[发明专利]用于磁定位和致动系统的同步校准方法

权利要求书

1.一种同步校准用于工作空间(16)的磁致动和感测系统(10)的方法，其中，所述致动系统包括多个磁致动器(20)，以及所述感测系统包括多个磁传感器(14)，所述方法还包括以下步骤：

-通过向所述磁致动器(20)施加多个电流，在所述工作空间(16)产生多个任意磁场；

-利用在所述工作空间(16)中的所述感测系统测量每个磁场，并且利用电流传感器测量每个相应的电流；

-利用所述感测系统在所述工作空间(16)中的任意位置和取向测量随机已知样本磁体的磁场；以及

-将所有所测量的数据馈送至校准模型中，其中，所述校准模型是基于传感器测量模型和磁致动模型的，并且经由数值解算器找到所述模型参数的解，以便同时校准所述致动和感测系统两者。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述致动和感测系统各自分别包括致动系统层(24)和感测系统层(22)，其中，所述工作空间(16)夹于所述致动系统层(24)和所述感测系统层(22)之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述磁致动器(20)包括电磁体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述磁传感器(14)能够为单轴传感器或者多轴传感器，特别是三轴传感器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个所产生的磁场中的每个磁场在整个所述工作空间包括不均匀形状，所述每个磁场优选由螺线管电磁体产生。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述校准模型包括参数集，该参数集包括传感器参数和致动器参数，其中，所述传感器参数包括对于每个传感器的位置、取向、轴变形、多个轴变形以及增益的参数，且其中，所述致动器参数包括对于每个致动器的位置、取向和磁矩的参数。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述传感器测量模型包括根据以下式的每个所产生的磁场的测量，

优选地，

其中，p_s,i为对于G_i、H_x,i、H_y,i和H_z,i的参数阵列，且其中，H_x,i、H_y,i和H_z,i是同时涉及旋转和二次项的对称3x3矩阵，G_i是表示缩放、旋转和切变的效果的线性映射，并且v_ik是所述磁传感器读数。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，恢复的B场值采用堆叠矩阵形式表达为

优选地

且其中，p_s和v分别是对于所有p_s,i和v_ik的堆叠向量。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述磁致动模型是基于偶极子模型，其中在第k次测量来自第j个致动器的对于第i个传感器的偶极子磁场被表达为

b_ij，k∝B_ijm_jI_jk；优选地

b_ij，k＝B_ijm_jI_jk；

其中，b_ij,k是磁场向量，B_ij是仅取决于位移向量r_ij的3x3矩阵。是单位矩阵，并且μ₀是自由空间的透磁率。