专利名称：基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高精度的磁性目标定位装置，具体涉及一种基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置，属于磁测量领域。
背景技术：
磁探测技术广泛应用于导航定位、地质勘探、生物医疗、沉船打捞等领域。磁定位技术是磁探测技术的核心技术之一。目前最常用的磁定位方法，就是根据所建立的磁性目标磁场模型推导出相应的定位公式，然后再根据所测量的磁场值进行定位求解。这实际上是一个反演过程，涉及到求解非线性方程组，常见的求解方法有神经网络法,逐次回归法,遗传算法搜索求解,POffELL法，遗传算法和单纯形法联合求解等。上述这种传统的磁定位方法存在数据量大，计算复杂，求解结果不稳定，实时性差，定位误差大等缺点。
发明内容有鉴于此，本实用新型提出一种基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置，该装置利用由五个三轴矢量磁传感器组成磁梯度张量测量阵列来测量磁性目标的磁矩，定位精度高，且计算简便。该测量装置包括磁梯度张量测量阵列、数据采集�？楹褪荽砟？�。所述磁梯度张量测量阵列由五个三轴矢量磁传感器组成，布置磁梯度张量测量阵列时，位于探测点处的三轴矢量磁传感器为基准传感器。其它三轴矢量磁传感器分布在基准传感器周围，为参考传感器。设基准传感器的三个敏感轴方向分别为X向、y向和Z向，布置磁梯度张量测量阵列时应保证:至少在两个方向上布置参考传感器；当在某个方向上布置参考传感器时，保证该方向上正向和负向的参考传感器对称布置；每个参考传感器与基准传感器之间的距离均相等；所有三轴矢量磁传感器对应的三个敏感轴均相互平行。所述数据采集模块同时对五个三轴矢量磁传感器的15路磁信号进行数据采集。所述数据处理�？橛胧莶杉？橄嗔莶杉？榻杉降氖莘⑺透荽砟？椋荽砟？橐谰萁邮盏降氖萁写啪亟馑悖佣玫酱判阅勘暧胩讲獾愕南喽晕恢霉叵怠Ｎ酥惫鄣南允静饬拷峁米爸媒徊桨ǘㄎ唤峁允灸？椋ㄎ唤峁允灸？橛胧荽砟？橄嗔糜谙允臼荽砟？槭涑龅亩ㄎ唤峁�。有益效果该装置利用由五个三分量矢量磁传感器组成测量阵列进行磁性目标的磁矩测量，定位方法简单、定位精度高且方便快捷。
图1该装置的原理框图；图2五个三轴矢量磁传感器组成的磁测阵列的结构示意图；图3为采用该装置对磁性目标进行定位的效果图。
具体实施方式
以下结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。本实施例提供一种基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标磁矩测量装置，该装置利用五个三轴矢量磁传感器组成的磁梯度张量测量阵列来测量磁性目标的磁矩。本实施例提供的测量装置包括磁梯度张量测量阵列、数据采集模块、数据处理�？楹痛啪叵允灸？椋缤�1所示。其中磁梯度张量测量阵列的布置方式如图2所示，设五个三轴矢量磁传感器的编号分别为I号 5号。将布置在探测点处的I号三轴矢量磁传感器作为基准传感器，其它三轴矢量磁传感器作为参考传感器。设基准传感器的三个敏感轴方向分别为X向、y向和z向，建立坐标系xyz，所有三轴矢量磁传感器对应的三个敏感轴均相互平行。四个参考传感器中2号和4号三轴矢量磁传感器分别布置在X向的正向和负向，3号和5号三轴矢量磁传感器分别布置在y向的正向和负向；四个参考传感器与基准传感器之间的距离均为d。数据采集模 块同时对五个三轴矢量磁传感器的15路磁信号进行数据采集，五个三轴矢量磁传感器输出的数据分别为:(Blx，B1Y, Blz)，(B2x, B2y, B2z)、(B3x, B3y, B3z)、(B4x, B4y,B4z)、(B5x, B5y, BJ ;其中Bab表示第a个三轴矢量磁传感器测得的在b方向上的磁感应强度，a=l、2、3、4、5，b=x、 y、z，其中磁性目标在探测点处的磁感应强度B即为基准传感器输出的磁信号:(Blx, Bly, Blz)。数据处理模块与数据采集�？橄嗔莶杉？榻杉降氖莘⑺透荽砟？椋荽砟？橐谰萁邮盏降氖萁写啪亟馑悖佣贸龃判阅勘甑娜岽啪亍Ｊ荽砟？榈慕崴愎贪�:( I)计算磁性目标在探测点处的磁梯度张量G磁场是矢量�。诖判阅勘曛芪Т嬖诖懦。懦〉亩渍帕砍莆盘荻日帕浚俏狦0磁梯度张量G的表达式为:
权利要求1.基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置，其特征在于，包括磁梯度张量测量阵列、数据采集�？楹褪荽砟？椋� 所述磁梯度张量测量阵列由五个三轴矢量磁传感器组成，布置磁梯度张量测量阵列时，位于探测点处的三轴矢量磁传感器为基准传感器；其它三轴矢量磁传感器分布在基准传感器周围，为参考传感器；设基准传感器的三个敏感轴方向分别为X向、y向和Z向，布置磁梯度张量测量阵列时应保证:至少在两个方向上布置参考传感器；当在某个方向上布置参考传感器时，保证该方向上正向和负向的参考传感器对称布置；每个参考传感器与基准传感器之间的距离均相等；所有三轴矢量磁传感器对应的三个敏感轴均相互平行； 所述数据采集�？橥倍晕甯鋈崾噶看糯衅鞯�15路磁信号进行数据采集； 所述数据处理�？橛胧莶杉？橄嗔莶杉？榻杉降氖莘⑺透荽砟？�。
2.如权利要求1所述的基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置，其特征在于，进一步包括定位结果显示模块，所述定位结果显示�？橛胧荽砟？橄嗔�。
专利摘要本实用新型公开了一种基于五个三轴矢量磁传感器的磁性目标定位装置，该装置主要由五个三轴矢量磁传感器组成测量阵列来对磁性目标进行定位，同时还包括数据采集�？椋荽砟？椋谛枰那榭鱿禄勾嬖诙ㄎ唤峁允灸？�。利用五个矢量磁传感器组成磁测量阵列测量磁性目标周围某点处的磁感应强度，然后通过数据采集�？槎�15路磁信号进行数据采集，然后将采集到的数据送入数据处理与分析�？榻写啪亟馑悖佣贸龃判阅勘暧胩讲獾愕南喽晕恢�。采用该装置对磁性目标进行定位，能够进行单点实时测量，测量精度高且可以达到较高的测量精度。
文档编号G01V3/08GK202975350SQ20122054045
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者卢俊杰, 陈正想, 石超 申请人:中国船舶重工集团公司第七一〇研究所
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