【技术实现步骤摘要】
本申请涉及地磁匹配定位，特别是涉及一种动态地磁定位基准库构建方法、地磁定位方法、设备、存储介质及产品。
技术介绍
1、随着定位技术的泛在、连续、精准、智能的发展和转型，基于mems（micro electromechanical systems，微电子机械系统）的室内自主定位技术成为研究热点方向。低成本mems imu（inertial measurement unit，惯性测量单元）传感器与手机集成传感器类似（包含磁力计、加速度计、角速度计），采集数据方便快捷，是未来pdr定位、地磁匹配定位、惯性组合定位等方法的重要数据采集设备。但是如何实现这类设备磁数据快速采集建库、磁序列特征精准提取及匹配定位一直是需要突破关键要点。
2、地磁基准库是实现地磁定位的基础。在定位过程中，利用磁力计实时测量地磁数据，将其与预先构建的地磁基准图进行比较，从而确定用户的位置信息。目前，地磁基准库的构建方式分为两类：静态单点采集和动态序列采集。
3、静态单点采集方式比较成熟，对于室内小区域内，一般在区域划分一定宽度（1米，2米）的规则格网点，采用静态磁测量设备对所有格网点进行重复测量，并确定格网点的地磁值后，选取某种数学方法，如线性插值、多项式插值、克里金插值等插值方法，对格网点磁数据进行插值后，生成区域地磁匹配定位的地磁数据库。这种方法构建方法费时费力，不利于地磁指纹库的更新，实用性较低。同时，真正行人进行地磁匹配定位时，获取通行路径地磁值时动态条件测量，观测值会包含行走踏步、姿态变化等多种不确定噪声，导致匹配概率低。>
4、动态地磁基准库构建是在动态定位情况下，人携带手持磁场测试仪、磁场传感器等地磁测量装置，在移动过程中快速获取地磁数据的行为。目前没有成形明确动态地磁数据库构建方法，张永旺等利用无人机进行低航空磁测，搭载加拿大gtk-r15铷光泵磁力仪，以22.4m/s速度进行动态磁测量，可实现地磁指纹库的快速构建。该方法适用于室内地形险要的勘探盲区。对于在室内小区域内，大大提高了无人机操作难度，且室内imu装置精度相对较低，磁测量值极易受无人机飞行角度的变化而变化，适用性极弱。旷俭等在研究中提出利用两个imu装置进行数据采集，分别固定在脚部和背部，通过控制点修正和反向平滑算法，对采集数据进行修正和降噪，但其对设备要求较高，需要集成gnss板卡和较高性能imu组合，此外还需添加胸腰椎固定支架对设备姿态进行固定，数据采集较为不便。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种动态地磁定位基准库构建方法、地磁定位方法、设备、存储介质及产品，可实现在低成本的前提下进行室内小区域的准确动态地磁定位。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种动态地磁定位基准库构建方法，所述动态地磁定位基准库构建方法包括：
4、获取测线磁场值信号；所述测线磁场值信号由mems类磁测量装置获取；所述测线磁场值信号包括：测量时测量装置放置高度、测量装置移动速度以及磁场数据；所述磁场数据包括：空间点坐标位置以及对应位置的磁场值；
5、对所述测线磁场值信号进行盲源解混降噪处理，得到降噪磁数据；
6、对所述降噪磁数据进行匹配特征点处理，得到巷道地磁匹配特征数据集；
7、根据所述测量时测量装置放置高度，将所述巷道地磁匹配特征数据集按比例上下延拓出高度变化的地磁匹配测线特征点集合，得到第一动态地磁特征点集合；
8、根据所述测量装置移动速度，将所述巷道地磁匹配特征数据集按比例拉伸延拓出速度变化的地磁匹配测线特征点集合，得到第二动态地磁特征点集合；
9、将所述巷道地磁匹配特征数据集、所述第一动态地磁特征点集合和所述第二动态地磁特征点集合组合为动态地磁定位基准库；所述动态地磁定位基准库用于室内小区域的动态地磁定位。
10、可选地，对所述降噪磁数据进行匹配特征点处理，得到巷道地磁匹配特征数据集，具体包括：
11、利用移动窗极值法提取所述降噪磁数据中每条测线磁数据的特征点，并对得到的每个特征点的属性权进行赋值，得到待匹配第一特征点集合；
12、利用法向量夹角均值法提取所述降噪磁数据中每条测线磁数据的特征点，并对得到的每个特征点的属性权进行赋值，得到待匹配第二特征点集合；
13、将所述待匹配第一特征点集合与所述待匹配第二特征点集合合并，得到巷道地磁匹配特征数据集。
14、可选地，所述待匹配第一特征点集合中的每个特征点的属性权赋值为2；
15、所述待匹配第二特征点集合中的每个特征点的属性权赋值为-1。
16、可选地，将所述待匹配第一特征点集合与所述待匹配第二特征点集合合并，得到巷道地磁匹配特征数据集之后，还包括：
17、当所述巷道地磁匹配特征数据集中的特征点数量小于第一预设阈值时，对所述巷道地磁匹配特征数据集进行对应序列线性插值；
18、当所述巷道地磁匹配特征数据集中的特征点数量大于第二预设阈值时，对所述巷道地磁匹配特征数据集进行重采样。
19、可选地，所述获取测线磁场值信号；具体包括：
20、获取井下巷道测量时所有预设测线的加速度数据、磁场值数据、测量装置放置高度数据和测量装置移动速度数据；每个所述井下巷道沿着巷道延伸方向等间隔布设预设测线；所述mems类磁测量装置包括：磁通门计、加速度计以及降噪电感；
21、根据所述加速度数据和所述磁场值数据计算每个空间点坐标位置以及对应位置的磁场值。
22、第二方面，本申请提供了一种地磁定位方法，所述地磁定位方法包括：
23、获取待定位区域测线磁场值信号；
24、对所述待定位区域测线磁场值信号进行盲源解混降噪处理，得到待定位降噪磁数据；
25、对所述待定位降噪磁数据进行匹配特征点处理，得到待定位巷道地磁匹配特征数据；
26、利用磁特征点权重调整匹配算法，计算动态地磁定位基准库与所述待定位巷道地磁匹配特征数据之间的最优拟合序列，得到待定位区域的坐标位置；所述动态地磁定位基准库为由上述任一项所述的动态地磁定位基准库构建方法构建得到的。
27、可选地，所述最优拟合序列的计算公式为：
28、；
29、其中，表示最优拟合序列； q表示动态地磁定位基准库中的一条磁序列； c表示待定位巷道地磁匹配特征数据中的一条磁序列；，表示序列和之间每个点的相似度；表示当前单元格距离和相邻元素的最小累计距离；是相应特征点权重；；式中，是个常数，是特征点的属性权，是特征点的属性权。
30、第三方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的动态地磁定位基准库构建方法或地磁定位方法。...
【技术保护点】
1.一种动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，所述动态地磁定位基准库构建方法包括：
2.根据权利要求1所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，对所述降噪磁数据进行匹配特征点处理，得到巷道地磁匹配特征数据集，具体包括：
3.根据权利要求2所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，所述待匹配第一特征点集合中的每个特征点的属性权赋值为2；
4.根据权利要求2所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，将所述待匹配第一特征点集合与所述待匹配第二特征点集合合并，得到巷道地磁匹配特征数据集之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，所述获取测线磁场值信号；具体包括：
6.一种地磁定位方法，其特征在于，所述地磁定位方法包括：
7.根据权利要求6所述的地磁定位方法，其特征在于，所述最优拟合序列的计算公式为：
8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-5中任一项
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的动态地磁定位基准库构建方法或权利要求6-7中任一项所述的地磁定位方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的动态地磁定位基准库构建方法或权利要求6-7中任一项所述的地磁定位方法。
...【技术特征摘要】
1.一种动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，所述动态地磁定位基准库构建方法包括：
2.根据权利要求1所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，对所述降噪磁数据进行匹配特征点处理，得到巷道地磁匹配特征数据集，具体包括：
3.根据权利要求2所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，所述待匹配第一特征点集合中的每个特征点的属性权赋值为2；
4.根据权利要求2所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，将所述待匹配第一特征点集合与所述待匹配第二特征点集合合并，得到巷道地磁匹配特征数据集之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的动态地磁定位基准库构建方法，其特征在于，所述获取测线磁场值信号；具体包括：
6.一种地磁定位方法，其特征在于，所述地磁定位方法包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：汪金花，侯金亮，孟庆港，李鸣铎，李孟倩，王赛楠，张亚静，段奥泽，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：
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