[发明专利]补偿电磁跟踪系统中的畸变

权利要求书

1.一种系统，包括：

磁发射器，其被配置成生成磁场；

磁传感器，其被配置成基于在所述磁传感器处接收的磁场的特性来生成信号；以及

一个或更多个计算机系统，其被配置成：

从所述磁传感器接收所述信号；

基于从所述磁传感器接收的信号确定所述磁传感器相对于所述磁发射器的电磁EM姿势；

以下中的一项或两项：i)基于与所述磁发射器和所述磁传感器相关联的惯性数据确定所述磁传感器相对于所述磁发射器的惯性姿势，或ii)基于与所述磁发射器和所述磁传感器相关联的光学数据确定所述磁传感器相对于所述磁发射器的光学姿势；

基于所述惯性姿势或所述光学姿势中的一者或两者以及所述EM姿势确定所述磁传感器相对于所述磁发射器的估计姿势；

基于所述EM姿势确定畸变磁场；

基于所述估计姿势确定估计的清洁磁场；

基于所述畸变磁场和所述估计的清洁场确定估计的畸变磁场；以及

基于所述估计的畸变磁场确定所述磁传感器相对于所述磁发射器的改进的EM姿势。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计的畸变磁场是根据补偿算法确定的。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述补偿算法被配置成：

基于所述畸变磁场、所述估计的清洁磁场和所述估计姿势选择畸变模型；

使用非线性最小二乘算法识别所述模型的参数；以及

基于所识别的参数计算所述估计的畸变磁场。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述畸变模型包括偶极子模型、矩形环模型或球谐函数模型中的一个或更多个。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计的畸变磁场是基于所述估计的清洁磁场与所述畸变磁场之间的差异确定的。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计的畸变磁场表示由所述系统正在运行的环境引起的畸变。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括以下中的一个或更多个：虚拟现实系统、增强现实系统、混合现实系统或电磁跟踪系统。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，从所述磁传感器接收的信号、所述畸变磁场、所述估计的清洁磁场和所述估计的畸变磁场被表示为3×3数据矩阵。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计姿势通过卡尔曼滤波器确定。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述卡尔曼滤波器是扩展卡尔曼滤波器EKF。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述EM姿势基于从所述磁传感器接收的信号通过所述EKF来确定。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述EKF包括用于将来自所述磁传感器的不同原始输出转换成所述EM姿势的功能。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述惯性数据包括惯性原始数据，并且所述EKF包括用于将所述惯性原始数据转换成所述惯性姿势的功能。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述系统是紧耦合的。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述EM姿势由EM跟踪器确定。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述EM跟踪器向EKF提供所述EM姿势。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述系统是松耦合的。