[发明专利]电磁导航系统中磁场形变校准工具及方法

权利要求书

1.一种电磁导航系统中磁场形变校准工具，其特征在于，包括：坐标采集板和磁场发生器，所述坐标采集板上有等距坐标采集孔和磁场发生装置卡槽，所述磁场发生器上带有螺纹松紧卡口。

2.根据权利要求1所述的电磁导航系统中磁场形变校准工具，其特征在于，通过调节螺纹松紧卡口，使磁场发生器在磁场发生装置卡槽上等距移动。

3.根据权利要求1所述的电磁导航系统中磁场形变校准工具，其特征在于，所述坐标采集板，使用的材料是非金属板，包括有机玻璃、PC板和ABS塑料。

4.一种电磁导航系统中磁场形变校准方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一种或任多种所述的电磁导航系统中磁场形变校准工具，包括：

步骤1：将磁场发生器放置在磁场中，在坐标采集板上等距网格位置采集磁场坐标；

步骤2：根据网格线定义的物理坐标与采集对应的磁场坐标求得磁场坐标的形变量；

步骤3：将不同磁场工作环境下求得的形变量组合形成磁场形变统计模型；

步骤4：在使用运行阶段，采集坐标采集板上的局部磁场坐标获取局部形变量，通过稀疏表示算法和磁场形变统计模型计算得到当前的磁场坐标全局的形变量数值，将磁场坐标数据与对应的形变量数值相加作为形变修正补偿，得到磁场坐标返回值进行磁场形变校准。

5.根据权利要求4所述的电磁导航系统中磁场形变校准方法，其特征在于，所述磁场形变统计模型中，磁场坐标值由插入锁定在坐标采集孔中依次等距移动采集，通过等距移动工装卡口得到等间隔三维物理坐标集合P，对应每个采集孔的磁场坐标集合M，磁场形变量为D＝P-M。

6.根据权利要求5所述的电磁导航系统中磁场形变校准方法，其特征在于，在电磁导航系统的工作环境下，改变磁场发生器的位置和周围存在的磁场烦扰物质，重复使用坐标采集板获得多组磁场形变量形成磁场形变统计模型S＝{D1，D2，...，Dn}，n表示采集的磁场形变量的组数。

7.根据权利要求5所述的电磁导航系统中磁场形变校准方法，其特征在于，所述磁场形变统计模型，采集到的磁场形变量是三维形变量，磁场形变统计模型中将所有采集到三维空间形变量拼接转为一维，多组空间形变量进行组合形成多维。

8.根据权利要求4所述的电磁导航系统中磁场形变校准方法，其特征在于，在使用运行阶段获取局部形变量的局部磁场为靠近电磁导航定位目标所处的感兴趣区域。

9.根据权利要求6所述的电磁导航系统中磁场形变校准方法，其特征在于，稀疏表示算法的公式为：

其中，d为运行使用阶段的局部形变量，s为形变统计模型中的对应形变量，w为稀疏表示系数，e为误差项，α和β分别为控制w和e的稀疏性正则化参数，使用同伦算法进行最优化求解得到稀疏表示系数w的最优值。

10.根据权利要求9所述的电磁导航系统中磁场形变校准方法，其特征在于，稀疏表示系数w为所有磁场形变统计模型S＝{D1，D2，...，Dn}中对应的线性组合系数，根据稀疏表示系数w与磁场形变统计模型相乘求得运行使用阶段的全局形变量T，计算公式为：T＝S*w。