[发明专利]基于微处理器的双磁棒旋转搜索定位跟踪系统

摘要

本发明属于医疗设备与定位跟踪技术领域，具体为一种基于微处理器的双磁棒旋转搜索定位跟踪系统。该定位跟踪系统包括：两个磁棒、磁棒激励电路、转动装置、磁阻传感器、信号调理电路、控制处理单元等。本发明以微处理器为核心，通过对磁棒旋转装置、磁棒激励电路的控制，对磁阻传感器数据采集/处理、搜索策略和定位/跟踪算法的运行以及定位/跟踪结果的显示，实时地实现三维六自由度的跟踪定位。

主权项

一种基于微处理器的双磁棒旋转搜索定位跟踪系统，其特征在于包括：两个磁棒、磁棒激励电路、转动装置、磁阻传感器、信号调理电路、ADC采样电路和控制处理单元；其中：所述磁棒由铁氧体磁芯和绕其上的电磁线圈组成；所述磁棒激励电路用于产生脉冲直流磁场；两个磁棒的电磁线圈由直流脉冲信号交替激励；直流脉冲信号的频率可根据系统跟踪速度的要求确定；在每个激励脉冲发放前存在两组线圈都不被激励的激励间歇，用于检测环境磁场强度；所述转动装置有2组，每组由一个水平转动步进电机和一个垂直转动步进电机组成，2组转动装置分别控制两个磁棒各自在水平和垂直方向自由转动，实现空间任意位置指向；所述磁阻传感器为三轴磁传感器，用于检测空间三个正交方向的磁场，并将检测到的磁场信号送入信号调理电路和AD转换电路；磁阻传感器在磁棒激励期间检测到的磁场强度减去环境磁场强度，就是磁棒激励磁场强度；所述信号调理电路由与三轴磁传感器的三组输出和一个参考端相连的低通滤波器和陷波器，以及与陷波器的输出相连的信号放大电路组成；所述ADC采样电路用于对经信号调理电路处理的信号进行采样，并将采样信号送入控制处理单元；所述控制处理单元采用微处理器，用于对旋转装置和磁棒激励电路进行控制，并对磁阻传感器的信号进行采样分析；其包括：ADC采样、数字滤波、根据计算出的总磁场强度控制电机旋转方向和角度、计算磁传感器的空间位置和姿态。