[发明专利]一种磁体定位系统及方法

说明书

一种用于磁体定位的装置以及定位方法。所述定位装置包括设置于磁体磁场中的多个第一传感器，设置于磁体磁场外的第二传感器，以及与所述第一传感器及第二传感器连接的计算设备。多个第一传感器可探测磁体磁场及背景磁场，并生成多个第一原始信号，其中每个第一原始信号包含每个第一传感器与该磁体距离的原始距离数据。第二传感器可探测背景磁场，并生成第二原始信号。所述计算设备被设置为基于第一原始信号及二原始信号确定该磁体的位置。

技术领域

本申请涉及物体定位系统及方法，特别涉及一种磁性物体定位系统及方法。

背景技术

随着现代工业技术的快速发展，磁定位技术可以用于完成多种复杂环境下定位磁体的功能，例如水下装置、汽车导航、精密制造等。医疗装置(如，手术机器人的机械手、内窥镜等)尤其需要小尺度及精确度较高的定位方法。

为了能精确定位，使用磁定位方法的仪器一般需要在特定的环境下操作，以避开背景磁场扰动的影响。例如，目前一般的植入医疗装置(如内窥镜等)还需与图像拍摄仪器(如X射线，磁共振成像设备等)配合应用，以确定医疗装置在人体内的位置。

发明内容

本申请提供一种磁体定位系统及方法。该系统及方法基于对磁体产生的空间磁场的探测及测量信号，得出较高定位精度的磁体位置。

根据一个实施例，本申请提供一种用于磁体定位的装置，所述定位装置包括设置于磁体磁场中的多个第一传感器，以探测磁体磁场及背景磁场，并生成多个第一原始信号，其中每个第一原始信号包含每个第一传感器与该磁体距离的原始距离数据；设置于磁体磁场外的第二传感器，以探测背景磁场，并生成第二原始信号；以及与所述第一传感器及第二传感器连接的计算设备；其中所述计算设备被设置为：接收所述多个第一原始信号及所述第二原始信号；从所述多个第一原始信号中分别去除所述第二原始信号，以生成对应的多个第一处理信号；基于所述多个第一处理信号设定阈值；从大于所述阈值的多个第一处理信号中提取所述原始距离数据，生成距离数据；以及基于所述距离数据，确定该磁体的位置。

优选地，所述阈值包括第一处理信号以及第二原始信号的阈值信噪比(SNR)。

优选地，所述计算设备被配置为，还包括从小于所述阈值的第一处理信号中提取所述原始距离数据，生成距离数据。

优选地，所述计算设备被配置为，还包括将权重施加于每个第一处理信号。

优选地，所述计算设备被配置为，大于阈值的第一处理信号的权重均高于小于阈值的第一处理信号的权重。

优选地，所述计算设备被配置为，生成距离数据包括将每个第一处理信号与对应的预定磁强度进行比对。

优选地，所述计算设备被配置为，还包括迭代地最小化各个第一处理信号与对应的预定磁强度之间的差异。

优选地，多个第一传感器围绕物体，并且所述磁第二传感器与所述多个第一传感器间隔设置。

优选地，所述位置包括所述磁体的姿态朝向。

优选地，多个第一传感器位于距离磁体小于20厘米的位置。

优选地，磁体的磁偶极矩为至少10^-7Tm³。

优选地，所述磁体包括永磁体。

本申请提供一种磁体的定位方法，所述定位方法包括：接收多个第一原始信号及第二原始信号；从所述多个第一原始信号中分别去除所述第二原始信号，以生成对应的多个第一处理信号；基于所述多个第一处理信号设定阈值；从大于所述阈值的多个第一处理信号中提取所述原始距离数据，生成距离数据；以及基于所述距离数据，确定该磁体的位置。

优选地，所述位置包括所述磁体的姿态朝向。

优选地，还包括将权重施加于每个第一处理信号。