[发明专利]胶囊内窥镜及其定位方法及系统

说明书

本发明适用于三维定位技术领域，提供了一种胶囊内窥镜及其定位方法及系统，胶囊内窥镜内部设有磁传感器和胶囊内窥镜内部磁体，通过磁传感器对驱动胶囊内窥镜移动的驱动磁体进行磁场测量，获得驱动磁体的磁场测量值，测量胶囊内窥镜的自旋角度，获得胶囊内窥镜的自旋角度的测量值，依据驱动磁体的磁场测量值、自选角度测量值、预设驱动磁场模型和预设优化算法，计算胶囊内窥镜相对驱动磁体的位姿信息，根据驱动磁体在世界坐标系的位姿信息和胶囊内窥镜相对驱动磁体的位姿信息，确定所述胶囊内窥镜在世界坐标系的位姿信息，从而避免了胶囊内窥镜的定位过程受驱动磁体的磁场影响，有效地提高了胶囊内窥镜的定位准确度。

技术领域

本发明属于三维定位技术领域，尤其涉及一种胶囊内窥镜及其定位方法及系统。

背景技术

胶囊内窥镜，又称智能胶囊式内窥镜系统，为胶囊形状的内窥镜。胶囊内窥镜内置有摄像与信号传输装置，经受检者口服，在消化道内运动并拍摄图像，以获得受检者消化道内部的图像。相较于传统的内窥镜，胶囊内窥镜不会给受检者带来创伤，不影响受检者的活动，十分便利。为了更精确得控制胶囊内窥镜对人体消化道系统进行检测，需要实时定位胶囊内窥镜在人体内的位置。

发明内容

本发明实施例提供一种胶囊内窥镜及其定位方法及系统，旨在提高胶囊内窥镜的定位准确度。

本发明实施例提供了一种胶囊内窥镜的定位方法，所述胶囊内窥镜内部设有磁传感器和所述胶囊内窥镜中的磁体，所述方法包括：

通过所述磁传感器对驱动所述胶囊内窥镜移动的驱动磁体进行磁场测量，获得所述驱动磁体的磁场测量值；

测量所述胶囊内窥镜的自旋角度，获得所述胶囊内窥镜的自旋角度的测量值；

依据所述驱动磁体的磁场测量值、所述自旋角度的测量值、预设驱动磁场模型和预设优化算法，计算所述胶囊内窥镜相对所述驱动磁体的位姿信息；

根据所述驱动磁体在世界坐标系的位姿信息和所述胶囊内窥镜相对所述驱动磁体的位姿信息，确定所述胶囊内窥镜在世界坐标系的位姿信息。

更进一步地，通过磁传感器对驱动所述胶囊内窥镜移动的驱动磁体进行磁场测量的步骤，包括：

获取预先测量的第一磁场值，所述第一磁场值为在不受所述驱动磁体的影响下所述胶囊内窥镜内部磁体、地磁场及周围环境磁场的磁场总值；

通过所述磁传感器测量得到第二磁场值，所述第二磁场值为所述驱动磁体、所述胶囊内窥镜内部磁体、地磁场及周围环境磁场的磁场总值；

依据所述第一磁场值和所述第二磁场值，计算所述驱动磁体的磁场测量值。

更进一步地，计算所述胶囊内窥镜相对所述驱动磁体的位姿信息的步骤，包括：

依据所述驱动磁场模型、所述驱动磁体的磁场测量值和所述自旋角度的测量值，计算所述驱动磁体的磁场测量误差；

通过所述优化算法对所述驱动磁体的磁场测量误差进行最小化，获得所述胶囊内窥镜相对所述驱动磁体的位姿信息。

更进一步地，通过磁传感器对驱动所述胶囊内窥镜移动的驱动磁体进行磁场测量的步骤之前，所述方法还包括：

获取所述磁传感器与所述胶囊内窥镜中心的距离，并获取所述驱动磁体的相对磁导率；

根据磁偶极子模型、所述磁传感器与所述胶囊内窥镜中心的距离和所述驱动磁体的相对磁导率，构建所述驱动磁场模型。

更进一步地，所述胶囊内窥镜内部设有至少两个所述磁传感器，所述磁传感器为三轴磁传感器。

更进一步地，所述胶囊内窥镜内部设有惯性传感器，所述惯性传感器用来测量所述胶囊内窥镜的自旋角度。