一种人体移动对胶囊内窥镜磁定位干扰的补偿方法

磁定位技术可以实现对无线胶囊内窥镜精确定位与跟踪。胶囊内窥镜内嵌入永磁体,在人体周围布置磁传感器阵列采集人体外的磁场强度,通过后续电路处理和特定算法来计算胶囊内窥镜在人体肠胃道内的位置和方向等信息,从而实现对无线胶囊内窥镜的定位。但是磁传感器阵列分布在人体表面,在使用胶囊内窥镜对人体肠胃道检查过程中,人体和磁传感器阵列之间会发生相对移动,这种相对移动会对胶囊内窥镜的定位结果产生干扰。本文提出了一种补偿方法,来减小人体移动对定位结果的影响。在人体表面设置两个相互垂直磁铁作为参考目标,通过特定算法对人体相对于磁传感器阵列发生位移和旋转造成的干扰进行补偿,并通过实验验证了该方法的可行性和有效性。     

内窥镜图像病变特征快速定位算法的仿真分析

针对人体内肠道结构复杂,蠕动距离很长,涉及图像复杂性高,存在大量的与定位特征高度类似的冗余干扰特征问题,传统特征高斯定位模型在对肠道海量冗余特征干扰下的定位过程中,由于相似特征众多,会使得算法陷入无限特征对比的境地,阀值很难确定,定位准确性较低.为了解决上述问题,提出了一种改进粒子群优化算法的图像有效区域挖掘方法.提取胶囊内窥镜图像特征,并建立较为简单的映射联系,只计算关系内的特征分量差值和特征差异系数,对胶囊内窥镜图像有效区域进行挖掘处理,从而快速提取出与病变区域相关的图像.实验结果表明,改进算法能够有效提高胶囊内窥镜有效区域定位的效率.     

一种新的运动磁目标定位算法

给出了一种简单实用的运动磁目标定位算法.基于目标磁偶极子模型下的磁场表达式,推导出了目标相对于传感器的方位角的通用解析表达式,将求解目标方位角的问题转化为求解目标磁场的方向角和两者的偏差角的问题,从而实现利用单个静止的平面四轴磁通门传感器实现目标定位.实验结果表明该方法是切实有效的,而且实时性和可靠性好,估计的方位角的...     

基于超声波的模型船舶室内定位系统研究

针对模型船舶动力定位系统室内环境的全球定位系统信号受限问题,提出一种基于超声波的高精度室内定位解决方案.应用加权最小二乘法建立系统定位算法的数学模型,给出方程的求解过程.实验结果表明,该算法得出的船舶位置理论值与真实值较为吻合,能为模型船舶动力定位系统的应用与研究提供理论基础.     

基于人工蜂群算法的胶囊内窥镜位姿磁定位研究

胶囊内窥镜技术是胃肠道内窥镜检查的一个重大突破,但其临床反馈尚有一些问题待解决,其中一个问题就是定位跟踪。在各种可能的定位技术中,磁体定位技术具有不用供电且体积小等特点,应用于胶囊内窥镜的定位问题是非常合适的。文章针对磁体定位技术中的磁偶极子定位模型,提出一种新的算法——混合人工蜂群算法,并将该算法与标准人工蜂群算法、随机复合形算法、Levenberg-Marquart(LM)算法进行对比。实验结果表明,混合人工蜂群算法在算法定位精度、算法稳定性和抗噪能力等方面,比其他三种算法具有更优越的性能。     

RFRA算法在移动机器人磁罗盘定位中的应用研究

磁罗盘是一种可以用于移动机器人定位的重要传感器。该文介绍了移动机器人磁罗盘定位系统中TS模糊模型的构建、鲁棒模糊回归聚类算法RFRA的基本框架与实现,并在实验中验证了这种算法的性能。     

胶囊内窥镜位置方向磁场定位技术的研究

胶囊内窥镜是极有潜力的新型肠胃道检查手段,但是目前的临床胶囊内窥镜产品还存在一些问题需要解决,其准确定位跟踪是关键之一。在各种可能的定位方法中,利用磁体的定位技术具有明显的优势:无需供电、占用胶囊空间小、可以连续跟踪、实时性强和无副作用。本文重点讨论基于磁场传感器阵列实现对胶囊中磁体进行定位的方法,通过算法和系统的优化设计,实现了以磁偶极子为数学模型的3维位置和2维方向实时定位跟踪。为了消除人体运动对胶囊跟踪的干扰影响,本文提出对胶囊和参考目标磁体同时定位的方法,也提出了对胶囊的3维位置和3维方向的全6维定位算法以开展三维重建和病变组织的准确测算。实验结果证明本系统可对胶囊内窥镜实现2～3mm精度的定位跟踪。     

CT辅助消化道胶囊内窥镜图像虚拟外翻

CT辅助消化道胶囊内窥镜图像方法的主要目的在于更为直观地提高胶囊内窥镜的小病灶检出率,减少胶囊内窥镜的重复检查次数,减少患者检查费用,提高医生的工作效率.现有的虚拟外翻技术主要有两种,一种是展平法,一种是镜像法.CT辅助消化道胶囊内窥镜虚拟外翻是以镜像法为指导思想对三维肠道模型进行外翻,实验结果证明了这一方法的有效性.三维图像的显示采用了经典的移动立方体的算法.验证完成后,算法通过TI DaVinciDSP异构双核处理器(DM6467)和接口进行加速实现.通过合理分配双核的任务,算法的运算效率得到了很大提高.     

车载网的新型定位算法

针对目前车载定位实时性差等缺点,提出了一种单基站.方位时差联合定位算法.该算法利用方位角和信号到达时间差建立车载定位跟踪模型,然后采用SUKF算法对车载定位跟踪模型进行滤波.仿真结果表明,SUKF滤波算法不但降低了运算量,而且极大地提高了系统的实时性,可应用于车载网的定位.     

利用GPS进行车辆动态定位的自适应模型研究

提出一种GPS动态定位系统模型,并将其应用于车辆的导航定位系统,获得了明显效果.将GPS的误差等效为马尔柯夫过程,采用描述机动载体运动的"当前"统计模型,建立了一种利用GPS对车辆进行动态导航定位的滤波模型及自适应卡尔曼滤波算法.仿真结果表明,应用所提出的强跟踪动态定位模型和算法,与改进前相比车辆导航定位系统的精度、实用性均得到了明显提高.     

基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统研究

根据永磁同步电机(PMSM)在d-q坐标系下的数学模型,在Matlab/Simulink环境下,构建了永磁同步电机磁场定向矢量控制的仿真模型,并对PMSM控制系统进行了仿真研究,同时用仿真结果表明了该仿真模型的有效性以及控制算法的正确性,为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础。     

消化道诊疗胶囊三维磁定位系统的误差修正

设计了基于三轴磁感传感器阵列的体内微型诊疗胶囊定位跟踪系统,分析了系统的主要误差来源,提出了对背景磁场干扰、传感器灵敏度差异、传感器位置偏差、三轴传感器模块的非理想正交等误差的补偿和修正方法,并进行了定位实验和轨迹跟踪实验以检验误差修正效果。实验结果表明:误差修正后系统的定位与定向精度得到显著提高,对于距离传感器阵列平面150 mm的φ8 mm×8 mm的圆柱形N35铷铁硼永磁体,平均定位与精度达到8mm以内,平均定向精度达到6°以内,并能够对沿模拟肠道运动的内置永磁体的电子胶囊进行轨迹跟踪。     

磁信标的三维磁场计算及优化设计

磁信标定位技术在现代定位领域中显示出越来越重要的作用,为确定磁信标的最佳设计结构,用Comsol Mutiphysics软件对不同结构的磁信标产生的三维磁场进行了有限元分析,讨论了磁信标的材料、结构、形状等参数不同时磁场强度的性能并对其进行优化设计。在此基础上分别研究了单、正交、阵列永磁体磁信标及单、正交螺线管磁信标的场强特性,使用MATLAB软件对不同结构磁信标的场强大小及稳定性进行了仿真模拟,得出对永磁体磁信标来说,正交组合磁信标产生的磁场稳定性更好,对螺线管来说,加磁芯的正交螺线管磁场强度稳定性较好,适用于高精度磁信标定位系统。不同阵列磁信标的最佳基线长度不同,产生的磁场强度约为组合磁信标的倍数,但随着距离的增加磁场变化率较大造成场强分布不稳定,适用于误差容错较高的磁信标定位系统。     

永磁同步电机电机本体数学模型在MATLAB下的仿真

在电机的应用中,永磁同步电机的数学模型可以是在d/q模型或者a b c模型下建立。本文为了更好地实现永磁同步电机的矢量控制,在永磁同步电机的电压、电流、磁链的关系表达式基础上,运用MATLAB建立了其数学模型下的仿真模型,并结合park和clarke变换对所建立的数学仿真模型进行了验证。仿真结果表明所建立的永磁同步电机模型的正确性。由此为永磁同步电机的调速问题提供了更简化的模型和更广泛的应用范围。     

一种磁性目标定位跟踪系统的标定方法

文章磁目标跟踪系统选用霍尼韦尔HMC1043磁传感器阵列来采集永磁体的磁场信息,并实现定位。由于磁场传感器阵列的各传感器位置、方向和灵敏度直接影响系统定位的精确度,所以要求对这些磁传感器参数进行准确的标定。文章针对磁传感器阵列的标定问题提出了目标误差函数和优化计算方法。通过对所有参数的迭代计算和优化更新使目标误差函数达到最小,完成对磁传感器的位置、方向和灵敏度等参数的标定。文章方法已对实际传感器系统实施应用。在MATLAB环境下,PC机采集目标磁体的磁场信号,通过算法计算确定所有磁传感器的位置、方向和灵敏度,完成标定。通过文章方法的标定,系统定位精度有明显的提高,本方法的可行性和合理性也因此得到验证。     

一种新型混合磁浮系统研究

本文通过分析永磁与常导、高温超导与常导混合磁浮系统，以及纯超导吸力悬浮方案的局限性，结合二者优点提出一种新的混合悬浮方案——高温超导与永磁混合悬浮系统，建立其悬浮模型，探讨系统的PID控制原理，通过仿真分析了系统的稳定性和优点。     

基于模糊控制的无线传感器网络室内定位算法

提出了一种通过无线传感器网络组网,利用基于模糊算法的改进接收信号强度指示(RSSI)测距技术来进行室内定位的系统设计方案。通过模糊状态分类建立环境气候和障碍物的模糊分布参数,对“距离-损耗”模型进行改进,算出其隶属函数,从而得到较准确的测距公式,计算出移动节点的位置信息。实验结果表明：提出的定位算法在对移动节点定位的实时性和准确性上能满足实际需要,具有应用价值。     

永磁同步电动机的分数阶时域和频域建模

采用机理与数据相结合的建模方法对永磁同步电动机进行分数阶时域和频域建模. 在分数阶时域建模方法中, 设计伪随机激励信号, 获取实时实验数据并采用输出误差辨识算法来获取分数阶阶次; 在分数阶频域建模方法中, 由实时实验数据绘制出电动机的对数频率特性曲线. 采用分数阶频域建模中经典Levy 辨识算法, 利用加权函数加以改进, 得到永磁同步电动机分数阶模型辨识结果. 最后通过对两种方法得到的结果进行对比表明了所提出模型的可靠性.

     

Numerical and experimental study of a vibration driver due to electromagnetic forces on a rotary permanent magnet

This paper presents the numerical modeling and the experimental verification of a rotary permanent magnet driver excited by an electromagnetic field. As the electromagnetic torque of the permanent magnetic rotor is a nonlinear function of external electromagnetic field and its rotation angle, it is difficult to compute it directly by using common electromagnetic analysis methods. Based on the concept of equivalent surface magnetic charge, the research explores a numerical method for calculating the drive torque of the rotary permanent magnet submitted to an electromagnetic field, and meanwhile, establishes the theoretical model for the electromagnetic torque due to the combined magnetic fields versus the excitation current and the rotation angle of the permanent magnet. This model may present the quasi-static and dynamic vibration drive process of the rotary permanent magnet under the electromagnetic field excitation. The research finally validates the theoretical analysis and the numerical modeling by experimental tests in terms of accuracy and feasibility of the driving system.     

改进UKF算法在PMLSM无位置传感控制中的应用

针对永磁直线同步电机(PMLSM)的无位置传感控制,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的永磁直线同步电机的动子速度和位置估计方法,对永磁直线同步电机的动子速度和位置进行估计.相比于传统的UKF算法,改进UKF算法在采样点的获取上进行了改进,在采样点的获取上运用了球形采样策略,而非传统的平方根对称采样策略,极大减少了采样点的数量,减少了状态估计过程中算法的计算量,在估计性能相当的情况下,改进的球形采样策略UKF算法较传统的平方根对称采样UKF算法在永磁同步直线电机无位置传感实时控制系统中有明显优势,取得良好的控制效果.