子场的定位程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的基于磁偶极子场的定位方法的步骤。