[发明专利]一种基于检测阵列运动规划的磁源磁场信号检测方法

说明书

本发明公开了一种磁源磁场信号的检测方法，该方法预先存储外部磁体与检测阵列之间具有不同相对位姿时，检测阵列检测得到的每种相对位姿对应的外部磁体磁场；在通过外部磁体引导磁源运动的条件下，需要进行磁源定位时，将检测阵列运动到外部磁体与检测阵列的多个相对位姿中的最优相对位姿上；所述最优相对位姿的选取标准为：令磁源尽量靠近检测阵列的中心，使得与外部磁体相比，磁源磁场所占比重增大；最后，在当前最优相对位姿处，检测阵列测量总磁场；从所述总磁场中去除最优相对位姿对应的外部磁体磁场以及地磁磁场，得到磁源磁场。使用本发明能够精确去除外部磁体的磁场信号，得到有效的磁源磁场信号，为磁源精准定位提供可靠数据。

技术领域

本发明涉及移动磁源检测技术领域，具体涉及一种基于检测阵列运动规划的磁源磁场信号检测方法。

背景技术

外部磁体引导的主动胶囊机器人系统需要根据胶囊磁场信号定位胶囊的位姿，在外部磁体引导的主动胶囊机器人系统中存在很强的外部磁体磁场，还存在地磁场的干扰。对于外部磁场来说，其与胶囊机器人磁场相比，其所占比重较大，因此精确的去除外部磁体的磁场对胶囊位姿的确定有更为重要的意义。

如何准确去除外部磁体和地磁场的磁场信号，得到有效的胶囊磁场信号是一个重要的研究方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于检测阵列运动规划的磁源磁场信号检测方法，能够去除外部磁体的磁场信号，得到有效的磁源磁场信号，为磁源精准定位提供可靠数据。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种磁源磁场信号的检测方法，该方法应用于利用检测阵列跟踪外部磁体以检测磁源磁场信号的过程，包括：

步骤一、预先存储外部磁体与检测阵列之间具有不同相对位姿时，检测阵列检测得到的每种相对位姿对应的外部磁体磁场；

步骤二、在通过外部磁体引导磁源运动的条件下，需要进行磁源定位时，将检测阵列运动到外部磁体与检测阵列的多个相对位姿中的最优相对位姿上；所述最优相对位姿的选取标准为：令磁源尽量靠近检测阵列的中心，使得与外部磁体相比，磁源的磁场所占比重增大；

步骤三、在当前最优相对位姿处，检测阵列测量总磁场；从所述总磁场中去除最优相对位姿对应的外部磁体磁场以及地磁磁场，得到磁源磁场。

优选地，所述步骤一为：固定检测阵列位姿，移动外部磁体到不同的多个位姿上；利用检测阵列测量磁场，该测量磁场减去检测阵列当前位姿对应的地磁磁场，得到各个相对位姿对应的外部磁体磁场。

优选地，步骤一中，所述检测阵列当前位姿对应的地磁磁场的获取方式为：检测阵列位姿固定后，在去除外部磁体和磁源的情况下，采用检测阵列中的每个磁传感器芯片测量磁场信号，得到检测阵列当前所处的地磁磁场。

优选地，所述步骤二中，根据令磁源尽量靠近检测阵列的中心的选取标准，确定最优相对位姿的方式为：

利用磁源上一次检测位置以及外部磁体当前位置，获取磁源估计位置；

根据判定指标，选取最优相对位姿；所述判定指标包括：

①由检测阵列中心指向磁源估计位置的方向向量最接近由检测阵列中心指出的法向量方向；

②磁源估计位置与检测阵列之间的垂直距离最小。

优选地，所述最优相对位姿的选取标准进一步包括：③检测阵列从当前位姿运动至最优相对位姿时，各自由度位移绝对值之和最小。

优选地，进一步对选取最优相对位姿的各个标准进行加权融合，利用融合指标选取最优相对位姿。

优选地，所述获取磁源估计位置为：将磁源上一次检测位置和外部磁体当前位置的连线中心作为所述磁源估计位置。