具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提出一种磁场定位方法及其系统，用于定位移动主体的位置。请同时参见图1-图2，其中，图1为本发明提供的一种磁场定位方法流程图，图2 则为本发明提供的一种磁场定位系统方块示意图。

如图1-图2所示，磁场定位系统1包含一磁场检测模块12及一运算模块 14，且在本实施例中，磁场定位系统1可由一信息库2提取复数参考磁场信息，这些参考磁场信息包含复数参考磁场轴向对应的复数参考磁场值。因此，详细来说，本发明提供的磁场定位方法包含以下步骤：首先，在步骤S01中，磁场定位系统1中的磁场检测模块12在移动主体的动作路径，随着移动主体的移动方向上，检测动作路径上的复数实时磁场信息；在步骤S02中，运算模块 14将磁场检测模块12所得到的实时磁场信息，依照复数实时磁场轴向将各个实时磁场信息对应分解出复数实时磁场值，并选取至少一实时磁场轴向对应的至少一实时磁场值；其次，在步骤S03中，运算模块14根据选取的实时磁场轴向对应的实时磁场值，以在数据库2中的参考磁场数据中，选取出对应的参考磁场轴向对应的至少一参考磁场值，最后，在步骤S04中，再将选取的至少一实时磁场轴向对应的至少一实时磁场值与储存于信息库2内的至少一参考磁场轴向对应的至少一参考磁场值进行匹配，以确认移动主体的位置。

另外，在步骤S01中，磁场检测模块12在移动主体的移动方向上，随着移动主体所检测的复数实时磁场信息，可以是复数个具有相同时距的时间点下所检测到的实时磁场信息，也可以是复数个具有不同时距的时间点下所检测到的实时磁场信息，根据检测到的复数个实时磁场信息以得到一组具有独特特征的磁场信息，并与信息库2中的已知的参考磁场信息匹配。值得注意的是，根据实际的实验结果发现，一般而言在一定范围内检测的实时磁场数据量数越多，则后续判断、匹配的精准度可能越高，而较佳的检测量数又会受到环境中具有磁性的物体多少、磁性物体的磁场强度、移动主体的移动速度、采样频率…等因素影响。但值得注意的是，检测动作路径上的那些实时磁场信息通过检测动作路径上的所有磁性物体的磁场。

而所述的实时磁场轴向及/或所述的参考磁场轴向为内建的轴向及/或自定义的轴向。在实际使用的状态下，可将磁力检测器以任意角度置于车内，并将此状态下的轴向视为自定义的轴向；在其他实施例中，为提高量测准确性，可在测量前将三轴磁力检测器中的Z轴设置于垂直地面做为自定义的轴向；当然，在其他的实施例中，亦可直接采用数据库中磁场轴向为内建的轴向。

另外，当上述的参考磁场轴向及实时磁场轴向若与以地磁为基准的直角坐标中任一轴向不实质地平行时，在进行本发明所提供的磁场定位方法的运算与判断流程中，均无须调整使其实质地平行于以地磁为基准的直角坐标中任一轴向，原因在于，本发明提供的磁场定位方法并不需要以地磁为运算或判断的依据，如1图所示的方法流程图可知，由于储存在信息库2的参考磁场信息及实时检测到的实时磁场信息，都是为仅基于磁场检测模块12所检测到的磁场信息，因此，纵使在参考磁场轴向或实时磁场轴向不平行于地磁的任一直角坐标轴向，并不影响参考磁场值与实时磁场值的匹配；另外，由于参考磁场信息及实时磁场信息可能来自不同的磁场检测模块12，或是在采用相同的磁场检测模块12但却以不同的检测状态(例如：磁场检测模块12设置于移动主体中的位置、与移动方向之间是否夹设特定角度…等因素)，因此，参考磁场轴向、实时磁场轴向分别与移动方向之间的角度不一定能够在检测期间维持保持相同，举例来说，当参考磁场轴向及实时磁场轴向分别与移动主体的移动方向夹设第一角度及第二角度，所述第一角度及第二角度在检测期间为相同的情况下，表示参考磁场轴向实质地平行于实时磁场轴向，包含有两种情况：第一，参考磁场轴向平行且同向于实时磁场轴向，故第一角度等于第二角度，或是第二种情况为参考磁场轴向平行但反向于实时磁场轴向，故第一角度等于第二角度的补角。

另外，本发明提供的磁场定位系统中，若包含了多个磁场检测模块，更依据动作路径及/或移动方向以排列，这些磁场检测模块可为任意或数组式排列，数组式包含了一维数组式排列、二维数组式排列，以一维数组式排列的例来说，当磁场检测模块以纵向方式排列，也就是其排列方向实质地平行于移动本体的移动方向时，由于沿着动作路径的检测点数变多，因此增加了定位分辨率的效果，举例来说，当磁场检测模块的定位分辨率为10Hz、移动速度保持在36km/h 的情况下，若能得到定位分辨率为1公尺，也就是每1公尺记录一次磁场信息，在相同的移动条件下，若沿着移动方向上(纵向)放置两个间距为0.5公尺之磁场检测模块，则可使定位分辨率提升至0.5公尺，换句话说，等同配备了一个具有定位分辨率为20Hz的磁场检测模块。

再以另一种一维数组式排列的例为例，当磁场检测模块以实质地垂直于移动方向的方式排列时，能够达到增加横向定位分辨率的效果，举例来说，若当移动本体上设置单一一个磁场检测模块时，能够获得的横向定位分辨率为1 米，但若在移动本体上，沿着横向排列的方向上额外配备一间距为0.1米的磁场检测模块，则可将横向定位分辨率提升至0.1米，除了应用于定位之外，更可使用在车道偏移警示，或是车道变换的判断。

其中，在将选取的至少一该实时磁场轴向对应的至少一该实时磁场值与选取的至少一该参考磁场轴向对应的至少一该参考磁场值进行匹配的步骤前，更以线性映像方法校正选取的至少一该实时磁场轴向与选取的至少一该参考磁场轴向。当然，在特定的实施例中，线性映像方法可以通过加权、合向量化等手段来实现，且所述的各种线性映像方法可以是分开执行、同时执行，且执行步骤的顺序可根据实际需求而调整及变动。例如当一选定的实时磁场轴向与相对应的参考磁场轴向夹一角度时，可将其中一磁场轴向(例如：实时磁场轴向) 进行线性映像到另一磁场轴向(例如：参考磁场轴向)的空间，再进行后续匹配的动作，或是可以将实时磁场轴向与参考磁场轴向线性映像到另外的一个空间后，再进行后续匹配动作。

以下以一实施例来说明，并同时如图1-图3所示，在图3中揭示出移动主体Mb的移动方向Dm、信息库2中的参考磁场信息的方向D1、参考磁场轴向 D1a、磁场检测模块12检测到的实时磁场信息的方向D2及实时磁场轴向D2a，其中，参考磁场轴向D1a与移动方向Dm夹设第一角度A1，实时磁场轴向D2a 与移动方向Dm夹设第二角度A2，在此实施例中，由于参考磁场信息的方向 D1、参考磁场轴向D1a并不分别平行于磁场检测模块12检测到的实时磁场信息的方向D2、实时磁场轴向D2a，第一角度A1也不等于第二角度A2，因此，在步骤S02中，将对应于实时磁场轴向的实时磁场值与对应于参考磁场轴向的参考磁场值进行匹配时，运算模块14更可先选择性地将参考磁场值及实时磁场值依据第一角度A1及/或第二角度A2以调整参考磁场轴向D1a及/或实时磁场轴向D2a，并再将选择性调整后的参考磁场值及/或实时磁场值进行匹配，其中，上述的调整包含角度的校正、向量方向的校正…等，举例来说，可由第一角度A1及第二角度A2将参考磁场轴向D1a及实时磁场轴向D2a调整为实质地平行，并再由向量方向的调整使参考磁场轴向D1a及实时磁场轴向D2a 调整为同向。另外，上述的参考磁场轴向D1a不限制必须与参考磁场信息的方向D1及/或移动方向Dm垂直，参考磁场轴向D2a也不限制与实时磁场信息的方向D2及/或移动方向Dm垂直，换句话说，本发明提供的各轴方向D1、 D1a、D2、D2a在由单一向量分解为分向量时，并不一定需要依照直角坐标系统或任何既定的坐标系统的向量分解方式进行分向量的拆解，更不需要将各轴方向D1、D1a、D2、D2a依照地磁的直角坐标系统或其他既定的坐标系统来进行分向量的拆解，在实际的分向量磁场计算与匹配步骤中，均以各轴方向 D1、D1a、D2、D2a之间的相对应关系予以计算与匹配即可。在另一实施例中，可直接通过以任意角度置放于移动主体(例如：汽车)内的三轴磁检测器以沿着动作路径(例如：道路)进行磁场量测，并量测到X、Y及Z三轴向的实时磁场值，且X、Y及Z的实时磁场轴向相互垂直且彼此独立，其中Z的实时磁场轴向与交通工具的移动方向夹一角度A2，当数据库2中储存的参考磁场信息中的Z的参考磁场轴向与移动方向夹角为零，则可通过线性映像方式将Z 的实时磁场轴向及对应的实时磁场值转换到数据库2中所储存Z的参考磁场轴向及对应的参考磁场值，并进行后续比对。上述夹角则利用陀螺仪量测得到。

在实际的应用上，本发明可由间歇性地或持续性地读取复数参考位置信息，做为预测移动主体所在位置的辅助信息，且可通过数据融合算法、人工智能算法、数据融合算法及地图比对算法的至少一中以直接地或间接地将那些实时磁场信息匹配于对应的参考位置信息。

另外，在选取至少一实时磁场轴向的步骤时，可以通过计算各个实时磁场轴向对应的实时磁场值的强度、相对变化(例如：相对强度、相对强度变化)、信噪比的至少一种，以做为选取至少一实时磁场轴向的依据；并且，其中一次性或持续性地计算各个实时磁场轴向对应的实时磁场值的强度、相对变化(例如：相对强度、相对强度变化)、信噪比的至少一种，更详细来说，一次性计算各个实时磁场轴向对应的实时磁场值的信噪比时，可选取具有最大信噪比的一实时磁场轴向，而当连续性计算各个实时磁场轴向对应的实时磁场值的信噪比时，则可依据由大至小的信噪比的顺序以固定地或变动地选取一或多个实时磁场轴向。也就是说，在本发明的磁场定位方法执行的过程中，实时磁场轴向可以在一开始的时候就决定，或是可随着检测到的结果来判断是否变换不同轴向以为实时磁场轴向，也可以根据检测到的结果同时采用多个轴向来做为实时磁场轴向，并通过加权或其他方法来决定各轴向的影响程度。更仔细地说，如使用一三轴磁检测器进行道路磁场量测，量测到X,Y,Z三轴磁场，若此时量测到的Z轴磁场的信噪比高于X、Y轴，则可选取与Z轴对应的实时磁场值与数据库中相与Z轴对应的参考磁场值进行匹配。同样地，若量测到X、Z轴磁场信息相对强度变化的幅度高于Y轴磁场，则可选择与X、Z轴对应的实时磁场值与数据库中与X、Z轴对应的参考磁场值进行匹配。

此外，在本发明中除了使用上述的线性映像方法，在其他步骤中也使用了不同的数学方法与算法。举例来说，在将选取的至少一实时磁场轴向对应的至少一实时磁场值与选取的至少一参考磁场轴向对应的至少一参考磁场值进行匹配的步骤前及/或后，更对选取的至少一实时磁场轴向对应的至少一实时磁场值与选取的至少一参考磁场轴向对应的至少一参考磁场值进行滤波处理。例如使用线性移动平均算法滤除噪声；或使用高通滤波方法以滤除低频噪声；或使用低通滤波方法以滤除高频噪声。

另外，通过动态规划算法、人工智能算法、数据融合算法及地图比对算法的至少一种以将选取的至少一实时磁场轴向对应的至少一实时磁场值与选取的至少一参考磁场轴向对应的至少一参考磁场值进行匹配。

当然，依照不同的需求，例如是为了有效缩短匹配时所需的判断时间、提升定位的精准度…等，本发明所提供的磁场定位方法如图4所示，其为本发明提供的一种磁场定位方法流程图，磁场定位系统的方块示意图则如图2所示。

在这个方法中，除参见参考磁场信息外，更间歇性地或持续性地检测复数非磁场信息，并在检测移动主体在动作路径上的那些实时磁场信息后，直接地或间接地将那些实时磁场信息匹配于对应的非磁场信息，以确认移动主体于非磁场信息中的对应信息。并且，通过动态规划算法、人工智能算法、数据融合算法及地图比对算法的至少一种以直接地或间接地将那些实时磁场信息匹配于对应的非磁场信息。

首先，在步骤S11中，磁场定位系统1中的运算模块14先参见信息库2 中的复数非磁场信息，以非磁场定位方式先行对移动主体进行定位，当如步骤 S12a所示，运算模块14无法成功地在这些非磁场信息中以非磁场方法定位移动主体时，则执行步骤S13a，在移动主体的移动方向上，随着移动主体的移动，由磁场检测模块12检测复数个实时磁场信息，并在步骤S14中，利用运算模块14将磁场检测模块12所得到的实时磁场信息与储存于信息库2内的参考磁场信息进行匹配，最后，在步骤S15中，运算模块14根据匹配于实时磁场信息的参考磁场信息，以确认移动主体的位置；或在步骤S11之后，当如步骤S12b所示，运算模块14可成功自信息库2中采集对应的非磁场信息以非磁场方法定位移动主体时，则进入至步骤S13b，磁场检测模块12可以选择性地检测对应于移动主体的实时磁场信息，于本实施例中，是以在步骤S13b继续执行检测磁场信息的方式进行后，再接着进入至步骤S14及步骤S15中，不过，当然也可在以非磁场定位方式结束后不继续执行磁场定位方法，但对应的步骤并未显示于图中。在上述的步骤S12b及步骤S13b的流程中，虽然运算模块 14可以直接由非磁场方法定位移动主体，不过仍可选择性地同时通过磁场检测模块12检测移动主体所在位置的实时磁场信息，以提高非磁场定位方法的定位准确度，或是可得到该区域的磁场信息，以提供更多的参考信息。

当然，本流程的步骤S13a、S13b、S14及S15中有关实时磁场信息、参考磁场信息的选取与匹配方法，均与图1中所示的流程相同，所以不再赘述。另外，本流程图中的步骤S11、自步骤S12a至步骤S13a，及自步骤S12b至步骤S13b的过程中，除了可以由磁场定位系统1的运算模块14自行判断外，更可通过使用者输入的方式来选择执行的路径，举例来说，是否采用非磁场定位方法除了可由磁场定位系统1自动地判断，更可由用户的输入指令决定是否需要先行以非磁场定位方法来定位移动主体，在非磁场定位方法有效或失效时，均可由磁场定位系统1自动地判断是否启动磁场定位方法，或是可由用户的输入指令以决定是否启动磁场定位方法，其中，用户的输入指令可通过已建立的实体构件(例如：按键)来执行或以指令窗口的显示方式来执行。

上述的非磁场信息选自于气压信息、速度/加速度信息、角度信息、坐标信息、音频信息、光学信息、影像信息、无线电波信息及上述组合，举例来说，利用加速度器检测加速度变化，可以判断移动主体是否在移动平面上变更移动的位置，例如从第一车道切换至第二车道的行为，或是，通过压力检测器检测到移动主体周围的气压值变化，可以判断移动主体是否在高度上发生变化，或是移动主体的速度有剧烈的变化…等状态，或者由倾斜仪、陀螺仪等检测移动主体的倾斜角度，辅助判断移动主体所在的移动平面、移动方向是否产生非水平的情形，就像是当移动主体在上、下桥的过程中，则倾斜角度会与在墙面上、路面上的倾斜角度不相同，而上述的各种状态检测的结果，均可做为启动本发明提供的磁场定位方法的依据；另外，参考坐标信息例如但不限于全球定位系统信息、全球卫星导航信息、北斗卫星导航信息、伽利略定位信息、印度区域导航卫星信息、准天顶卫星信息、中国区域定位信息、X射线脉波星导航信息…等，也可以是来自无线通信系统的信息，例如但不限于5G信号、Wi-Fi信号、蓝芽信号、光通讯信号，或是其他感测定位的信息，例如影像信息、雷达信息、雷射信息、声音信息、光信息…等。

本发明可在其他非磁场定位方法失效时，提供有效且准确的定位方法，以协助移动主体进行定位，亦可在其他非磁场定位方法不甚准确的情况下，做为移动主体的定位辅助方法。以实际上的应用为例说明，当移动主体先行以全球卫星导航的非磁场方式进行定位，但却因立体障碍物(例如桥梁、建筑物…等) 的遮蔽而导致卫星导航的精准度降低甚至失效的状态下，则磁场定位系统随即启动，并立即随着移动主体的移动以检测出对应的多个实时磁场信息，以定位移动主体。

另外，除参见那些参考磁场信息外，更间歇性地或持续性地读取复数参考位置信息，并在检测移动主体在动作路径上的那些实时磁场信息后，直接地或间接地将那些实时磁场信息匹配于对应的参考位置信息，以确认移动主体于参考位置信息中的对应信息，且所述的参考位置信息选自于磁场数据、地点数据、坐标数据、气压数据、地形数据、无线电波信息及上述组合。例如当移动主体移动至一基地台附近并接收到该基地台无线信号，则只选取数据库中该基地台信号涵盖范围内的磁场信息做为参考磁场信息；当移动主体接收到GPS信号，则只选取数据库中该GPS误差范围内的磁场信息做为参考磁场信息；如移动主体利用影像辨识出特定街景，则只选取数据库中该特定街景可能范围内的磁场信息做为参考磁场信息，并进行后续比对。

此外，在实际的应用上，由于设置在移动主体的磁场定位系统会因为装设位置、角度，或是移动平面本身的起伏等因素，均会导致磁场检测模块所量测出的实时磁场信息的轴向不平行于储存于信息库中的参考磁场信息的轴向；另外，基于上述提及的，在选取至少一实时磁场轴向的步骤中，更可以选取多个实时磁场轴向，因此，对应于多个实时磁场轴向亦会有多个其他的实时磁场值，换句话说，实时磁场信息除了必要的实时磁场值外，也更可包含多个对应于不同实时磁场轴向的实时磁场值，以下以第一实时磁场轴向、第一实时磁场值、第二实时磁场轴向及第二实时磁场值为例说明，同理地，参考磁场信息也包含多个其他的参考磁场值，以下以第一参考磁场轴向、第一参考磁场值、第二参考磁场轴向及第二参考磁场值为例说明；值得注意的是，一般而言，无论是实时磁场或参考磁场，其中的第一实时磁场轴向、第二实时磁场轴向(或其他更多的实时磁场轴向)之间可以在空间(例如：三维空间)中是互相垂直的轴，相似地，第一参考磁场轴向、第二参考磁场轴向(或其他更多的参考磁场轴向) 之间可以在空间(例如：三维空间)中是互相垂直的轴。当实时磁场信息的轴向不平行于参考磁场信息的轴向时，表示实时磁场信息中的第一轴向、第二轴向均不平行于参考磁场信息中的第一轴向、第二轴向，且在多数的状况下，例如当移动主体在多层桥梁之间移动，或是在建构建筑物及桥梁时将受到外加电场、应力、热力产生磁性的钢梁、钢筋以任意方式排列时，由于磁性物体的磁场方向不一定与地磁方向一致，且不同磁性物体之间的磁场方向也不一定相同，或是由于检测参考磁场信息的角度不同于收集实时磁场信息的角度，因此，第一实时磁场轴向的方向可能与第一参考磁场轴向的方向相反或不平行。在上述的状态下，本发明所提供的磁场定位方法则如图5所示，其为本发明提供的一种磁场定位方法流程图，磁场定位系统方块示意图仍请参见图2。

首先，在步骤S21中，磁场定位系统1的磁场检测模块12在移动主体的移动方向上，随着移动主体的移动，检测复数实时磁场信息，其中，实时磁场信息包含了一第一实时磁场轴向的第一实时磁场值及至少一第二实时磁场轴向的第二实时磁场值；继续，在步骤S22中，运算模块14先确认实时磁场信息中的第一实时磁场轴向及/或第二实时磁场轴向，是否与信息库2中的参考磁场信息中的第一参考磁场轴向及/或第二参考磁场轴向彼此平行且同向；若实时磁场信息中的第一实时磁场轴向及/或第二实时磁场轴向不平行及/或不同向于参考磁场信息中的第一参考磁场轴向及/或第二参考磁场轴向，则如步骤 S23a所示，运算模块14可通过运算、模拟等方式(例如但不限于坐标转换) 以使实时磁场信息中的第一实时磁场轴向及/或第二实时磁场轴向平行且同向于参考磁场信息中的第一参考磁场轴向及/或第二参考磁场轴向；而在步骤 S23b中则显示判断结果为平行且同向，因此无须额外调整；因此，在步骤S23a 或步骤S23b后，继续进入至步骤S24，运算模块14将调整后的实时磁场信息 (如步骤S23a的结果)或磁场检测模块12检测得到的实时磁场信息(如步骤 S23b的结果)，以与储存于信息库2中的参考磁场信息进行匹配；最后，在步骤S25中，运算模块14根据匹配于实时磁场信息的参考磁场信息，以确认移动主体的位置。

另外，在具有多磁场来源的环境中，例如建筑物林立的都市、结构体复杂的建筑物内部、钢梁交错的桥梁…等环境下，除了第一实时磁场轴向的第一实时磁场值的作用外，第二实时磁场轴向的第二实时磁场值的影响也无法忽略，举例来说，如图6A所示，其提供本发明的磁场定位方法应用在检测移动主体 Mb移动于市区内的车道的示意图，图6B为对应的磁场变化曲线图，本实施例中的移动主体Mb沿着移动方向Dm移动，而如图6B的磁场变化曲线显示，与移动方向Dm的磁场变化相比，由实时磁场信息的方向D2所分解出的第一实时磁场轴向D2a上的磁场变化最为明显，而第二实时磁场轴向D2b的磁场变化虽不如第一实时磁场轴向D2a上的磁场变化，但仍明显地比移动方向Dm 的磁场变化为显著，其因在于沿着移动主体Mb的移动方向Dm的周围有许多具有高度的建筑物、路灯、电杆…等各种磁性物体，也因此在第一实时磁场轴向D2a及第二实时磁场轴向D2b上磁场受到周围的磁性物体影响明显大于移动方向Dm，当然，在移动方向Dm上也存在磁场变化，不过根据实际的实验结果可知，在本实施例中，移动方向Dm的磁场变化并不显著，可不予列入匹配的选项，不过在某些状况或需求下，移动方向Dm的磁场变化仍可做为匹配的依据之一。

另外，由于本发明在检测动作路径上的实时磁场信息时，检测到的是动作路径上的所有磁性物体的磁场，因此，一般在桥面上除了两侧的路灯、围栏…等具有磁性物体，与一般市区内的车道不相同的是，桥梁本身的结构包含了大量具有磁性物体，像是钢筋、钢索、铁条…等构件，以对应地构成桥墩、吊索、围栏及其他结构，也因此，磁场变化的情形相当显著。

根据实际检测的结果显示，请参见图7，其提供本发明的磁场定位方法应用在检测移动主体移动于不同结构的桥梁上的磁场变化的示意图。在本实施例中揭示的桥梁包含采用悬索(suspension)设计的主体3a(短虚线区段)、具有拱形(Arch)设计的侧边3b(长虚线区段)、结构体较少的侧边3c(点虚线)及以简单桥柱支撑(simply supported)的末端3d(长短虚线区段)，因此，在主体3a区段内，由于悬索的分布相当均匀，因而在移动方向Dm、第一实时磁场轴向D2a及第二实时磁场轴向D2b的磁场皆因受到钢索磁性影响，呈现规则性的变动，在侧边3b的区域中，则随着拱形的设计及下方额外建筑物的影响，而呈现较明显的磁场变化，在另一侧边3c的区域中，则因无密集的刚性结构，因此在磁场变化呈现较为平缓且不显著，而在桥梁两末端3d区域中，由于桥柱具有较大量的钢筋设置于其中，可检测到明显且突出的磁场变化。不过，无论是图6或图7所显示的情况，由于环境中具有大量有磁性的物体存在，磁场变化的现象都相当强烈，使得在各个位置上可检测到的实时磁场变化都具有独特的特征，也因此，不但可确认移动主体所在的位置，甚至可精确地定位出移动主体在道路或桥梁的特定车道上。

因此，在类似上述的环境下，本发明提供一种磁场定位方法，如图8所示，其为本发明提供的一种磁场定位方法流程图，并同时参见图2所提供的磁场定位系统方块示意图。

首先，在步骤S31中，磁场定位系统1的磁场检测模块12在移动主体的移动方向上，随着移动主体的移动，以检测复数实时磁场信息，其中，实时磁场信息包含了第一实时磁场轴向的第一实时磁场值及至少一第二实时磁场轴向的至少一第二实时磁场值；其次，在步骤S32中，运算模块14先判断实时磁场信息中的第二实时磁场轴向的第二实时磁场值是否足以影响匹配结果，其中，可用于判断的依据包含了确认第二实时磁场轴向的第二实时磁场值的强度、相对变化(例如：相对强度、相对强度变化)、信噪比…等，或是确认第二实时磁场轴向的第二实时磁场值与第一实时磁场轴向的第一实时磁场值的比例，或是由外部直接输入是否有第二实时磁场轴向的第二实时磁场值的需求…等条件，若判断结果为否，则继续进入步骤S33a，若判断结果为是，则继续进入步骤S33b；在步骤S33a中，运算模块14除了选取实时磁场信息中与第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值与信息库2内参考磁场信息中与第一参考磁场轴向对应的第一参考磁场值匹配，更选择性地匹配实时磁场信息中与第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值与信息库2里参考磁场信息与第二参考磁场轴向对应的第二参考磁场值；在步骤S33b中，运算模块14同时将实时磁场信息中与第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及与第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值与信息库2里参考磁场信息与第一参考磁场轴向对应的第一参考磁场值及与第二参考磁场轴向对应的第二参考磁场值分别对应地匹配；最后，在步骤S34中，运算模块14根据上述的判断结果，以对应地选择与第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及/或与第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值以与信息库2里参考磁场信息与第一参考磁场轴向对应的第一参考磁场值及/或与第二参考磁场轴向对应的第二参考磁场值匹配，以确认移动主体的位置。在此实施例中，磁场定位方法的匹配仍以磁场检测模块12检测到的原始磁场为匹配的条件，换句话说，在磁场定位方法的步骤中，皆以磁场检测模块12所感测到的单一轴向的磁场为运算基准。另外，在步骤S34中，运算模块14除了依据本流程中所提供以实时磁场值的强度、相对变化(例如：相对强度、相对强度变化)、信噪比…等条件进行判断外，更可选择性地依据上述图5所示的实施例，在校正磁场轴向后以选取出有效的至少一个实时磁场轴向及其对应的实时磁场值来进行匹配。

与现有技术相比，基于现有的仅能检测合向量的磁场检测装置(例如：罗盘)来说，当车辆行经桥梁时，由于桥梁内、外的钢筋、钢索或其他具有磁性的物体影响，已知的磁场检测装置将因为桥梁本身磁场影响了地磁的因素，导致感应到的磁极方向产生偏移而发生误判的结果。不过，在本发明提供的磁场定位方法中，除了检测单一轴向的磁场外，更同时判断不同轴向的磁性物质来源以及对于整体磁场的影响，在第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值以外，亦将会造成影响的第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值选择性地考虑于匹配的选项中，因此，本发明的磁场定位方法无论使用在磁场分布单纯的环境中，或使用在磁场分布复杂的环境中，均可由检测到的多个单一轴向磁场依据各种环境的特征及需求，通过匹配多个轴向磁场的方式，有效地提升磁场检测的准确性。

请再同时参见图2和图9，在本实施例中，提供加权特定轴向磁场的实施例。首先，在步骤S41中，磁场定位系统1的磁场检测模块12在移动主体的移动方向上，随着移动主体的移动，以检测复数实时磁场信息，其中，实时磁场信息包含了第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及至少一第二实时磁场轴向对应的至少一第二实时磁场值；其次，在步骤S42中，运算模块14采集实时磁场信息中的第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值；则在步骤S43中，运算模块14根据不同的环境、需求，分别针对磁场检测模块12检测到的第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值予以加权；在步骤S44 中，运算模块14亦可选择性地针对信息库2的参考磁场信息中的第一参考磁场轴向对应的第一参考磁场值及第二实时磁场轴向对应的第二参考磁场值分别予以加权计算；在步骤S45中，将加权后的实时磁场信息的第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值分别与步骤S44中的参考磁场信息中的第一参考磁场轴向对应的第一参考磁场值及第二实时磁场轴向对应的第二参考磁场值进行匹配；最后，在步骤S46中，运算模块14根据匹配于实时磁场信息的参考磁场信息，以确认移动主体的位置。其中，加权的判断可依据各个实时磁场轴向及/或各个实时磁场值来决定，举例来说，实时磁场值与及其对应的实时磁场轴向可以根据特定实时磁场轴向上是否发生有较大的实时磁场值的强度、相对变化(例如：相对强度、相对强度变化)、信噪比…等条件进行判断。

在上述的磁场定位方法中，是基于在确认将实时磁场信息的第二实时磁场值加入匹配的前提下，依据不同的环境、不同的需求，以决定对实时磁场信息的第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值进行加权，其中，第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值及第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值的加权比重可以相同、也可以不相同，甚至在某些情况下，第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值经过加权后，对于整体磁场变化而言，甚至与未经加权或加权后的第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值所造成的影响，几乎是同等的；而对于实时磁场信息中第一实时磁场轴向对应的第一实时磁场值的加权比重可以与参考磁场数据的第一参考磁场轴向对应的第一参考磁场值的加权比重相同、也可以不相同，实时磁场信息中第二实时磁场轴向对应的第二实时磁场值的加权比重可以与参考磁场数据的第二参考磁场轴向对应的第二参考磁场值的加权比重相同、也可以不相同；另外，在实时磁场信息进行加权的前提下，参考磁场信息仍可选择性地进行加权或不加权。

除了上述所有以原始磁场为匹配的条件的实施例外，以下提供多个单一轴向磁场向量化的实施例。请同时参见图2和图10。在本实施例中的步骤S51 中，磁场定位系统1的磁场检测模块12在移动主体的移动平面上，随着移动主体的移动，以检测复数实时磁场信息，其中，实时磁场信息包含了第一实时磁场轴向的第一实时磁场值及至少一第二实时磁场轴向的第二实时磁场值；接着，在步骤S52中，运算模块14将磁场检测模块12检测到的第一实时磁场轴向的第一实时磁场值及第二实时磁场轴向的第二实时磁场值向量化为一合成向量；而在步骤S53中，运算模块14亦对信息库2的参考磁场信息的第一参考磁场轴向的第一参考磁场值及第二参考磁场轴向的第二参考磁场值向量化为另一合成向量；在步骤S54中，步骤S52所得到的合成向量与步骤S53所得到的合成向量进行匹配；最后，在步骤S55中，运算模块14再根据匹配的结果，以确认移动主体的位置。当然，上述的步骤S52及步骤S53中，运算模块14分别将实时磁场信息及参考磁场信息中的第一实时磁场轴向、第二实时磁场轴向、第一参考磁场轴向及第二参考磁场轴向进行向量化之前，更可类似于上述图9中所示的磁场定位方法，选择性地加权第一实时磁场值、第二实时磁场值、第一参考磁场值及第二参考磁场值，或是在加权第一实时磁场值、第二实时磁场值、第一参考磁场值及第二参考磁场值后再进行对第一实时磁场轴向、第二实时磁场轴向、第一参考磁场轴向向量化的步骤。

根据图8-图10可知，在如图8所提供的选择性地校正磁场轴向的流程后，如何得知需要以几个磁场轴向进行匹配的判断方法上，除了上述提供的通过特定磁场轴向上磁场值的强度、相对变化、信噪比等参数来判断外，当然也可以通过人工智能方式来进行判断，或是如图9所示的加权方式，也可为其中一种选取的判断依据，举例来说，当其中一个磁场轴向的加权系数远小于其他磁场轴向的加权系数时，具有该最小系数的磁场轴向及其对应的磁场值可选择性的不列入运算的范围中，而在特定的例子中，在经过如图10所示的合向量运算后，也可能会导致具有最小磁场值所对应的该磁场轴向几乎无法影响到整个合向量的结果，也等同于消除了该磁场轴向对于整体运算的影响能力。另外，当多个磁场轴向及/或磁场值都必须要进行运算时，上述的加权流程与合向量流程除了可以选择性地使用外，还可以依照需求而以不同顺序的方式来对磁场轴向及/或磁场值进行运算，举例来说，磁场定位系统除了可参见信息库中的参考磁场信息及非磁场信息外，也可在特定的需求下，一并将第二实时磁场值及/或第二参考磁场值并入判断的流程中，当然地，在第二实时磁场值及/或第二参考磁场值纳入计算后，是否予以加权计算则可选择性地采用，最后，也可依照信息库内的信息或其他因素，以决定是否要以轴向磁场的原始数据、轴向磁场的加权数据或合成向量方式来进行匹配。

与现有技术不同的是，在本实施例中的合成向量是根据环境或其他需求，而特别针对不同轴向的磁场予以提供不同的加权比重，再根据加权后的数据进行向量的合成，与过去现有技术中直接量测到整合了地磁与环境磁场的原始合成向量完全不相同，因此，本发明提供的磁场定位方法及其系统，不但可以与已知的非磁场定位方法并存使用，更适用在立体结构物遮蔽密度高的环境中，因为本发明提供的磁场定位方法能够由调整各轴向磁场的加权比重，突显出每个区域所具有的磁场特征，并加以区隔、辨识，使得定位的精准度大幅度地提升，此技术特征几乎无法由其他定位方法来实现。

最后，在本发明中，磁场定位方法可由动态规划算法及/或人工智能演算及/或数据融合算法及/或地图比对算法将这些实时磁场信息与这些参考磁场信息匹配，其中动态规划算法包含动态时间规划算法、导数动态时间规划算法…等，人工智能算法则包含马可夫链、人工神经网络、判定树、支持向量机、回归分析、贝式网络、蒙地卡罗方法及遗传算法…等。数据融合算法可例如卡尔曼滤波算法、粒子滤波器算法、贝氏滤波器算法…等。地图比对算法则可例如为点对点比对算法、点对曲线比对算法、曲线对曲线比对算法。

以动态时间规划算法为例，首先根据移动主体的所在位置，将检测到的磁场信息定义为Q(query)、对应于磁场信息Q的地点图资定义为R(reference)，将长度分别为m与n的两磁场信息序列Q和R，算出对应的微分值序列Q'和 R'、长度分别为m'(m-2)和n'(n-2)，并得到下列式(1)：

其次，创建一个大小为m'*n'的距离矩阵D，矩阵元素(i,j)表示Q'i和R'j 两个点的距离，并以下列方程式来表示Q'i和R'j两个点的距离：

d(Q'i,R'j)＝|Q'i-R'j|²

再次，创建一个大小为m'*n'的累积距离矩阵C，并以下列方程式来表示定义累积距离：

C(i,j)＝d(Q'i,R'j)+min{C(i-1,j),C(i-1,j-1),C(i-1,j-2)}

最后，利用回溯法(backtracking)，根据定义路径模式，从累积距离矩阵C的最后一列的最小元素，往回找出最佳路径以得知检测到的磁场信息与地点图资的对应关系，进而可以转换出移动主体目前所在的位置。

再以人工智能算法为例，先提供大量磁场资料，并以前处理方式过滤磁场信息，再将过滤后的磁场信息做为人工智能的训练数据(training data)通过马可夫链算法或其他算法建立模型，因此，当有检测到新的实时磁场信息时，通过已建立的演算模型来判断这些实时磁场信息，以判读出与实时磁场信息对应的地点图资。

其中，人工智能算法则包含马可夫链、人工神经网络、判定树、支持向量机、回归分析、贝式网络、蒙地卡罗方法及遗传算法…等。

以数据融合算法为例，可利用卡尔曼滤波算法对线性移动主体做出下一个状态位置的预测，并使用磁场检测模块量测该行驶路段的磁场后，与数据库中参考信息比对做出定位，依卡尔曼滤波算法计算预测与量测实时磁场信息之间的定位误差，以递归运算的方式重复地更新移动主体的定位状态。

以地图比对算法为例，可将单一实时磁场值与信息库中单一参考磁场值通过点对点比对算法进行比对。

而且，由于本发明的磁场定位方法及其系统系采用检测实时的单一轴向磁场，为使计算的结果更为精准，磁场定位方法中更可对实时磁场信息进行噪声过滤，其方法包含线性移动平均法、高通滤波法、低通滤波法、带通滤波法、带阻滤波法…等，或配合其他感测组件删除不合理值。

最后，综上所述，本发明提供的参考磁场信息及实时磁场信息为地磁及固定式磁性物体的磁场总和，而本发明提供的所有实时磁场值及参考磁场值均分别包含磁场强度(向量场H)及/或磁感应强度(向量场B)。另外，磁场检测系统中的磁场检测模块、运算模块及信息库可整合于单一装置，或分别设置于不同装置，其中，除了磁场检测模块设置于移动主体之外，运算模块及信息库则均可选择性地设置于移动主体，或设置于其他装置中，例如但不限于基地台、云端数据库…等，而磁场检测模块更选自于地磁检测器、单轴磁场检测器、三轴磁场检测器及上述组合。

因此，与已知的坐标定位方法不同的是，本发明不主要以已知的卫星、影像等方法来进行定位，而是采用实时、特定点检测磁场信息的方式进行定位，换句话说，只要可以检测到磁场的位置，即可利用本发明提供的磁场定位方法进行定位，因此完全排除了空间中任何立体障碍所造成定位困难的问题，也不会因为任何的天候变化而导致定位精准度受到影响。

更详细来说，本发明中所述的磁场信息，系经由磁场检测模块所检测到的单一轴向的磁场数据，除了包含必然存在的地磁之外，也包含了环境中既有存在且固定式的建筑物、路灯支架、桥梁结构…等结构体中具有的磁性物体所产生的磁场，这些磁性物体是例如但不限于钢筋、金属材料…等，也因为如此，本发明除了可在路面上提供定位信息外，更可由磁场随着高度变化、楼层变化而对应表现出不同磁场信息分布的特性，换句话说，在建筑密度越高的环境下，反而能够提供更高的定位精确度。在实际的应用上，本发明的磁场定位方法可以提供更广区域、更精细的定位能力，举例来说，在桥上行进的车辆可由桥墩、吊索、桥体钢筋…等材料提供的密集磁场信息，明确地定义出不同位置上所表现出的磁场信息，进而可精确地定位出车辆的位置，根据实际上检测的结果显示，本发明提供的磁场定位方法不仅是可定位出车辆所在的道路或桥梁，更可由各车道在实质地垂直于车辆行进方向的一或复数轴向磁场分别具有不同磁场的特征，精确判别出车辆位于道路或桥梁的特定车道上，且因为磁场信息的密度高，则更提高了各个位置的磁场信息差异性，因此定位的精确度可大幅地提升，而类似的情况也发生在建筑物密度高的都市或甚至是建筑物内部。显而易见的，与已知罗盘定位技术不同的是，本发明的磁场定位方法可根据移动主体所在环境中的实时磁场信息特征，尤其是实时磁场信息中第一轴向磁场信息的特征，以判断出移动主体的位置及移动状态，也是基于这个特征，本发明尤其适合应用在具有特定且固定磁场特征的区域。换句话说，在本发明中提供的移动主体的移动方向可实质上是沿着一特定路径，此特定路径包含道路、水道及航道，在这些特定路径的范围中，通常具有一定数量的固定的磁场信息特征，举例来说，在道路的周围有大量的建筑物、路灯、电杆、桥梁…等设施，这些固定式设施共同地形成特定路段、特定车道的特定磁场信息特征，且由于这些设施的设置密度、磁场强度在特定轴向上会反应出较明显的磁场信息，也因此，在本发明中可由匹配第一轴向的实时磁场与第一轴向的参考磁场来达到定位的效果。

举例来说，在道路上的应用，本发明提供的磁场定位方法可由磁场信息量测设备(例如：量测车)以收集磁场信息，并将磁场信息存入用户装置或云端，以线性代数算法或人工智能算法…等方法以进行磁场信息与地点图资的匹配，在不同的算法或环境条件下，更可以前处理或后处理的滤波方法以整合不同轴向磁场之判断结果，或可结合其他检测器。

而在航道上，由于在一定的高度领空中，检测到的磁场信息通常不会有地磁以外的磁场，因此，须由地磁在地球上的不均质性来进行判断。另外，飞行器(例如：飞机)在飞行期间，高度及姿态均会变化，而对应的磁场信息也会随着改变，姿态变化可通过线性映像变换坐标空间来校正，举例来说，飞行器为了爬升将首部上扬至90度，此时应将原Y轴映射为Z轴，并将原Z轴变为负号Y轴。

而在水道的应用上，则可分为海平面上及海平面下，其中，海平面上的磁场导航基本上雷同于航道的磁场导航方法，但由于在海平面上的航行实质上高度不变，波浪可通过陀螺仪及加速度计以进行修正。海平面下的磁场定位则可应用于潜水人员、潜水艇…等，由于一般潜水艇及潜水员均会在较靠近海底、礁岩、海沟…等地，因此，可通过地壳铁矿沈船等物体的磁场协助定位。另外，海平面下也有可能产生姿态变化，具体解决方法类似于航道中所述的方法。

当移动主体为交通工具时，当交通工具行驶于地图上既有的道路、桥梁时，也就是行驶在既有的路径上时，由磁场检测模块以实时检测交通工具在行经上述路径的周围的实时磁场信息，实时磁场信息可包含第一轴向磁场及第二轴向磁场，其中，磁场检测模块可以是智能型手机内的磁场检测器，或任何市售的多轴磁场检测器，运算模块接收到来自磁场检测模块的实时磁场信息后，将实时磁场信息与信息库中的磁场信息匹配，以得知交通工具位在路径上的内侧车道、中间车道或外侧车道。

综上所述可知，虽然本发明提供的磁场定位方法主要沿着移动主体的移动方向来进行磁场的检测，因此主要检测的是移动主体在特定轴向上的位置变化，举例来说，也就是检测移动主体是否在一定的时间区间内，沿着移动方向，从第一位置位移到第二位置，不过，当移动主体持续地检测实时磁场信息，更可根据信息库里的参考磁场信息，通过比对多个不同时间点所对应的实时磁场信息以确认移动主体是否发生变更车道的情形，举例来说，当第一时间点到第二时间点之间的实时磁场信息均对应至第一车道上不同区段的参考磁场信息，但在第二时间点之后所检测到的实时磁场信息无法在对应至第一车道的任一参考磁场信息，而是对应至第二车道上某一区段的参考磁场信息，由此可判断出移动主体在第二时间点之后，发生了变换车道的状态，其中，上述的磁场信息可为原始单一轴向的磁场数据及/或经过加权后的磁场数据及/或向量化后的合向量磁场数据，且更选择性地经过运算处理。

此外，当欲定位交通工具所在的位置时，除了由磁场检测模块检测交通工具所在位置的实时磁场信息，更可由非磁场检测模块以检测交通工具所在的区域范围，非磁场检测模块可以是位于交通工具周围的基地台，或是全球定位系统、全球卫星导航系统、雷达系统或任何非磁场的检测系统，举例而言，当运算模块接收到来自基地台的5G信息后，与信息库中的5G信息进行匹配，可有效地限缩交通工具所在区域的范围，这样的目的在于，可先缩小运算模块在信息库中进行信息比对的范围及内容，以节省运算时间，更可提升定位的精确度。且对于本发明来说，较佳的移动主体可选自于陆上交通工具、水上交通工具、空中交通工具及上述组合。

另外，依据实际测试的结果显示，本发明的磁场定位方法系检测到至少单一个轴向磁场，不过因为地磁、固定式的磁性物体的磁场方向不尽相同，同时也因为移动主体移动的方向不同，定位的过程中，如何处理原始的磁场信息也会有所不同，举例来说，当交通工具或行人行进时，用于定位的磁场信息受到移动方向上的磁场变化的影响较小，主要是朝着第一轴向及/或第二轴向上的磁性物体影响较为显著，因此在进行加权计算时，会采用削弱特定轴向、增强特定轴向的运算逻辑方式，以提升定位的精确度。同时，本发明提供的磁场定位方法在进行检测时，是在一时间区间内连续检测多点的磁场信息，由连续的磁场信息以建构出磁场特征，来确认出位置信息。

除此之外，本发明的磁场定位方法及其系统更可用于行人定位上，当用于行人定位时，只需搭配其他传感器(如加速度传感器、陀螺仪等)做使用，这些传感器常配载于智能型手机上，以陀螺仪为例，利用陀螺仪判断行人与地平面的倾斜角，再将三轴的磁场信息经过坐标轴的转换，即可将实时磁场信息与磁场信息进行匹配，以达到定位的目的。

本发明提出的磁场定位方法及其系统，由检测磁场信息并进行位置匹配，克服先前技术中存在的技术瓶颈，不受天气环境影响定位的准确度，更可在环境遮蔽区及无法接收信号(例如：卫星定位信号、Wi-Fi信号…等)的区域仍然具有良好的定位精确度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。