專利名稱：一種磁場(chǎng)建模系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于建模領(lǐng)域，具體地涉及ー種磁場(chǎng)建模系統(tǒng)以及方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，電磁場(chǎng)與電磁波在現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其中ー個(gè)典型應(yīng)用在于醫(yī)療器械領(lǐng)域，用激發(fā)的磁場(chǎng)偵測(cè)人體的各種病癥，基于磁場(chǎng)的檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)取得廣泛應(yīng)用并取得了很好的效果。且，當(dāng)對(duì)環(huán)境的磁場(chǎng)有一定的要求時(shí)，一般是采用磁場(chǎng)線圈人工制造ー個(gè)三維磁場(chǎng)，但是，對(duì)三維磁場(chǎng)本身，尤其是近場(chǎng)磁場(chǎng)三維矢量的認(rèn)識(shí)和磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與方向的分布仍然有需要進(jìn)ー步的加深認(rèn)識(shí)，對(duì)三維空間磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)、方向、特性的測(cè)量仍有大量的工作需要提高和深化，在特定的環(huán)境，如井下、機(jī)房、基站等無人值守的地方，如磁場(chǎng)空間中出現(xiàn)了不可知的磁場(chǎng)源或帶磁的物體，如何準(zhǔn)確定位成為人們面臨的ー個(gè)問題。 因此，設(shè)計(jì)和制造ー種能夠高效、精確、可視化的三維空間磁場(chǎng)系統(tǒng)，利用磁場(chǎng)在空間中的分布和空間中任意一點(diǎn)磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與方向，判斷空間某磁源的方位，即空間定位成為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供高效、精確、可視化的三維空間磁場(chǎng)系統(tǒng)以便精確地定位空間中出現(xiàn)的磁場(chǎng)源。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的第一個(gè)技術(shù)方案是提供一種磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，包括檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)空間的各単元的電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；存貯模塊，與檢測(cè)模塊相連，用于存貯所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；分析模塊，與所述的存貯模塊相連，用于判斷所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中；建模模塊，與所述的分析模塊相連，用于從所述數(shù)據(jù)庫中提取所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，生成建模圖象加以顯示。在本發(fā)明所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)中，還包括一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器，置于所述檢測(cè)空間內(nèi)或空間外，用以產(chǎn)生空間的磁場(chǎng)。在本發(fā)明所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)中，所述檢測(cè)空間為平面空間，分成若干平面単元，所述檢測(cè)模塊測(cè)試所述若干平面単元中每ー單元的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)中，所述檢測(cè)空間為立體空間，分成若干立體単元，所述檢測(cè)模塊測(cè)試立體単元中每ー立體単元的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)中，所述的磁場(chǎng)發(fā)生器為線圈裝置或磁鐵。在本發(fā)明所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)中，所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)為磁場(chǎng)強(qiáng)度以及磁場(chǎng)方向。在本發(fā)明所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)中，所述的檢測(cè)模塊為磁場(chǎng)傳感器，遍歷空間中的各點(diǎn)以獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供ー種空間磁場(chǎng)建模的方法，用于實(shí)現(xiàn)第I技術(shù)方案所述的系統(tǒng)，包括SI.檢測(cè)空間的各點(diǎn)的電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；S2.存貯所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；S3.判斷所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)是否在取值范圍內(nèi)；S4.將在取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中；S5.從所述數(shù)據(jù)庫中提取所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，生成建模圖象并加以顯示。在本發(fā)明所述的空間磁場(chǎng)建模的方法中，所述步驟S3后還包括步驟S31，具體是 將不在取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)舍棄。根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)以及方法中，設(shè)計(jì)和制造ー種能夠高效、精確、可視化的三維空間磁場(chǎng)系統(tǒng),利用磁場(chǎng)在空間中的分布和空間中任意一點(diǎn)磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與方向，判斷空間某磁源的方位，即能準(zhǔn)確進(jìn)行磁源的空間定位。


圖I為本發(fā)明磁場(chǎng)建模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為建模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明磁場(chǎng)建模方法流程圖。圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱為2磁場(chǎng)檢測(cè)分析儀，5磁場(chǎng)發(fā)生器，10檢測(cè)模塊，20存貯模塊，30分析模塊，40建模模塊，100磁場(chǎng)建模系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例一，一種磁場(chǎng)建模系統(tǒng)100,包括 檢測(cè)模塊10、存貯模塊20、分析模塊30、建模模塊40。檢測(cè)模塊10，用于檢測(cè)空間的各単元的電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；存貯模塊20，與檢測(cè)模塊10相連，用于存貯所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；分析模塊30，與所述的存貯模塊20相連，用于判斷所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中；建模模塊40，與所述的分析模塊30相連，用于從所述數(shù)據(jù)庫中提取所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，生成建模圖象加以顯示。磁場(chǎng)發(fā)生器5與檢測(cè)模塊相連，實(shí)際建模時(shí)，可以置于所檢測(cè)的空間之內(nèi)或之外，視實(shí)際方便而定，磁場(chǎng)發(fā)生器可以為線圈裝置或磁鐵，用于產(chǎn)生所測(cè)空間的磁場(chǎng)，線圈裝置可產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，磁鐵可產(chǎn)生靜電磁場(chǎng)，所述檢測(cè)模塊可為磁場(chǎng)傳感器。如果所檢測(cè)的空間為平面，可將該平面分為若干単元，磁場(chǎng)傳感器遍歷所有的單元，測(cè)試所在単元在X軸或/和Y軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，傳輸?shù)酱尜A模塊20，如分為25個(gè)單元，則磁場(chǎng)傳感器要經(jīng)過這25個(gè)單元，采集磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，作為原始磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，該磁場(chǎng)數(shù)據(jù)包括磁場(chǎng)強(qiáng)度以及磁場(chǎng)方向。如果所檢測(cè)的空間為立體，可將該立體空間分為若干単元，磁場(chǎng)傳感器遍歷所有的單元，測(cè)試所在單元在X軸或/和Y軸或/和Z軸磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，傳輸存貯模塊20，如同樣地，立體單元也可分為25個(gè)單元,磁場(chǎng)傳感器要經(jīng)過這25個(gè)立體單元,采集這25個(gè)單元的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。視實(shí)際情況，磁場(chǎng)發(fā)生器可為ー個(gè)也可為多個(gè)，靠近磁場(chǎng)發(fā)生器的地方，磁場(chǎng)輻射較強(qiáng)，而遠(yuǎn)離磁場(chǎng)發(fā)生器的地方，磁場(chǎng)福射較弱，這就要求磁場(chǎng)傳感器具有較大的動(dòng)態(tài)范圍以及較高的精度。如果使用線圈裝置，可在離線圈裝置較近的減少流過線圈的交流電，而在遠(yuǎn)離的線圈的位置増加通過線圈裝置的交流電，從而獲得一定范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，磁場(chǎng)發(fā)生器位置是固定不變的，其電流也是固定不變的/或是呈周期性變化，以確保建模系統(tǒng)的穩(wěn)定。存貯模塊20可為硬盤，可以軟盤、光盤、U盤等等。優(yōu)選地，使用硬盤，因?yàn)橛脖P容量大，而且其結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)更為安全可靠。分析模塊30可置于電腦中，作為軟件方式出現(xiàn)，用于判斷存貯模塊20所采集的磁 場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將取值范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫可為服務(wù)器上的単獨(dú)的數(shù)據(jù)庫，也可為分析模塊30所在的電腦的內(nèi)存，視實(shí)際情況的需要。實(shí)際建模時(shí)，磁場(chǎng)傳感器對(duì)同一単元要遍歷多次，測(cè)多次的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，取其平均值存入所在的數(shù)據(jù)庫中，因?yàn)橥饨绺蓴_以及噪聲的影響，某ー時(shí)刻所采集的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)有可能相當(dāng)大，如大到了 3倍以上，我們認(rèn)為，這樣的數(shù)據(jù)是不真實(shí)的，應(yīng)加以舍棄，故應(yīng)先設(shè)定一定的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的取值范圍。建模模塊40可置于電腦系統(tǒng)中，作為軟件的方式出現(xiàn),建模模塊40與所述的分析模塊30相連，用于通過分析模塊30從數(shù)據(jù)庫存中抓取分析模塊30所過濾過的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，根據(jù)所測(cè)試的空間生成建模圖象并加以顯示，如測(cè)試空間為平面的，則顯示為平面的建模圖象，顯示所測(cè)試的単元的平均磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，如測(cè)試空間為立體的，則顯示為立體的建模圖象，顯示所測(cè)試的立體単元的平均磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，該圖象可為空間矩陣，也可為曲線。當(dāng)建好所在空間的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的模型后，若空間出現(xiàn)ー個(gè)不可知的磁源，則所在單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向一定會(huì)發(fā)生明顯異常，根據(jù)該異常情況便會(huì)準(zhǔn)確推知其所在的單元，從而推知其位置，如該磁源的磁場(chǎng)方向與所在的單元的磁場(chǎng)方向相同，則該單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)增強(qiáng)，如果該磁源的磁場(chǎng)方向與所在的単元的磁場(chǎng)方向相反，則該單元的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)減弱，如果持續(xù)一定的時(shí)間，可以推知該空間出現(xiàn)了能發(fā)生磁場(chǎng)的物體了(因?yàn)槿绻皇且凰查g，有可能會(huì)是外界的干擾或是噪聲)，如圖2所示，在圖2中，當(dāng)建模系統(tǒng)100中出現(xiàn)了不可知的磁源，于X軸、Y軸、Z軸磁場(chǎng)強(qiáng)度合成的總磁場(chǎng)強(qiáng)度與建模時(shí)的原始強(qiáng)度不一樣，通過數(shù)據(jù)總線傳輸給磁場(chǎng)檢測(cè)分析儀2，即可準(zhǔn)確推知磁源的具體位置。請(qǐng)參閱圖3,本發(fā)明實(shí)施例ニ, ー種磁場(chǎng)建模方法,用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例一的技術(shù)方案，包括以下步驟SI.檢測(cè)空間的各點(diǎn)的電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；該磁場(chǎng)數(shù)據(jù)包括磁場(chǎng)方向以及磁場(chǎng)強(qiáng)度。S2.存貯所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；存貯介質(zhì)可為可為硬盤，可以軟盤、光盤、U盤等等。優(yōu)選地，使用硬盤，因?yàn)橛脖P容量大，而且其結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)更為安全可靠。S3.判斷所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)是否在取值范圍內(nèi)；應(yīng)事先評(píng)估可能取值的范圍，若在取值范圍內(nèi)，留用該數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟S4，若不在取值范圍內(nèi)，則進(jìn)入步驟S31，將不在取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)舍棄，因?yàn)橛捎谕饨绲母蓴n以及噪聲的影響，可能會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的明顯失真的數(shù)據(jù)，故應(yīng)加以舍棄。S4.將在取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中；數(shù)據(jù)庫可以服務(wù)器，也可為內(nèi)存，視實(shí)際情況而定。S5.從所述數(shù)據(jù)庫中提取所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，生成建模圖象并加以顯示。建模圖象可為矩陣，也可為曲線顯示在終端的屏幕上。根據(jù)本發(fā)明的磁場(chǎng)建模的系統(tǒng)以及方法，設(shè)計(jì)和制造ー種能夠高效、精確、可視化的三維空間磁場(chǎng)系統(tǒng),利用磁場(chǎng)在空間中的分布和空間中任意一點(diǎn)磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與方向，判斷空間某磁源的方位，即能準(zhǔn)確進(jìn)行磁源的空間定位。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗g和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，其特征在于，包括 檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)空間的各単元的電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)； 存貯模塊，與檢測(cè)模塊相連，用于存貯所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)； 分析模塊，與所述的存貯模塊相連，用于判斷所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中； 建模模塊，與所述的分析模塊相連，用于從所述數(shù)據(jù)庫中提取所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，生成建模圖象加以顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，其特征在于，還包括磁場(chǎng)發(fā)生器，置于所述檢測(cè)空間內(nèi)或空間外，用以產(chǎn)生空間的磁場(chǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)空間為平面空間，分成若干平面単元，所述檢測(cè)模塊測(cè)試所述若干平面単元中每ー單元的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)空間為立體空間，分成若干立體単元，所述檢測(cè)模塊測(cè)試立體単元中每ー立體単元的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述的磁場(chǎng)發(fā)生器為線圈裝置或磁鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)為磁場(chǎng)強(qiáng)度以及磁場(chǎng)方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，其特征在于，所述的檢測(cè)模塊為磁場(chǎng)傳感器，遍歷空間中的各單元以獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
8.—種空間磁場(chǎng)建模的方法，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括 51.檢測(cè)空間的各単元的電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)； 52.存貯所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)； 53.判斷所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)是否在取值范圍內(nèi)； 54.將在取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中； 55.從所述數(shù)據(jù)庫中提取所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，生成建模圖象并加以顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空間磁場(chǎng)建模的方法，其特征在于，所述步驟S3后還包括步驟S31，具體是將不在取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)舍棄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁場(chǎng)建模系統(tǒng)，包括檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)空間的各單元的電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)，獲取磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；存貯模塊，與檢測(cè)模塊相連，用于存貯所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；分析模塊，與所述的存貯模塊相連，用于判斷所述的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將取值范圍內(nèi)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)存貯于數(shù)據(jù)庫中；建模模塊，與所述的分析模塊相連，用于從所述數(shù)據(jù)庫中提取所述磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，生成建模圖象加以顯示。本發(fā)明還公開了一種空間磁場(chǎng)建模的方法。根據(jù)本發(fā)明的空間編碼磁場(chǎng)建模的系統(tǒng)和方法，能準(zhǔn)確推知空間中磁源的準(zhǔn)確位置。
文檔編號(hào)G01R33/02GK102682189SQ201110061838
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 徐冠雄, 許毓欽 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院