一种永磁体定位装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种永磁体定位装置及方法，所述装置包括：高精度霍尔传感器

【技术实现步骤摘要】
一种永磁体定位装置及方法


[0001]本申请涉及永磁体磁定位相关
，尤其涉及一种永磁体定位装置及方法
。

技术介绍

[0002]磁定位技术广泛应用于医学领域
、
机器人领域
、
自动化控制领域，并且，磁定位技术在医学
、
机器人和自动化控制等领域的应用不断扩展和深化
。
随着磁性材料的不断发展和磁控制技术的成熟，磁定位技术的应用前景将更加广阔
。
[0003]目前国内对胶囊机器人的定位技术主要采取以下方法：
[0004]1.
无线射频
RF
信号定位技术：在胶囊机器人中嵌入一个无线射频发射器，发射可被定位的信号
。
然后，通过分析接收到的信号数据来计算胶囊机器人的位置；
[0005]2.
超声定位技术：使用多个超声传感器在不同位置上对胶囊机器人发出的超声波信号进行接收，然后通过计算信号到达每个传感器的时间差来确定机器人的位置；
[0006]3.
γ
‑
闪烁扫描定位技术：在胶囊机器人中加入一个放射性同位素源，使其发射
γ
射线，使用一个或多个
γ
探测器扫描周围的组织，检测
γ
射线，并将其转换为电信号，以便计算
γ
射线的发射源的位置和方向；
[0007]4.
医学影像技术：利用
X
射线成像，
CT
，
MRI
和超声成像等技术，构建体内三维成像，便于定位胶囊机器人的方向和位置
。
[0008]然而，在无线射频
RF
信号定位技术中，无线射频
RF
信号的传播受到环境中物体的阻挡和反射的影响，因此可能会导致定位精度不够准确；在超声定位技术中，超声定位技术的精度取决于超声波在人体内的传播速度，然而人体的骨骼，血液和空气影响超声信号的速度；在
γ
‑
闪烁扫描定位技术中，需要利用放射线感应装置定位放射源的位置，人体长期暴露在放射线中，对人体造成不利影响；在医学影像技术中医学影像技术定位需要三维重建，故定位速度相对较慢
。
[0009]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。

技术实现思路

[0010](
一
)
要解决的技术问题
[0011]鉴于现有技术的上述缺点
、
不足，本申请提供一种永磁体定位装置及方法，通过本申请提供的永磁体定位装置及方法可以解决现有技术中永磁体定位设备价格昂贵
、
毫米级别永磁体定位误差大
、
毫米级别永磁体定位速度慢以及多个永磁体定位误差大速度慢的技术问题
。
[0012](
二
)
技术方案
[0013]有鉴于此，本申请实施例至少提供一种永磁体定位装置及方法，通过利用多个高精度霍尔传感器的组合，构建一个三维立体磁场定位空间，利用卡尔曼滤波算法对最优化算法的输入参数以及输出结果进行滤波，可以增加精度和提升定位速度，同时能够做到对
毫米级别小尺寸永磁体定位
。
[0014]本申请主要包括以下几个方面：
[0015]第一方面，本申请实施例提供了一种永磁体定位装置，所述装置包括：高精度霍尔传感器
、
扩展板
、
单片机以及一体化定位平台，其中：
[0016]所述一体化定位平台包括矩形框架与底座；
[0017]所述高精度霍尔传感器设置于所述矩形框架上，用于检测并获取目标永磁体的位置坐标与姿态数据；
[0018]所述扩展板与所述单片机设置在所述一体化定位平台的底座上
。
[0019]在一种可能的实施方式中，所述高精度传感器的数量不止一个
。
[0020]在一种可能的实施方式中，所述扩展板为
i2c
扩展板
。
[0021]第二方面
。
本申请实施例还提供了一种永磁体定位方法，所述方法包括：
[0022]通过高精度霍尔传感器采集目标永磁体的磁场数据，所述磁场数据包括姿态数据以及位置坐标；
[0023]通过扩展板将所述磁场数据传输至上位机；
[0024]通过所述上位机将采集到的所述磁场数据
、
高精度霍尔传感器位置坐标以及所述目标永磁体的预设磁场数据通过最优化算法得到所述目标永磁体的初始姿态数据；
[0025]对所述初始姿态数据通过最优算法进行迭代，直至迭代次数达到预设次数，输出目标姿态数据以进行图像处理并显示
。
[0026]在一种可能的实施方式中，在所述最优算法迭代中，对每一次最优算法的输出数据，通过卡尔曼滤波进行最优估算
。
[0027]在一种可能的实施方式中，所述高精度霍尔传感器的数量不止一个
。
[0028]在一种可能的实施方式中，所述高精度霍尔传感器通过导线将所述姿态数据传输至所述扩展板，以使所述高精度霍尔传感器的通讯地址相同
。
[0029]在一种可能的实施方式中，所述扩展板通过导线将所述磁场数据发送至所述单片机，以通过所述单片机将所述磁场数据发送至所述上位机
。
[0030](
三
)
有益效果
[0031]本申请的有益效果是：
[0032]本申请提供的一种永磁体定位装置及方法，通过多个高精度霍尔传感器的组合，构建一个三维立体磁场定位空间，利用卡尔曼滤波算法对最优化算法的输入参数以及输出结果进行滤波，增加精度和提升定位速度，同时能够做到对毫米级别小尺寸永磁体定位
。
具体解决了现有技术中定位设备价格昂贵
、
毫米级别永磁体定位误差大
、
毫米级别永磁体定位速度慢以及多个永磁体定位误差大速度慢的问题
。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的获得其他的附图
。
[0034]图1为本申请提供的一种永磁体定位装置的结构示意图；
[0035]图2为本申请提供的一种永磁体定位方法的流程图
。
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，应当理解，本申请中的附图仅起到说明和描述的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种永磁体定位装置，其特征在于，所述装置包括高精度霍尔传感器
、
扩展板
、
单片机以及一体化定位平台，其中：所述一体化定位平台包括矩形框架与底座；所述高精度霍尔传感器设置于所述矩形框架上，用于检测并获取目标永磁体的位置坐标与姿态数据；所述扩展板与所述单片机设置在所述一体化定位平台的底座上
。2.
根据权利要求1所述的一种永磁体定位装置，其特征在于，所述高精度霍尔传感器的数量不止一个
。3.
根据权利要求1所述的一种永磁体定位装置，其特征在于，所述扩展板为
i2c
扩展板
。4.
一种永磁体定位方法，其特征在于，所述方法包括：通过高精度霍尔传感器采集目标永磁体的磁场数据，所述磁场数据包括姿态数据以及位置坐标；通过扩展板将所述磁场数据传输至上位机；通过所述上位机将采集到的所述磁场数据
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：范新建，吴征南，王梓轩，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：