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公开(公告)号:CN103675718A
公开(公告)日:2014-03-26
申请号:CN201310688640.1
申请日:2013-12-17
Applicant: 复旦大学
IPC: G01R33/02
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为一种采用余弦函数曲线拟合确定磁感应强度最大值的方法及实现系统。本发明方法包括:由三轴磁传感器采集一组在磁场源扫描过程中产生的磁感应强度;对采集到的这组磁感应强度值进行滤波及插值等预处理;对经过预处理的数据做基于最小二乘法的余弦函数曲线拟合;最后确定拟合曲线的最大值以及这个最大值对应的磁场源的旋转角度。本发明可用于电磁跟踪系统,该类电磁跟踪系统通常还包括可旋转的磁场源的单元、三轴磁传感器单元以及控制处理单元。本发明采用余弦函数曲线拟合方法准确检测磁感应强度最大值位置,可以提高旋转磁场指向磁传感器的精确度,进而提升电磁跟踪系统的定位精度。
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公开(公告)号:CN104776865B
公开(公告)日:2017-07-07
申请号:CN201510123915.6
申请日:2015-03-21
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为一种基于最大磁感应强度矢量旋转角快速测定的电磁跟踪系统及方法。本发明系统由三轴磁场传感器装置、磁场源装置、可控恒流源装置和控制处理显示装置组成;用可控恒流源装置分别激励三个缠绕在由软磁铁氧体材料做成的磁芯上的、中心点重合且相互正交的线圈组成磁场源装置,三轴磁场传感器装置检测磁场源装置产生的磁感应强度,控制处理显示装置控制可控制恒流源装置对线圈的激励,并根据三轴磁场传感器装置检测的磁感应强度进行定位计算。本发明只需要分别对三轴线圈激励一次就可以实现定位,避免搜索过程,显著提高了系统的实时性,且稳定性高,计算复杂度低,可应用于微创手术的导航,亦可运用于虚拟(增强)现实、三维超声成像等领域。
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公开(公告)号:CN103675718B
公开(公告)日:2017-01-04
申请号:CN201310688640.1
申请日:2013-12-17
Applicant: 复旦大学
IPC: G01R33/02
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为一种采用余弦函数曲线拟合确定磁感应强度最大值的方法及实现系统。本发明方法包括:由三轴磁传感器采集一组在磁场源扫描过程中产生的磁感应强度;对采集到的这组磁感应强度值进行滤波及插值等预处理;对经过预处理的数据做基于最小二乘法的余弦函数曲线拟合;最后确定拟合曲线的最大值以及这个最大值对应的磁场源的旋转角度。本发明可用于电磁跟踪系统,该类电磁跟踪系统通常还包括可旋转的磁场源的单元、三轴磁传感器单元以及控制处理单元。本发明采用余弦函数曲线拟合方法准确检测磁感应强度最大值位置,可以提高旋转磁场指向磁传感器的精确度,进而提升电磁跟踪系统的定位精度。
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公开(公告)号:CN103575271A
公开(公告)日:2014-02-12
申请号:CN201310516908.3
申请日:2013-10-29
Applicant: 复旦大学
IPC: G01C21/00
CPC classification number: A61B17/00234 , A61B90/10
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为一种电控旋转磁场的电磁跟踪系统及方法。本发明由三轴磁传感器装置、磁场源装置、可控恒流源装置和控制处理显示装置组成。本发明用可控恒流源激励三个正交的线圈组成磁场源;控制处理显示装置通过控制恒流源装置输出的各路激励电流强度,使磁场源产生的合成磁感应强度最大值按照搜索策略进行扫描,并最终指向三轴磁传感器装置;根据两个磁场源扫描并最终指向三轴磁传感器所获得的两组角度信息以及它们中心点之间的距离信息,计算传感器六自由度的位置和姿态。本发明不依赖于某种假定的磁场模型或迭代算法,稳定性高,计算复杂度低,可应用于微创手术的导航,亦可运用于虚拟(增强)现实、三维超声成像等领域。
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公开(公告)号:CN103575271B
公开(公告)日:2016-08-17
申请号:CN201310516908.3
申请日:2013-10-29
Applicant: 复旦大学
IPC: G01C21/00
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为一种电控旋转磁场的电磁跟踪系统及方法。本发明由三轴磁传感器装置、磁场源装置、可控恒流源装置和控制处理显示装置组成。本发明用可控恒流源激励三个正交的线圈组成磁场源;控制处理显示装置通过控制恒流源装置输出的各路激励电流强度,使磁场源产生的合成磁感应强度最大值按照搜索策略进行扫描,并最终指向三轴磁传感器装置;根据两个磁场源扫描并最终指向三轴磁传感器所获得的两组角度信息以及它们中心点之间的距离信息,计算传感器六自由度的位置和姿态。本发明不依赖于某种假定的磁场模型或迭代算法,稳定性高,计算复杂度低,可应用于微创手术的导航,亦可运用于虚拟(增强)现实、三维超声成像等领域。
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公开(公告)号:CN103412337B
公开(公告)日:2015-12-09
申请号:CN201310298690.9
申请日:2013-07-16
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为基于双独立旋转磁棒电磁跟踪的位置跟踪方法及系统。本发明方法包括:首先,使用基于双磁棒的可变旋转平面的电磁跟踪搜索方法,得到双磁棒旋转角度;然后,对双磁棒旋转角度进行角度转换预处理和角度校准;最后,运用平均位置跟踪算法,得到跟踪物体的位置;本发明电磁跟踪系统包括实现所述双独立磁棒可变旋转平面的电磁跟踪搜索方法的控制模块,以及对双磁棒旋转角度进行角度转换预处理和角度校准的模块,平均位置跟踪算法模块。本发明针对现有的映射法电磁跟踪位置算法存在低精度区的问题进行了改进:计算前采用双重估计求平均值,可以提高角度测量的精确度,从而提升电磁跟踪系统的位置定位精度。
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公开(公告)号:CN103412337A
公开(公告)日:2013-11-27
申请号:CN201310298690.9
申请日:2013-07-16
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为基于双独立旋转磁棒电磁跟踪的位置跟踪方法及系统。本发明方法包括:首先,使用基于双磁棒的可变旋转平面的电磁跟踪搜索方法,得到双磁棒旋转角度;然后,对双磁棒旋转角度进行角度转换预处理和角度校准;最后,运用平均位置跟踪算法,得到跟踪物体的位置;本发明电磁跟踪系统包括实现所述双独立磁棒可变旋转平面的电磁跟踪搜索方法的控制模块,以及对双磁棒旋转角度进行角度转换预处理和角度校准的模块,平均位置跟踪算法模块。本发明针对现有的映射法电磁跟踪位置算法存在低精度区的问题进行了改进:计算前采用双重估计求平均值,可以提高角度测量的精确度,从而提升电磁跟踪系统的位置定位精度。
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公开(公告)号:CN103411624A
公开(公告)日:2013-11-27
申请号:CN201310308052.0
申请日:2013-07-22
Applicant: 复旦大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明属于电磁测量技术领域,具体为一种基于三轴微动平台的磁跟踪系统的磁场源原点及初始姿态标定方法及系统。本发明的标定系统,由三轴微动平台、三轴磁传感器、两个可旋转并实现空间任意指向的磁场源和控制处理显示装置组成,可实现磁场源之间相对位置及姿态的标定。具体标定方法是,由三轴微动平台控制磁传感器移动至选定的5个已知坐标点;再利用电磁跟踪系统对5个点的空间位置定位,获得磁场源与这些点之间的空间位置信息,然后计算出磁场源之间初始相对位置及姿态。根据标定结果对基于旋转磁场的磁跟踪算法进行校正,可显著提高定位精度。
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公开(公告)号:CN103411624B
公开(公告)日:2017-11-17
申请号:CN201310308052.0
申请日:2013-07-22
Applicant: 复旦大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明属于电磁测量技术领域,具体为一种基于三轴微动平台的磁跟踪系统的磁场源原点及初始姿态标定方法及系统。本发明的标定系统,由三轴微动平台、三轴磁传感器、两个可旋转并实现空间任意指向的磁场源和控制处理显示装置组成,可实现磁场源之间相对位置及姿态的标定。具体标定方法是,由三轴微动平台控制磁传感器移动至选定的5个已知坐标点;再利用电磁跟踪系统对5个点的空间位置定位,获得磁场源与这些点之间的空间位置信息,然后计算出磁场源之间初始相对位置及姿态。根据标定结果对基于旋转磁场的磁跟踪算法进行校正,可显著提高定位精度。
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公开(公告)号:CN104776865A
公开(公告)日:2015-07-15
申请号:CN201510123915.6
申请日:2015-03-21
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域,具体为一种基于最大磁感应强度矢量旋转角快速测定的电磁跟踪系统及方法。本发明系统由三轴磁场传感器装置、磁场源装置、可控恒流源装置和控制处理显示装置组成;用可控恒流源装置分别激励三个缠绕在由软磁铁氧体材料做成的磁芯上的、中心点重合且相互正交的线圈组成磁场源装置,三轴磁场传感器装置检测磁场源装置产生的磁感应强度,控制处理显示装置控制可控制恒流源装置对线圈的激励,并根据三轴磁场传感器装置检测的磁感应强度进行定位计算。本发明只需要分别对三轴线圈激励一次就可以实现定位,避免搜索过程,显著提高了系统的实时性,且稳定性高,计算复杂度低,可应用于微创手术的导航,亦可运用于虚拟(增强)现实、三维超声成像等领域。
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