基于交变磁场的六自由度定位方法和系统与流程
技术特征:
1.一种基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,磁场解析模型的输入为空间位置,输出为磁感应强度,表达式为:
3.根据权利要求2所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,从坐标系二到坐标系三,设坐标系二的欧拉角中俯仰角、横滚角、偏航角的角度为α、β、γ,则有:
4.根据权利要求3所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,磁传感器实际测量值为:
5.根据权利要求4所述的基于交变磁场的六自由度定位方法,其特征在于,通过构建误差函:error1=|b1x′-b1x″|+|b1y′-b1y″|+|b1z′-b1z″|,当所有误差均不存在时,error1等于零,即求得满足磁传感器的理论值与磁传感器实际测量值相等条件的位姿参数;其中,error1表示空间内单个测量点处,理论计算的磁感应强度与实际测量得到磁感应强度的差值;
6.一种基于交变磁场的六自由度定位系统,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的基于交变磁场的六自由度定位系统,其特征在于,磁场解析模型的输入为空间位置,输出为磁感应强度,表达式为:
8.根据权利要求7所述的基于交变磁场的六自由度定位系统,其特征在于,从坐标系二到坐标系三,设坐标系二的欧拉角中俯仰角、横滚角、偏航角的角度为α、β、γ,则有:
9.根据权利要求8所述的基于交变磁场的六自由度定位系统,其特征在于,磁传感器实际测量值为:
10.根据权利要求9所述的基于交变磁场的六自由度定位系统,其特征在于,通过构建误差函:error1=|b1x′-b1x″|+|b1y′-b1y″|+|b1z′-b1z″|,当所有误差均不存在时,error1等于零,即求得满足磁传感器的理论值与磁传感器实际测量值相等条件的位姿参数;其中,error1表示空间内单个测量点处,理论计算的磁感应强度与实际测量得到磁感应强度的差值;
技术总结
本发明提供了一种基于交变磁场的六自由度定位方法和系统,通过利用三轴磁传感器的测量值与一个磁场线圈解析模型计算值的等式关系,即可得出磁源和目标点之间的关于位置和姿态的六元方程;再利用频域复用方法,通过频域分析后,可以得到目标点距离多个位置已知磁源的六自由度关系方程式组;当构建的线性无关方程式数量等于待求解变量6时,即可推算出目标点的位姿信息;而当线性无关方程式数量大于待求解变量6时,可以为目标点的位姿信息提供计算冗余,提高定位精度。
技术研发人员:葛宇航,李林,石大山,王家成,夏斯港
受保护的技术使用者:上海机电工程研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/26
技术研发人员:葛宇航,李林,石大山,王家成,夏斯港
技术所有人:上海机电工程研究所
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