[发明专利]无线胶囊定位装置、磁场传感器定位方法和装置

说明书

本发明揭示了一种无线胶囊定位装置、磁场传感器定位方法和装置，方法包括获取多个不同频率磁源环境下的交变磁场信号并计算测量磁场幅值，将理论幅值算法修正为理论磁场幅值算法信息，根据测量磁场幅值和理论磁场幅值算法信息，计算磁场传感器的位置和/或姿态的变量参数的值。通过理论计算方法尽量吻合测量磁场幅值，确定出磁场传感器的实际位置和/或姿态的信息，无需实时测量信号源的状态，从而减少了由于信号源状态测量误差以及信号传输延迟等带来的影响，使得磁场传感器的定位结果更加精准，从而便于后续的对无线胶囊的准确控制。

技术领域

本发明涉及无线胶囊定位技术，尤其涉及一种无线胶囊定位装置、磁场传感器定位方法和装置。

背景技术

体内设备定位技术，如无线胶囊内窥镜体、侵入式医疗器械等体内定位技术，受到越来越多的关注。内置磁源的应用受限较多，外置磁源具有更好的应用前景。在外置磁源的场景中，胶囊内部含有磁场传感器，胶囊位于人体内部，在人体外部设置用于定位胶囊的磁源。

在定位的过程中，需要获取磁源的实时位置和朝向，将信号源状态与待定位设备的测量数据在时间上对应起来。但是由于信号源状态测量误差以及信号传输延迟，会对定位结果的准确性产生一定的影响，检测结果不够精准。

而磁场传感器一旦无法准确定位，会给后续的胶囊位置的控制、体内照片的拍摄带来一系列的影响。

发明内容

为解决现有技术中的信号延迟导致测量不准问题，本发明的目的在于提供一种无线胶囊定位装置、磁场传感器定位方法和装置。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供一种磁场传感器定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取多个不同频率磁源环境下的交变磁场信号；

根据所述交变磁场信号，计算每个磁源的在空间中若干方向的测量磁场幅值；

根据局域坐标系和世界坐标系的对应关系，将磁源的理论幅值算法修正为所述局域坐标系中的理论磁场幅值算法信息，其中，所述局域坐标系为所述磁场传感器所在坐标系，所述世界坐标系为所述磁源所在坐标系，所述理论磁场幅值算法信息包括用于标定所述磁场传感器的位置和/或姿态的变量参数；

根据所述测量磁场幅值和所述理论磁场幅值算法信息，计算所述磁场传感器的位置和/或姿态的变量参数的值。

作为本发明的进一步改进，所述获取多个不同频率磁源环境下的交变磁场信号包括：

获取至少两个不同频率磁源环境下的交变磁场信号。

作为本发明的进一步改进，所述获取多个不同频率磁源环境下的交变磁场信号包括：

获取至少两个磁源的频率呈倍数关系的环境下的交变磁场信号。

作为本发明的进一步改进，所述磁源为永磁体，所述永磁体做旋转运动，且至少两个所述永磁体的转速呈倍数关系。

作为本发明的进一步改进，所述交变磁场信号包括每个磁源在所述世界坐标系中的空间坐标信息、以及若干个坐标轴方向的磁场向量信息。

作为本发明的进一步改进，所述将磁源的理论幅值算法修正为所述局域坐标系中的理论磁场幅值算法信息包括：

在所述理论幅值算法中引入旋转矩阵R，并将所述理论幅值算法中的场点坐标替换为所述磁场传感器与第n个磁源的相对位置信息，其中所述旋转矩阵R是所述世界坐标系到所述局域坐标系的旋转矩阵；

所述理论磁场幅值算法信息包括每个磁源在所述局域坐标系中的X、Y、Z轴方向的理论幅值的计算公式，所述计算公式中包括用于标定所述磁场传感器的位置和/或姿态的变量参数。

作为本发明的进一步改进，其中，计算所述磁场传感器的位置和/或姿态的变量参数的值的步骤包括：

根据所述测量磁场幅值和所述理论磁场幅值算法信息，建立计算模型，所述计算模型为：

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