【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电磁定位，尤其涉及一种电磁定位方法和系统。
技术介绍
1、电磁定位技术是当今比较热门的一类物体跟踪技术。相比较于视觉定位来说，其优点在于不受视线阻挡。在医疗领域中，研究表明人体组织的磁导率接近于空气的磁导率，人的组织分布和生理活动并不对周围的磁场分布产生影响，而且弱磁场环境对人体并没有损害。所以电磁定位技术与其他定位技术相比，在医学手术领域有着得天独厚的优势，电磁定位系统在临床诊断和手术导航等方面具有广泛的应用前景。例如电磁定位技术在介入式微创手术中，可以用于心脏手术导航、脊柱与肿瘤外科手术胶囊内窥镜定位等方面。
2、电磁定位技术还有个重要的应用是虚拟现实技术。虚拟现实技术是一种人在沉浸式的环境中，通过追踪传感器的位置，计算机记录下人体的运动，实现了人与计算机之间的位置信息交互。然后计算机根据相应算法驱动特定传感器，给人一种真实感知外界虚拟环境的视觉、触觉、听觉等感知，实现足不出户却能够体验世界万物的功能。在虚拟现实应用中，可以在人的头部、手部、腿部等部位安装电磁传感器，通过电磁定位技术记录下人体各个部位的运动，并在虚拟环境中实时显示人的动作。
3、电磁定位技术其应用范围十分广泛，并在医疗、娱乐等特殊领域有着其他定位技术不具备的优势。由于电磁定位技术是基于电磁感应原理，一种可行的磁场激励方式可以是交流电流。交流电流是指给电磁线圈通入交流电，这样会在螺线管线圈周围产生同频率的交流电磁场。但当磁场周围含有金属物质时，会在其内部产生涡流效应，进而会对电磁线圈产生的磁场带来干扰。这将导致所采用的磁场模型
技术实现思路
1、本申请提供一种电磁定位方法和系统，能够在微观定位领域里实现无线定位。
2、第一方面，所述电磁定位方法包括：
3、利用发射线圈组件中的至少三组发射线圈产生磁场，其中，所述至少三组发射线圈分别的磁场发射频率不高于100hz，且所述至少三组发射线圈均为三轴正交发射线圈；
4、根据待定位组件中的磁传感器在所述发射线圈组件产生的磁场中检测到的磁场信息获取每一组所述发射线圈产生的磁场信息；
5、分别根据每一组所述发射线圈产生的磁场信息，获取所述磁传感器与所述发射线圈的距离；
6、分别获取所述至少三组发射线圈的位置；
7、根据所述至少三组发射线圈的位置，以及所述待定位组件分别与所述至少三组发射线圈的距离，计算所述待定位组件的位置。
8、可选地，所述分别根据每一组所述发射线圈产生的磁场信息，获取所述磁传感器与所述发射线圈的距离，包括：
9、通过所述磁传感器获取每一组所述发射线圈产生的磁场信号模值；
10、针对每一组发射线圈，根据所述发射线圈产生的磁场的磁场信号模值和磁偶极子模型计算所述磁传感器与所述发射线圈的中心的距离。
11、可选地，所述至少三组发射线圈中不同发射线圈输入的电流的频率不同；
12、所述根据待定位组件中的磁传感器在所述发射线圈组件产生的磁场中检测到的磁场信息获取每一组所述发射线圈产生的磁场信息，包括：
13、对所述待定位组件中的磁传感器在所述发射线圈组件产生的磁场中检测到的磁场信息，根据数字锁相放大器算法从所述磁场信息中解耦出不同频率分别对应的磁场的幅值和相位信息。
14、可选地，所述至少三组发射线圈分别位于一个正多边形的不同顶点处。
15、可选地，所述方法还包括：
16、通过所述磁传感器以不高于500hz的采样频率对所述发射线圈组件产生的磁场进行检测。
17、可选地，所述至少三组发射线圈分别的磁场发射频率不高于10hz，所述方法还包括：通过所述磁传感器以不高于100hz的采样频率对所述发射线圈组件产生的磁场进行检测。
18、可选地，所述方法还包括：
19、获取在初始时刻下所述磁传感器的初始姿态和所述至少三组发射线圈的初始磁矩朝向，所述初始时刻为所述至少三组发射线圈同时通电的时刻；
20、根据所述磁传感器所获取到的磁场信息和所述至少三组发射线圈的初始磁矩朝向，计算所述磁传感器的当前姿态与所述初始姿态之间的旋转矩阵；
21、根据所述磁传感器的初始姿态和所述旋转矩阵获取所述待定位组件的当前姿态。
22、可选地，所述获取在初始时刻下所述磁传感器的初始姿态和所述至少三组发射线圈的初始磁矩朝向，包括：
23、计算所述磁传感器所在位置与世界坐标系平行的理论磁场信息；
24、根据所述磁传感器所检测到的磁场的相位信息，以及所述理论磁场信息判断在所述初始时刻下所述至少三组电磁线圈分别的初始磁矩朝向。
25、第二方面，本申请提供一种电磁定位系统，包括：
26、发射线圈组件，包括电源和至少三组发射线圈，且所述至少三组发射线圈均为三轴正交发射线圈，其中，每组所述发射线圈用于在所述电源的激励下产生磁场，且每组所述发射线圈的磁场发射频率不高于100hz；
27、待定位组件，包括磁传感器，用于检测所述发射线圈组件所产生的磁场信息；
28、信号处理组件，用于执行以下步骤：
29、根据所述磁传感器所检测到的磁场信息获取每一组发射线圈所产生的磁场信息；
30、根据所述每一组发射线圈产生的磁场信息，获取所述待定位组件分别与每一组发射线圈的距离；
31、分别获取所述至少三组发射线圈的位置；
32、根据所述至少三组发射线圈的位置，以及所述待定位组件分别与所述至少三组发射线圈的距离，计算所述待定位组件的位置。
33、可选地，所述信号处理组件在根据所述每一组发射线圈产生的磁场信息，获取所述待定位组件分别与每一组发射线圈的距离时，具体用于在；
34、通过所述磁传感器获取每一组所述发射线圈产生的磁场信号模值；
35、针对每一组发射线圈，根据所述发射线圈产生的磁场的磁场信号模值和磁偶极子模型计算所述磁传感器与所述发射线圈的中心的距离。
36、可选地，所述信号处理组件还用于执行以下步骤：
37、获取在初始时刻下所述磁传感器的初始姿态和所述至少三组发射线圈的初始磁矩朝向，所述初始时刻为所述至少三组发射线圈同时通电的时刻；
38、根据所述磁传感器所获取到的磁场信息和所述至少三组发射线圈的初始磁矩朝向，计算所述磁传感器的当前姿态与所述初始姿态之间的旋转矩阵；
39、根据所述磁传感器的初始姿态和所述旋转矩阵获取所述待定位组件的当前姿态。。
40、本申请实施例中，所采用的磁传感器的发射频率为极低频率(即不高于100hz)能够有效地避免涡流效应，而且能够实现无线定位；然而降低发射频率会导致意本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电磁定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别根据每一组所述发射线圈产生的磁场信息，获取所述磁传感器与所述发射线圈的距离，包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少三组发射线圈中不同发射线圈输入的电流的频率不同；
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少三组发射线圈分别位于一个正多边形的不同顶点处。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少三组发射线圈分别的磁场发射频率不高于50HZ。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少三组发射线圈分别的磁场发射频率不高于10HZ。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取在初始时刻下所述磁传感器的初始姿态和所述至少三组发射线圈的初始磁矩朝向，包括：
9.一种电磁定位系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述信号处理组件在根据所述每一组发射
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述信号处理组件还用于执行以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种电磁定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别根据每一组所述发射线圈产生的磁场信息，获取所述磁传感器与所述发射线圈的距离，包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少三组发射线圈中不同发射线圈输入的电流的频率不同；
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少三组发射线圈分别位于一个正多边形的不同顶点处。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少三组发射线圈分别的磁场发射频率不高于50hz。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至...
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