【技术实现步骤摘要】
基于传感器和一维线圈的胶囊机器人姿态测定系统及方法
本专利技术涉及胶囊机器人姿态测定技术，具体是一种基于传感器和一维线圈的胶囊机器人姿态测定系统及方法。
技术介绍
胶囊机器人是一种可经口腔或肛门进入人体肠道的微型机器人，其可在肠道中自主运动，完成对肠道内腔的无创诊查。在诊查过程中，胶囊机器人的姿态会随着所处肠道环境的变化而发生随机变化，导致其无法对病灶进行定位。为此，需要对胶囊机器人的姿态进行测定，以实现对病灶的定位。在现有技术条件下，胶囊机器人的姿态测定主要采用九轴姿态传感器(由三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计组成)进行。然而在实际应用中，现有胶囊机器人姿态测定技术由于自身原理所限，存在如下问题：其一，胶囊机器人采用无线电能传输系统(由无线电能发射线圈和无线电能接收线圈组成)进行供电。在无线电能传输系统中，无线电能的传输媒介为交变磁场，交变磁场会对九轴姿态传感器中的三轴磁强计造成严重的磁干扰，由此导致三轴磁强计的测量结果不准确，从而导致姿态测定结果不准确。其二，现有胶囊机器人姿态测定技术在对胶囊机器人的姿态角进行解算时...
【技术保护点】
1.一种基于传感器和一维线圈的胶囊机器人姿态测定系统，其特征在于：包括置于体外的三维无线电能发射线圈、安装于胶囊机器人上的一维无线电能接收线圈、安装于胶囊机器人上的电压调理模块、安装于胶囊机器人上的六轴姿态传感器、安装于胶囊机器人上的主控单片机、安装于胶囊机器人上的无线信号发射模块、置于体外的无线信号接收模块、置于体外的上位机；/n一维无线电能接收线圈的中心轴线与胶囊机器人的中心轴线重合；电压调理模块的输入端与一维无线电能接收线圈的一端连接；电压调理模块的输出端与主控单片机的输入端连接；/n所述六轴姿态传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪；/n三轴加速度计的X轴、三轴陀螺仪的...
【技术特征摘要】
1.一种基于传感器和一维线圈的胶囊机器人姿态测定系统，其特征在于：包括置于体外的三维无线电能发射线圈、安装于胶囊机器人上的一维无线电能接收线圈、安装于胶囊机器人上的电压调理模块、安装于胶囊机器人上的六轴姿态传感器、安装于胶囊机器人上的主控单片机、安装于胶囊机器人上的无线信号发射模块、置于体外的无线信号接收模块、置于体外的上位机；
一维无线电能接收线圈的中心轴线与胶囊机器人的中心轴线重合；电压调理模块的输入端与一维无线电能接收线圈的一端连接；电压调理模块的输出端与主控单片机的输入端连接；
所述六轴姿态传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪；
三轴加速度计的X轴、三轴陀螺仪的X轴均与胶囊机器人的中心轴线平行；三轴加速度计的输出端、三轴陀螺仪的输出端均与主控单片机的输入端连接；
主控单片机的输出端与无线信号发射模块的输入端连接；无线信号发射模块的输出端与无线信号接收模块的输入端无线连接；无线信号接收模块的输出端与上位机的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于传感器和一维线圈的胶囊机器人姿态测定系统，其特征在于：所述六轴姿态传感器为MPU6050型六轴姿态传感器。
3.一种基于传感器和一维线圈的胶囊机器人姿态测定方法，该方法是基于如权利要求1所述的基于传感器和一维线圈的胶囊机器人姿态测定系统实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：三维无线电能发射线圈激发出交变磁场；一维无线电能接收线圈在交变磁场的作用下产生感应电压；感应电压先经电压调理模块进行调理，再经主控单片机进行AD转换，然后依次经无线信号发射模块、无线信号接收模块发送至上位机；与此同时，三轴加速度计实时输出三轴加速度信息，三轴陀螺仪实时输出三轴角速度信息，三轴加速度信息、三轴角速度信息均依次经主控单片机、无线信号发射模块、无线信号接收模块发送至上位机；
步骤二：上位机根据三轴加速度信息、三轴角速度信息、感应电压实时解算出胶囊机器人的横滚角α、俯仰角β、航向角γ，并将解算结果进行实时显示和存储，由此对胶囊机器人的姿态进行实时测定；具体解算步骤如下：
1)根据三轴加速度信息解算出横滚角αA、俯仰角βA；具体解算公式如下：
αA＝tan-1(AX/AZ)(1)；
βA＝tan...
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