基于磁傳感器陣列的無線跟蹤定位技術(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,人體對永磁體磁場的分布基本沒有影響。與GPS定位、視覺定位、ZigBee定位、聲音定位相比,磁定位具有定位精度高、操作簡單、對人體無傷害等特點。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)的誤差來計算得到更精確的位置參數(shù)。此算法結(jié)合了線性算法運行效率高和非線性算法計算結(jié)果精確性高的優(yōu)點。磁定位系統(tǒng)是由一個用來收集膠囊內(nèi)部永磁鐵磁場強度的磁傳感器陣列組成。在本文中,通過優(yōu)化安排傳感器在人體周圍空間的位置以提高跟蹤精度。通過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