無線膠囊內(nèi)鏡的精確定位跟蹤技術(shù).pdf

1、在腸胃道檢測過程中，傳統(tǒng)纜線式內(nèi)窺鏡會帶給患者極大的痛苦。無線膠囊內(nèi)鏡的研發(fā)不僅減輕了患者的痛苦，也實現(xiàn)了腸胃道的檢查。使用無線膠囊內(nèi)鏡檢查時，需要精確獲取膠囊在人體內(nèi)部的位置參數(shù)和方向參數(shù)，從而得到通過膠囊內(nèi)鏡拍攝到的病灶組織的位置參數(shù)和方向參數(shù)。這些參數(shù)方便了醫(yī)生準確診斷病情。能夠?qū)δz囊進行精確、快速定位是關(guān)鍵性問題。本文研究了磁定位算法，對磁定位算法中近場誤差和人體干擾誤差進行修正，提出了六維混合磁定位算法，從而有效地解決了這些問

2、題。本文采用的磁感應(yīng)強度分布模型是基于磁偶極子模型建立的，模型采用的求解方法是LM最優(yōu)化算法。本文使用的磁定位系統(tǒng)，包括了硬件部分和軟件部分。硬件部分包括了磁傳感器陣列、信號放大電路、K60嵌入式模塊;軟件部分包括了上位機磁定位軟件程序。
　　首先，為了消除磁偶極子模型的近場誤差，本文提出近場定位算法。該方法使得從全局坐標系變換到磁體坐標系的磁感應(yīng)強度的計算值和測量值誤差最小化。
　　其次，為了消除人體移動時對磁定位結(jié)果產(chǎn)生

3、的干擾誤差，本文提出了將目標永磁體的磁定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到參考坐標系（即人體坐標系）的方法。該方法在人體外部表面上設(shè)置了兩個參考目標永磁體，基于這兩個參考目標永磁體建立參考坐標系，再將定位結(jié)果轉(zhuǎn)換到該坐標系下。從而減少人體移動的干擾誤差。
　　最后，由于磁定位算法對于圓柱型的永磁體只能實現(xiàn)五維參數(shù)磁定位（包括了三維位置坐標參數(shù)和兩維方向向量參數(shù)），并不能得到目標永磁體自身的旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)。本文提出了采用圖像定位與磁定位相結(jié)合的六維混合定位