[发明专利]一种主动式磁控胶囊机器人检测系统及检测方法

说明书

本发明提供一种主动式磁控胶囊机器人检测系统及检测方法，包括第一支撑架、驱动磁体引导模块、驱动磁体模块、检测模块、胶囊机器人、第二支撑架及控制台；第一支撑架安装驱动磁体引导模块；驱动磁体引导模块末端连接驱动磁体模块，并根据驱动磁体引导模块内的编码器信息检测其位置和姿态信息；驱动磁体模块通过产生磁场对胶囊机器人进行磁引导；检测模块与驱动磁体模块保持相对固定，用于获取胶囊机器人的位置与姿态信息；第二支撑架用于对被检体进行承载；控制台根据驱动磁体模块以及胶囊机器人的位置和姿态信息，通过控制指令控制驱动磁体引导模块，来带动驱动磁体模块进行运动。本发明不仅能够提高系统的实时性，而且保证检查的精确性。

技术领域

本发明属于机器人位姿检测技术领域，具体涉及一种主动式磁控胶囊机器人检测系统及检测方法。

背景技术

为了实现对胶囊内镜的精准控制，需要确定胶囊内镜在人体胃肠道内的位置和姿态，但是如何在强磁场下实现对磁引导主动式胶囊内镜的实时检测，一直都是一个难点。公开号为CN108354578A，名称为“一种胶囊内镜定位系统”的专利提供了一种通过将采集的消化道图片与网络模型中的数据进行对比，来实现胶囊内镜定位的方法，但是肠道与胃部结构不同，肠道路径内很多类似的褶皱和结构，所采集的图片也有很多相似之处，只通过与网络模型进行数据对比就准确判定胶囊内镜在消化道的位置姿态，难以得到准确结果；

公开号CN103908216A，名称为“一种具磁场定位功能的胶囊内镜系统及其胶囊内镜”的专利提出在胶囊内镜内放置磁场测量模块，通过测量体外磁体的磁场强度和理论磁场模型数据进行比对，来判定胶囊内镜的位置，但是单个磁场传感器模块在强磁环境下的测量误差较大，传感器很容易测量失效与饱和，目前市场上没有成功应用的产品，而且胶囊内镜对患者而言属于一次性消费产品，在胶囊内镜中放置磁场传感器等模块，无疑会增加胶囊内镜的成本，增加患者的资金负担。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种主动式磁控胶囊机器人检测系统及检测方法，不仅能够提高系统的实时性，而且保证检查的精确性。

本发明提供一种主动式磁控胶囊机器人检测系统，包括第一支撑架、驱动磁体引导模块、驱动磁体模块、检测模块、胶囊机器人、第二支撑架及控制台；

所述第一支撑架用于安装驱动磁体引导模块；所述驱动磁体引导模块末端连接驱动磁体模块，并检测驱动磁体模块的位置和姿态信息；所述驱动磁体模块通过产生磁场对胶囊机器人进行磁引导，所述胶囊机器人上设有磁体，用于实现运动控制；所述检测模块与驱动磁体模块保持相对固定，用于获取胶囊机器人的位置与姿态信息；所述第二支撑架用于对胶囊机器人活动区域的被检体进行承载；所述控制台根据驱动磁体模块的位置和姿态信息以及胶囊机器人的位置和姿态信息，通过控制指令控制驱动磁体引导模块，来带动驱动磁体模块进行运动。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，本发明所述检测模块主要由磁传感器、安装组件、数据处理单元及惯性检测单元构成；

所述安装组件固定在驱动磁体模块上，并与驱动磁体模块保持相对固定；所述磁传感器、数据处理单元及惯性检测单元固定于安装组件上；所述磁传感器用于实现磁场信号的测量，所述数据处理单元用于对磁传感器测量的信号进行处理，获得胶囊机器人的位置与姿态信息，所述惯性检测单元用于获取所述检测模块的运动状态。

进一步地，所述安装组件为中空的多面体结构，固定于所述驱动磁体模块外使其多个面以驱动磁体模块为中心，所述磁传感器分布在安装组件的表面，通过设计多面体表面相对于驱动磁体模块中心的距离，使得磁传感器在各测量轴上都可测得不超过该测量轴量程的磁场信号。

进一步地，本发明所述磁传感器安装在安装组件上，以驱动磁体模块的中心为中心，呈放射状分布，通过调整磁传感器相对于自身安装点处磁场方向的姿态，保证磁传感器至少1个测量方向上可测得不超过量程的磁场信号。