基于磁傳感器陣列的無(wú)線跟蹤定位技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、在腸胃道檢查中,無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的位置和方向信息是非常重要的。為了得到膠囊內(nèi)窺鏡的位置和姿態(tài)信息,設(shè)計(jì)了磁定位系統(tǒng)。磁定位原理是利用人體的磁導(dǎo)率非常接近空氣的磁導(dǎo)率,人體對(duì)永磁體磁場(chǎng)的分布基本沒(méi)有影響。與GPS定位、視覺(jué)定位、ZigBee定位、聲音定位相比,磁定位具有定位精度高、操作簡(jiǎn)單、對(duì)人體無(wú)傷害等特點(diǎn)。本文提出了一種利用三軸磁傳感器陣列跟蹤膠囊內(nèi)窺鏡的定位算法。在算法中,我們首先使用一個(gè)線性算法得到定位目標(biāo)初始位置的參數(shù),將這些參數(shù)

2、用來(lái)作為定位算法在非線性算法中的初值,非線性算法用此減小目標(biāo)函數(shù)的誤差來(lái)計(jì)算得到更精確的位置參數(shù)。此算法結(jié)合了線性算法運(yùn)行效率高和非線性算法計(jì)算結(jié)果精確性高的優(yōu)點(diǎn)。磁定位系統(tǒng)是由一個(gè)用來(lái)收集膠囊內(nèi)部永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁傳感器陣列組成。在本文中,通過(guò)優(yōu)化安排傳感器在人體周?chē)臻g的位置以提高跟蹤精度。通過(guò)仿真不同的傳感器陣列結(jié)構(gòu),得到采用合適的傳感器陣列可以顯著提高系統(tǒng)的跟蹤精度。本文設(shè)計(jì)了磁定位硬件電路,包括霍尼韋爾三軸傳感器陣列、高性能模