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1、電磁跟蹤技術(shù)精度高,且無遮擋問題,特別適合室內(nèi)環(huán)境使用。電磁跟蹤系統(tǒng)通常由發(fā)射器、接收器與處理器組成。在系統(tǒng)中,通電線圈常被用作電磁定位裝置收發(fā)器。發(fā)射器與接收器間的耦合信號(hào)與接收器的位置方向密切相關(guān)。所以,可以提取兩者間的耦合信號(hào)進(jìn)行定位工作。耦合信號(hào)易受到噪聲的干擾,需要高質(zhì)量濾波放大。電磁定位一般采用磁偶極子模型,模型中包含了五個(gè)位置參數(shù)。它利用非線性算法求解目標(biāo)位置。系統(tǒng)的激勵(lì)線圈磁場(chǎng)分布模型、信號(hào)發(fā)生提取電路和定位算法軟件都影
2、響系統(tǒng)定位的精度。
為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)較大空間范圍的移動(dòng)機(jī)器人定位跟蹤,本文設(shè)計(jì)了基于嵌入式系統(tǒng)ARM(STM32)的空間電磁定位系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括信號(hào)發(fā)射線圈單元、多軸接收線圈傳感單元和處理器單元三個(gè)部分。首先,采用ST公司的ARM微控制器STM32F103來實(shí)現(xiàn)核心功能,并設(shè)計(jì)了濾波放大等信號(hào)處理電路。發(fā)射器產(chǎn)生的正弦信號(hào)通過功率放大電路進(jìn)行放大,進(jìn)而激勵(lì)發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。三軸傳感線圈感應(yīng)磁場(chǎng)信號(hào),經(jīng)過放大與濾波得到三路模擬
3、信號(hào);然后,微控制器STM32F103自帶的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。數(shù)據(jù)處理后,計(jì)算結(jié)果可以在液晶屏上實(shí)時(shí)顯示。
其次,對(duì)比了磁偶極子模型與載流積分模型的異同,得出在適當(dāng)?shù)臈l件下載流積分模型可以轉(zhuǎn)化為磁偶極子模型進(jìn)行計(jì)算。用磁偶極子模型,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,推導(dǎo)得出電磁跟蹤的算法原理。采用LM算法對(duì)電磁跟蹤的非線性方程組進(jìn)行求解。針對(duì)平面移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位的特殊情況,推導(dǎo)出平面中的解析算法,對(duì)平面中的移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行位置求解
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