磁目标定位方法、装置、电子设备及存储介质

1.本发明涉及磁探测技术领域，尤其涉及一种磁目标定位方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.在磁异探测技术中，基于磁传感器的磁目标分辨和定位技术，极具应用价值。
3.相关技术可知，磁定位方法可以包括磁梯度张量定位方法和单分量梯度测量、总场梯度测量方法。其中，磁梯度张量定位方法为单测量点定位方法，可以通过磁梯度张量值和目标磁场值解算出目标和测量系统的相对位置。其特点是定位速度快、定位精度高，可以实现基于单一测量点的磁性目标定位。然而，在磁梯度张量定位方法中，磁梯度张量测量困难，所使用的仪器复杂，短时间内难以实用化。单分量梯度测量、总场梯度测量方法简单，兼具磁场定位方法和磁场张量定位方法的优点，但是需要多点拟合，规划一定的定位路径或者使用磁探仪阵列，不能单点定位，执行起来困难。


技术实现要素：

4.本发明提供一种磁目标定位方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中进行磁目标定位时计算量大、操作复杂的缺陷，实现了简单、快捷得对磁目标进行精准定位。
5.本发明提供一种磁目标定位方法，所述方法应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列，所述磁探测阵列包括呈线性排列的多个磁传感器，所述方法包括：确定所述磁探测阵列中各所述磁传感器测量得到的关于所述磁目标的磁场强度；基于所述磁场强度，确定关于所述磁目标的多阶磁场强度导数；基于所述多阶磁场强度导数，确定所述磁目标在第一方向的磁位点，以及所述磁目标在第二方向距离所述磁探测阵列的磁距离，其中，所述第一方向与所述第二方向呈垂直关系；基于所述磁位点和所述磁距离，对所述磁目标进行定位。
6.根据本发明提供的一种磁目标定位方法，在所述基于所述磁位点和所述磁距离，对所述磁目标进行定位之后，所述方法还包括：确定所述磁探测阵列中的第一磁传感器测量得到的关于所述磁目标的第一磁场强度，其中，所述第一磁传感器为所述磁探测阵列中距离所述磁目标最近的磁传感器；基于所述第一磁场强度和所述磁距离，确定所述磁目标的磁矩；基于所述磁矩，对所述磁目标进行分类。
7.根据本发明提供的一种磁目标定位方法，所述基于所述磁场强度，确定关于所述磁目标的多阶磁场强度导数通过以下公式实现：
[0008][0009]
其中，bn表示所述磁目标的n阶磁场强度导数，b(n+1-p)表示所述磁探测阵列中各所述磁传感器测量得到的关于所述磁目标的所述磁场强度。
[0010]
根据本发明提供的一种磁目标定位方法，所述多阶磁场强度导数包括三阶磁场强度导数，所述磁探测阵列至少包括四个磁传感器，所述磁探测阵列沿第一方向对所述磁目标进行探测，所述基于所述多阶磁场强度导数，确定所述磁目标在第一方向的磁位点，包括：分别确定所述磁探测阵列中各所述磁传感器在所述第一方向的多个预设位点测量得到的关于所述磁目标的磁场强度；基于所述磁目标的磁场强度，确定与所述磁目标对应的三阶磁场强度导数；基于所述三阶磁场强度导数，以及与所述三阶磁场强度导数对应的所述预设位点，构建导数-位点图谱；基于所述导数-位点图谱，确定与所述导数-位点图谱的导数峰值对应的位点，并将与所述导数峰值对应的位点作为所述磁位点。
[0011]
根据本发明提供的一种磁目标定位方法，所述基于所述磁目标的磁场强度，确定与所述磁目标对应的三阶磁场强度导数通过以下公式确定：
[0012][0013]
其中，b3表示与所述磁目标对应的三阶磁场强度导数；b(4)表示所述磁探测阵列中以靠近所述磁目标一侧为起点，位于所述磁探测阵列中第四位的磁传感器测量得到的磁场强度；b(3)表示所述磁探测阵列中以靠近所述磁目标一侧为起点，位于所述磁探测阵列中第三位的磁传感器测量得到的磁场强度；b(2)表示所述磁探测阵列中以靠近所述磁目标一侧为起点，位于所述磁探测阵列中第二位的磁传感器测量得到的磁场强度；b(1)表示所述磁探测阵列中以靠近所述磁目标一侧为起点，位于所述磁探测阵列中第一位的磁传感器测量得到的磁场强度；h表示所述磁探测阵列中相邻磁传感器的距离。
[0014]
根据本发明提供的一种磁目标定位方法，所述基于所述多阶磁场强度导数，确定所述磁目标在第二方向距离所述磁探测阵列的磁距离通过以下公式实现：
[0015][0016]
其中，bn表示所述磁目标的n阶磁场强度导数；b
n-1
表示所述磁目标的n-1阶磁场强度导数；r表示所述磁距离。
[0017]
根据本发明提供的一种磁目标定位方法，所述基于所述第一磁场强度和所述磁距离，确定所述磁目标的磁矩通过以下公式实现：
[0018][0019]
其中，b0表示所述第一磁场强度；r表示所述磁距离；m表示所述磁目标的磁矩。
[0020]
本发明还提供一种磁目标定位装置，所述装置应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列，所述磁探测阵列包括呈线性排列的多个磁传感器，所述装置包括：确定模块，用于确定所述磁探测阵列中各所述磁传感器测量得到的关于所述磁目标的磁场强度；处理模块，用于基于所述磁场强度，确定关于所述磁目标的多阶磁场强度导数，以及基于所述多阶磁场强度导数，确定所述磁目标在第一方向的磁位点，以及所述磁目标在第二方向距离所述磁探测阵列的磁距离，其中，所述第一方向与所述第二方向呈垂直关系；定位模块，用于基于所述磁位点和所述磁距离，对所述磁目标进行定位。
[0021]
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器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程序时实现如上述任一种所述磁目标定位方法的步骤。
[0022]
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述磁目标定位方法的步骤。
[0023]
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述磁目标定位方法的步骤。
[0024]
本发明提供的磁目标定位方法、装置、电子设备及存储介质，应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列。通过磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度，可以得到多阶磁场强度导数；基于多阶磁场强度导数，可以确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离；并基于磁位点和磁距离，对实现对磁目标的快速定位。通过本发明，避免了在进行磁目标定位过程中计算量大、操作复杂的缺陷，实现了简单、快捷的对磁目标进行精准定位。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]
图1是应用本发明提供的磁目标定位方法的磁探测阵列的结构示意图；
[0027]
图2是本发明提供的磁目标定位方法的流程示意图之一；
[0028]
图3是本发明提供的磁目标定位方法的应用场景示意图；
[0029]
图4是本发明提供的磁目标定位方法的流程示意图之二；
[0030]
图5是本发明提供的基于多个不同阶磁场强度导数确定磁目标在第一方向的磁位点的测量效果图；
[0031]
图6是本发明提供的基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点的流程示意图之一；
[0032]
图7是应用本发明提供的磁目标定位方法对磁目标进行定位的测量效果图之一；
[0033]
图8是应用本发明提供的磁目标定位方法对磁目标进行定位的测量效果图之二；
[0034]
图9是本发明提供的磁目标定位装置的结构示意图；
[0035]
图10是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0036]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
磁场是一种广泛存在的物理场，在地球的周围就包含了很强的地磁场(约50000nt)。因为地磁场的存在，一些易磁化的材料会产生感应磁场，使得许多本身不具有磁性的物质呈现出磁性特征。在自然总存在很多铁磁性的材料，他们在地质产生过程中，因为
各种原因会包含一定的剩磁，也会产生一定的磁场。另外，人工制造的铁磁材料，则可以产生非常强的磁场。这些磁场会叠加在地磁场之上，引起地磁场丰富的畸变，这种现象称为磁异常。基于对磁异常信号的分析，出现了磁异常探测技术。
[0038]
磁异常探测技术是指通过观测磁信号，分析提取磁性目标自身磁性差异所引起的磁异常，进而对目标进行定位、辨识、分类的技术。和其他探测技术相比，磁异常探测技术由于具有速度快、灵敏度高、效率高、可执行度高、成本低、隐蔽性能好、抗干扰强等优点，具有极高的军事应用和民用价值。
[0039]
随着技术的发展，磁传感器技术进步巨大，其灵敏度已提高到量子极限。现有的磁探测技术中，已经商用的磁力仪包括三轴磁强计、磁通门传感器、磁阻探测器、光泵磁强计、超导量子干涉磁力仪等。他们各具特点，如磁阻探测器体积和能耗极低，超导量子干涉仪灵敏度最高，磁通门传感器技术成熟度高，光泵磁强计平台适应性好。相比于其他类型的电子传感器，磁传感器检测设备具有很多特有的物理特性，磁传感器具有更灵敏、更宽的工作温度和电压，其抗机械冲击能力优异、抗震动能力也很强，它还具有可重复性高的特点，这许多非常优异的性能预示着磁传感设备可以用在多种场合替代其他传感器。
[0040]
在磁异探测技术中，基于磁传感器的磁目标分辨和定位技术，极具应用价值。一般的磁定位方法，按照定位的方法的差别可以粗分为两种：一种是基于信号强弱比较、结合航迹规划确定目标位置，另一种则是通过多点测量进行参数估计，即通过建立方程组，确定目标函数，从而解出使目标函数最小的最优解。按照使用定位的磁传感器的不同，磁性目标探测定位方法有磁场总场定位方法、磁场分量定位方法和磁场梯度张量定位方法等。
[0041]
基于磁场总场和分量的定位方法发展较早，但需要多点拟合，规划一定的定位路径或者使用磁探仪阵列，不能单点定位。磁梯度张量测量方法是新发展的定位方法，相比其他传统磁测方法，磁梯度张量测量有突出的优势。磁梯度张量定位方法为单测量点定位方法，通过磁梯度张量值和目标磁场值解算出目标和测量系统的相对位置，其特点是定位速度快、定位精度高，可以实现基于单一测量点的磁性目标定位。然而磁梯度张量测量困难，所使用的仪器复杂，短时间内难以实用化。单分量梯度测量、总场梯度测量方法简单，兼具磁场定位方法和磁场张量定位方法的优点，但是执行起来困难。
[0042]
本发明提出了基于磁场分量梯度定位的方法，通过选择合适的路径方向，结合高阶磁场分量导数，实现对磁目标的定位与分类。本发明提供的定位方法，避免了在进行磁目标定位过程中计算量大、操作复杂的缺陷，可以简单、快捷的实现对磁目标进行精准定位。
[0043]
本发明将结合下述实施例对本发明提供的磁目标定位方法的过程进行说明。
[0044]
在本发明一示例性实施例中，磁目标定位方法可以应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列。结合图1可知，磁探测阵列可以包括呈线性排列的多个磁传感器。其中，多个磁传感器用图示中的1、2、3、4等表示。在一示例中，磁传感器可以是单轴磁力仪。在磁探测阵列中单轴磁力仪的轴取向相同，每相邻两个单轴磁力仪之间的间隔为h，从左往右依次编号，单轴磁力仪的数量不作限制。
[0045]
图2是本发明提供的磁目标定位方法的流程示意图之一。
[0046]
在本发明一示例性实施例中，如图2所示，磁目标定位方法可以包括步骤210至步骤240，下面将分别介绍各步骤。
[0047]
在步骤210中，确定磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度。
[0048]
在一种实施例中，可以确定磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度。继续结合图1进行说明，可以将磁传感器1测量得到的磁场强度表示为b(1),可以将磁传感器2测量得到的磁场强度表示为b(2),可以将磁传感器3测量得到的磁场强度表示为b(3),可以将磁传感器4测量得到的磁场强度表示为b(4)。
[0049]
在步骤220中，基于磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数。
[0050]
在一种实施例中，基于磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数可以通过以下公式实现：
[0051][0052]
其中，bn表示磁目标的n阶磁场强度导数，b(n+1-p)表示磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度，即b(1),b(2)
……
b(n+1-p)。
[0053]
在步骤230中，基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离，其中，第一方向与第二方向呈垂直关系。
[0054]
在一种实施例中，可以基于各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数。进一步的，可以基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离。在一种示例中，第一方向可以是水平方向(可以用x方向表示)。基于多阶磁场强度导数，可以确定磁目标在水平方向上的位点x。在又一种示例中，第二方向可以是竖直方向(可以用y方向表示)。基于多阶磁场强度导数，可以确定磁目标在竖直方向上距离磁探测阵列的磁距离r，进而可以确定磁目标在竖直方向上的位点。可以理解的是，基于磁目标在x方向上的位点和在y方向上的位点，可以准确定位出磁目标的位置。
[0055]
在步骤240中，基于磁位点和磁距离，对磁目标进行定位。
[0056]
在一种实施例中，基于磁位点x可以确定磁目标在x方向上的位置，基于磁距离r可以确定磁目标在y方向上的位置。进一步的，基于磁目标在x方向上的位置和磁目标在y方向上的位置，可以准确的定位出磁目标的位置。在本实施例中，通过确定关于磁目标的多阶磁场强度导数，可以确定出磁目标在x方向上的位置和磁目标在y方向上的位置，实现了简单、便捷且准确的定位出磁目标的位置信息。
[0057]
为了进一步介绍本发明提供的磁目标定位方法，下面将结合下实施例进行说明。
[0058]
图3是本发明提供的磁目标定位方法的应用场景示意图。
[0059]
在一种实施例中，结合图3进行说明。在应用过程中，磁探测阵列可以沿竖直方向进行安装，其中，磁探测阵列的右侧(对应图3中箭头一侧，以及对应图1中靠近磁传感器4的一侧)挂载到运载平台上。需要说明的是，磁探测阵列的安装方式、磁目标分布以及磁探测路径的设置如图3所示。其中，磁目标分布于地平面以下，磁探测阵列可以沿水平方向的探测路径移动，不能超过地平面。在应用过程中，通过磁探测阵列中的各磁传感器可以测量出在探测路径的各预设位点处的关于磁目标的磁场强度。进一步的，可以基于磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数，并基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在x方向上的位置，以及磁目标在y方向上的位置。进一步的，基于磁目标在x方向上的位置和磁目标在y方向上的位置，可以准确的定位出磁目标的位置。
[0060]
本发明提供的磁目标定位方法，应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列。通过
磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度，可以得到多阶磁场强度导数；基于多阶磁场强度导数，可以确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离；并基于磁位点和磁距离，对实现对磁目标的快速定位。通过本发明，避免了在进行磁目标定位过程中计算量大、操作复杂的缺陷，实现了简单、快捷的对磁目标进行精准定位。
[0061]
本发明将结合下述实施例对另一种磁目标定位方法的过程进行说明。
[0062]
图4是本发明提供的磁目标定位方法的流程示意图之二。
[0063]
在本发明一示例性实施例中，如图4所示，磁目标定位方法可以包括步骤410至步骤470，其中，步骤410至步骤440与前文所述的步骤210至步骤240相同或相似，其具体实施方式和有益效果请参照前文描述，在本实施例中不再赘述，下面将介绍步骤450至步骤470。
[0064]
在步骤450中，确定磁探测阵列中的第一磁传感器测量得到的关于磁目标的第一磁场强度，其中，第一磁传感器为磁探测阵列中距离磁目标最近的磁传感器。
[0065]
在一种实施例中，继续以图1所述的磁探测阵列为例进行说明。可以确定磁探测阵列中的第一磁传感器测量得到的关于磁目标的第一磁场强度。其中，第一磁传感器可以对应图1中的磁传感器1，其测量得到的第一磁场强度可以表示为b(1)。
[0066]
在步骤460中，基于第一磁场强度和磁距离，确定磁目标的磁矩；
[0067]
在步骤470中，基于磁矩，对磁目标进行分类。
[0068]
在一种实施例中，可以基于第一磁场强度b(1)和磁距离r，确定出磁目标的磁矩m。进一步的，基于磁目标的磁矩m以及磁目标数据库，可以确定出磁目标的性质，进而实现对磁目标的分类。
[0069]
需要说明的是，磁矩为m的磁目标，在距离其特征尺寸5倍外的地方，产生的磁场可以使用磁偶极子公式近似表示。在球坐标下，大小为m的磁矩产生的磁场强度大小可以用以下公式表示：
[0070][0071]
其中，磁矩m位于原点，r是磁矩和目标点的距离长度，φ是磁矩和目标位置矢量的夹角。虽然磁场强度随距离呈三次方变化，但是磁场强度是一个随角度变化的量，不同角度的磁场大小不一样。在一定的测量路径上，磁场变化不是一个单峰值的函数，给定位带来困难。在一定的条件下，如航迹位于磁目标上方时，磁场强度可以简化为一个单峰值的函数，这时可以方便的用于磁定位。这种情况下，磁目标产生的磁场强度可以正比于磁矩大小、反比于距离的三次方，并可以用以下公式表示：
[0072][0073]
其中，b0表示关于磁目标的0阶磁场强度导数，0阶磁场强度导数即为磁场强度。磁场强度可以是第一磁传感器测量得到的关于磁目标的第一磁场强度。
[0074]
在又一种实施例中，基于第一磁场强度和磁距离，确定磁目标的磁矩可以通过公式(3)实现。在公式(3)中，b0表示第一磁场强度；r表示磁距离；m表示磁目标的磁矩。
[0075]
根据公式(3)，可以确定关于磁目标的n阶磁场强度导数，并可以用以下公式表示：
[0076]
[0077]
其中，！表示阶乘，为了表示统一，磁场强度就是0阶导数。从公式(4)可以看到，磁场的n阶导数比n-1阶导数随自变量r变化的更快，这样可以实现更准确的磁目标定位。
[0078]
图5是本发明提供的基于多个不同阶磁场强度导数确定磁目标在第一方向的磁位点的测量效果图。
[0079]
结合图5可知，给出了位于探测路径上400m处的磁偶极子，它的0阶、1阶、3阶、6阶导数沿探测路径的变化。可以看到，随着导数阶数的提高，函数宽度变得更窄，这样可以更精确的确定磁目标的位置。
[0080]
利用差分法，可以利用磁探测阵列测量的磁场得到磁场的n阶导数。由n个磁传感器构成的磁探测器阵列，最高可以得到n-1阶的磁场导数。另外，由于n阶磁场导数具有更好的半高宽，在定位中比磁场直接定位的精度更高。其中，1到4阶的磁场导数差分计算公式如下：
[0081]
一阶磁场强度导数：
[0082][0083]
二阶磁场强度导数：
[0084][0085]
三阶磁场强度导数：
[0086][0087]
四阶磁场强度导数：
[0088][0089]
其中，b(1)-b(5)分别对应图1中所示的各磁传感器测量得到的磁场强度。h对应图1中每相邻两个磁传感器之间的间隔。
[0090]
需要说明的是，导数阶数越高，其产生的噪声越大，因此，可以基于三阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点。可以理解的是，基于三阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点既可以减少噪声干扰，又可以确保磁场导数具有更好的半高宽，进而可以更加准确的定位磁目标。
[0091]
本发明将结合下述实施例对基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点的过程进行说明。
[0092]
图6是本发明提供的基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点的流程示意图之一。
[0093]
在本发明一示例性实施例中，多阶磁场强度导数可以包括三阶磁场强度导数，磁探测阵列至少可以包括四个磁传感器。在应用过程中，磁探测阵列可以沿第一方向(例如，x方向)对磁目标进行探测。如图6所示，基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点可以包括步骤610至步骤640，下面将分别介绍各步骤。
[0094]
在步骤610中，分别确定磁探测阵列中各磁传感器在第一方向的多个预设位点测量得到的关于磁目标的磁场强度。
[0095]
在一种实施例中，继续以图1为例进行说明，可以分别确定磁探测阵列中各磁传感
器(例如磁传感器1、磁传感器2等)沿探测路径在多个预设位点测量得到的关于磁目标的磁场强度(例如b(1)、b(2)等)。
[0096]
在步骤620中，基于磁目标的磁场强度，确定与磁目标对应的三阶磁场强度导数。
[0097]
在一种实施例中，可以基于公式(7)确定与磁目标对应的三阶磁场强度导数。在公式(7)中，b3表示与磁目标对应的三阶磁场强度导数。b(4)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第四位的磁传感器(对应图1中的磁传感器4)测量得到的磁场强度。b(3)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第三位的磁传感器(对应图1中的磁传感器3)测量得到的磁场强度。b(2)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第二位的磁传感器(对应图1中的磁传感器2)测量得到的磁场强度。b(1)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第一位的磁传感器(对应图1中的磁传感器1)测量得到的磁场强度。h表示磁探测阵列中相邻磁传感器的距离。
[0098]
在步骤630中，基于三阶磁场强度导数，以及与三阶磁场强度导数对应的预设位点，构建导数-位点图谱。
[0099]
在一种实施例中，可以在探测路径中确定多个预设位点，其中，预设位点可以根据实际情况进行调整，在本实施例中不作具体限定。结合图5进行说明，在x轴上的100、200
……
800位点可以理解为预设位点。在应用过程中，可以在预设位点处测量关于磁目标的三阶磁场强度导数。进而可以基于三阶磁场强度导数，以及与三阶磁场强度导数对应的预设位点，构建出导数-位点图谱。其中，导数-位点图谱可以如图5所示。
[0100]
在步骤640中，基于导数-位点图谱，确定与导数-位点图谱的导数峰值对应的位点，并将与导数峰值对应的位点作为磁位点。
[0101]
在一种实施例中，可以在导数-位点图谱中，确定出导数峰值对应的位点，并将与导数峰值对应的位点作为磁位点。继续结合图5进行说明，y轴上的1即为导数峰值，与该导数峰值对应的位点400可以作为磁位点。
[0102]
可以理解的是，基于公式(4)，可以得到(n-1)阶导数和n阶导数之间的关系，并可以表示为如下公式：
[0103][0104]
其中，bn表示磁目标的n阶磁场强度导数；b
n-1
表示磁目标的n-1阶磁场强度导数；r表示磁距离。
[0105]
根据公式(9)，可以基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离r。进而，可以基于磁目标在第一方向的磁位点x，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离r，可以准确的定位出磁目标的位置。
[0106]
在一种实施例中，可以根据公式(3)，基于第一磁场强度和磁距离，确定磁目标的磁矩m。在应用过程中，根据磁距离r，可以实现垂直方向的磁目标定位，根据磁矩大小m，可以对磁目标进行分类。
[0107]
结合图7和图8可知，水平方向磁目标位于0点，利用磁场0阶和1阶导数，计算出了磁目标的位置(r测量＝106m)和磁矩大小(m测量＝0.043)。和真实值(r实际＝110m，m实际＝0.048)相比较，测量值和真实值在水平位置处一致，说明本发明提供的磁目标定位方法
具有良好的定位和分类效果。
[0108]
根据上述描述可知，本发明提供的磁目标定位方法，应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列。通过磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度，可以得到多阶磁场强度导数；基于多阶磁场强度导数，可以确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离；并基于磁位点和磁距离，对实现对磁目标的快速定位。通过本发明，避免了在进行磁目标定位过程中计算量大、操作复杂的缺陷，实现了简单、快捷的对磁目标进行精准定位。
[0109]
基于相同的构思，本发明还提供一种磁目标定位装置。
[0110]
下面对本发明提供的磁目标定位装置进行描述，下文描述的装置与上文描述的磁目标定位方法可相互对应参照。
[0111]
图9是本发明提供的磁目标定位装置的结构示意图。
[0112]
在本发明一示例性实施例中，磁目标定位装置可以应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列，其中，磁探测阵列可以包括呈线性排列的多个磁传感器。如图9所示，磁目标定位装置可以包括确定模块910、处理模块920和定位模块930，下面将分别介绍各模块。
[0113]
确定模块910可以被配置为用于确定磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度。
[0114]
处理模块920可以被配置为用于基于磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数，以及基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离，其中，第一方向与第二方向呈垂直关系。
[0115]
定位模块930可以被配置为用于基于磁位点和磁距离，对磁目标进行定位。
[0116]
在本发明一示例性实施例中，确定模块910还可以被配置为用于确定磁探测阵列中的第一磁传感器测量得到的关于磁目标的第一磁场强度，其中，第一磁传感器为磁探测阵列中距离磁目标最近的磁传感器。磁目标定位装置还可以包括分类模块，其中，分类模块可以被配置为用于基于第一磁场强度和磁距离，确定磁目标的磁矩，以及基于磁矩，对磁目标进行分类。
[0117]
在本发明一示例性实施例中，处理模块920可以采用以下方式基于磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数：
[0118][0119]
其中，bn表示磁目标的n阶磁场强度导数，b(n+1-p)表示磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度。
[0120]
在本发明一示例性实施例中，多阶磁场强度导数可以包括三阶磁场强度导数，磁探测阵列至少可以包括四个磁传感器，磁探测阵列沿第一方向对磁目标进行探测，处理模块920可以采用以下方式基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点：
[0121]
分别确定磁探测阵列中各磁传感器在第一方向的多个预设位点测量得到的关于磁目标的磁场强度；基于磁目标的磁场强度，确定与磁目标对应的三阶磁场强度导数；基于三阶磁场强度导数，以及与三阶磁场强度导数对应的预设位点，构建导数-位点图谱；基于导数-位点图谱，确定与导数-位点图谱的导数峰值对应的位点，并将与导数峰值对应的位点作为磁位点。
[0122]
在本发明一示例性实施例中，处理模块920可以采用以下方式基于磁目标的磁场强度，确定与磁目标对应的三阶磁场强度导数：
[0123][0124]
其中，b3表示与磁目标对应的三阶磁场强度导数；b(4)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第四位的磁传感器测量得到的磁场强度；b(3)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第三位的磁传感器测量得到的磁场强度；b(2)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第二位的磁传感器测量得到的磁场强度；b(1)表示磁探测阵列中以靠近磁目标一侧为起点，位于磁探测阵列中第一位的磁传感器测量得到的磁场强度；h表示磁探测阵列中相邻磁传感器的距离。
[0125]
在本发明一示例性实施例中，处理模块920可以采用以下方式基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离：
[0126][0127]
其中，bn表示磁目标的n阶磁场强度导数；b
n-1
表示磁目标的n-1阶磁场强度导数；r表示磁距离。
[0128]
在本发明一示例性实施例中，分类模块可以采用以下方式基于第一磁场强度和磁距离，确定磁目标的磁矩：
[0129][0130]
其中，b0表示第一磁场强度；r表示磁距离；m表示磁目标的磁矩。
[0131]
图10示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图10所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1010、通信接口(communications interface)1020、存储器(memory)1030和通信总线1040，其中，处理器1010，通信接口1020，存储器1030通过通信总线1040完成相互间的通信。处理器1010可以调用存储器1030中的逻辑指令，以执行磁目标定位方法，所述方法应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列，所述磁探测阵列包括呈线性排列的多个磁传感器，该方法包括：确定所述磁探测阵列中各所述磁传感器测量得到的关于所述磁目标的磁场强度；基于所述磁场强度，确定关于所述磁目标的多阶磁场强度导数；基于所述多阶磁场强度导数，确定所述磁目标在第一方向的磁位点，以及所述磁目标在第二方向距离所述磁探测阵列的磁距离，其中，所述第一方向与所述第二方向呈垂直关系；基于所述磁位点和所述磁距离，对所述磁目标进行定位。
[0132]
此外，上述的存储器1030中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0133]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的磁目标定位方法，所述方法应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列，磁探测阵列包括呈线性排列的多个磁传感器，该方法包括：确定磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度；基于磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数；基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离，其中，第一方向与第二方向呈垂直关系；基于磁位点和磁距离，对磁目标进行定位。
[0134]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的磁目标定位方法，所述方法应用于与磁目标呈垂直方向的磁探测阵列，磁探测阵列包括呈线性排列的多个磁传感器，该方法包括：确定磁探测阵列中各磁传感器测量得到的关于磁目标的磁场强度；基于磁场强度，确定关于磁目标的多阶磁场强度导数；基于多阶磁场强度导数，确定磁目标在第一方向的磁位点，以及磁目标在第二方向距离磁探测阵列的磁距离，其中，第一方向与第二方向呈垂直关系；基于磁位点和磁距离，对磁目标进行定位。
[0135]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0136]
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各实施方式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。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0137]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。