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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：CN105203096B
公开(公告)日：2017-11-10
申请号：CN201510652560.X
申请日：2015-10-10
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域，具体为一种基于四点测量的旋转磁场快速跟踪方法及系统。本发明方法包括：首先，磁场源在任意平面的180°旋转搜索范围内，每旋转45°三轴磁传感器采集一个磁感应强度值，共采集四个值；然后，按照一定规则将四个采样值分成位于磁感应强度最大值两侧的两组；然后，将每组的2点数据连成直线，计算两条直线的斜率；最后，根据一定的规则修正两条直线，则两条直线的交点对应的旋转角与磁感应强度最大值所对应的旋转角一致。本发明还包括实现所述基于四点测量的旋转磁场快速跟踪方法的电磁跟踪系统。本发明可提高旋转磁场指向磁传感器的精确度及速度，进而提升电磁跟踪系统的性能。
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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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公开(公告)号：CN103675719A
公开(公告)日：2014-03-26
申请号：CN201310688641.6
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，具体为一种采用二阶多项式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多项式曲线拟合；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。本发明采用二阶多项式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：CN102274024B
公开(公告)日：2013-06-12
申请号：CN201110123757.6
申请日：2011-05-13
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于医疗设备与定位跟踪技术领域，具体为一种基于微处理器的双磁棒旋转搜索定位跟踪系统。该定位跟踪系统包括：两个磁棒、磁棒激励电路、转动装置、磁阻传感器、信号调理电路、控制处理单元等。本发明以微处理器为核心，通过对磁棒旋转装置、磁棒激励电路的控制，对磁阻传感器数据采集/处理、搜索策略和定位/跟踪算法的运行以及定位/跟踪结果的显示，实时地实现三维六自由度的跟踪定位。
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Patent Agency Ranking
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：CN102736112B
公开(公告)日：2015-08-26
申请号：CN201210201867.4
申请日：2012-07-23
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁跟踪技术领域，具体为可变旋转平面的电磁跟踪搜索方法及其系统。本发明方法包括：基础的电磁跟踪搜索方法：磁棒依次在两个正交平面内旋转搜索（其中第一旋转平面固定），通过分析依附在跟踪目标上的磁场传感器测量的旋转磁棒磁感应强度，依据磁场轴向最大原理，使得磁棒指向跟踪目标；然后，磁棒按照基础电磁跟踪搜索方法指向跟踪目标，再次跟踪时选择最优的第一旋转平面，经过角度切换后，完成两个正交平面内的旋转搜索。基于可变旋转平面搜索方法的电磁跟踪系统，在原有非迭代算法计算速度快的基础上，使得搜索效率大幅提高，可以高效地实现跟踪目标位置和姿态六自由度的实时跟踪。
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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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