确定磁场传感器的位置和取向专利检索-位置传感器传感器变压器和转换设备专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

确定磁场传感器的位置和取向

阅读：597发布：2021-02-27

IPRDB可以提供确定磁场传感器的位置和取向专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明题为“确定磁场传感器的位置和取向”。提供了一种方法，包括：从固定至探头的传感器接收信号，该信号是由该传感器响应于经校准的磁场而输出的；以及使用校准数据来估计传感器的位置坐标。使用校准数据和估计的位置来计算包括取向坐标的估计的矢量，并且针对估计的位置来计算将接收的信号最佳拟合至估计的矢量的更新的取向坐标。基于更新的取向来计算将接收的信号最佳拟合至该估计的矢量的更新的位置坐标。重复下列步骤：计算矢量、计算取向和计算位置以及监测更新的位置的变化直到该变化为线性为止。在该变化为线性时，使用从更新的位置所做的线性投影来计算该传感器的最终位置，并且基于该最终位置来呈现该探头的定位。，下面是确定磁场传感器的位置和取向专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种方法，包括：

由处理器从固定至探头的磁场传感器接收信号，所述信号是由所述传感器响应于所述探头附近的经校准的磁场而输出的；

由所述处理器使用相对于所述磁场的校准数据来估计所述磁场传感器的位置坐标；

由所述处理器使用所述校准数据和估计的位置坐标来计算包括取向坐标的估计的磁场矢量；

由所述处理器针对所述估计的位置坐标来计算将接收的信号最佳拟合至所述估计的磁场矢量的更新的取向坐标；

由所述处理器基于所述更新的取向坐标来计算将所述接收的信号最佳拟合至所述估计的磁场矢量的更新的位置坐标；

经多次迭代来重复下列步骤：计算所述估计的磁场矢量、计算所述更新的取向坐标和计算所述更新的位置坐标以及监测在所述迭代期间所述更新的位置坐标的变化直到在一系列的所述迭代期间的所述变化满足预定义的线性度标准为止；

在检测到所述变化已经满足所述线性度标准时，终止所述迭代并且通过从所述更新的位置坐标的线性投影来计算所述磁场传感器的最终位置坐标；以及基于所述最终位置坐标和所述更新的取向坐标来将所述探头的定位呈现在显示器上。

2.根据权利要求1所述的方法，并且包括：由所述处理器使用所述校准数据和所述最终位置坐标来计算包括取向坐标的最终磁场矢量；由所述处理器针对所述最终位置坐标来计算将所述接收的信号最佳拟合至所述最终磁场矢量的最终取向坐标；以及基于所述最终位置坐标和所述最终取向坐标来将所述探头的所述定位呈现在所述显示器上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述探头包括插入心脏的腔室中的心内导管。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述取向坐标包括含有滚转角、俯仰角和偏航角的欧拉角。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置坐标包括坐标系中的多个轴上的三维坐标。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多次迭代包括第一迭代、第二迭代和第三迭代，所述第二迭代依次跟随所述第一迭代，所述第三迭代依次跟随所述第二迭代，并且其中所述线性度标准包括检测在所述第一迭代期间计算的所述更新的位置坐标与在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标之间的距离是和在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标与在所述第三迭代期间计算的所述更新的位置坐标之间的距离一致的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多次迭代包括第一迭代、第二迭代和第三迭代，所述第二迭代依次跟随所述第一迭代，所述第三迭代依次跟随所述第二迭代，并且其中所述线性度标准包括检测从在所述第一迭代期间计算的所述更新的位置坐标到在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标的斜率是和从在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标到在所述第三迭代期间计算的所述更新的位置坐标的斜率一致的。

8.一种设备，包括：

医疗探头，所述医疗探头被配置成插入体腔中；

磁场传感器，所述磁场传感器固定至所述探头；

显示器；和

处理器，所述处理器被配置成：

从固定至所述探头的所述磁场传感器接收信号，所述信号是由所述传感器响应于所述探头附近的经校准的磁场而输出的，使用相对于所述磁场的校准数据来估计所述磁场传感器的位置坐标，

使用所述校准数据和估计的位置坐标来计算包括取向坐标的估计的磁场矢量，针对所述估计的位置坐标来计算将接收的信号最佳拟合至所述估计的磁场矢量的更新的取向坐标，基于所述更新的取向坐标来计算将所述接收的信号最佳拟合至所述估计的磁场矢量的更新的位置坐标，经多次迭代来重复下列步骤：计算所述估计的磁场矢量、计算所述更新的取向坐标和计算所述更新的位置坐标以及监测在所述迭代期间所述更新的位置坐标的变化直到在一系列的所述迭代期间的所述变化满足预定义的线性度标准为止，在检测到所述变化已经满足所述线性度标准时，终止所述迭代并且通过从所述更新的位置坐标的线性投影来计算所述磁场传感器的最终位置坐标，并且基于所述最终位置坐标和所述更新的取向坐标来将所述探头的定位呈现在所述显示器上。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述处理器被配置成使用所述校准数据和所述最终位置坐标来计算包括取向坐标的最终磁场矢量，针对所述最终位置坐标来计算将所述接收的信号最佳拟合至所述最终磁场矢量的最终取向坐标并且基于所述最终位置坐标和所述最终取向坐标来将所述探头的所述定位呈现在所述显示器上。

10.根据权利要求8所述的设备，其中所述探头包括插入心脏的腔室中的心内导管。

11.根据权利要求8所述的设备，其中所述取向坐标包括含有滚转角、俯仰角和偏航角的欧拉角。

12.根据权利要求8所述的设备，其中所述位置坐标包括坐标系中的多个轴上的三维坐标。

13.根据权利要求8所述的设备，其中所述多次迭代包括第一迭代、第二迭代和第三迭代，所述第二迭代依次跟随所述第一迭代，所述第三迭代依次跟随所述第二迭代，并且其中所述线性度标准包括检测在所述第一迭代期间计算的所述更新的位置坐标与在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标之间的距离是和在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标与在所述第三迭代期间计算的所述更新的位置坐标之间的距离一致的。

14.根据权利要求8所述的设备，其中所述多次迭代包括第一迭代、第二迭代和第三迭代，所述第二迭代依次跟随所述第一迭代，所述第三迭代依次跟随所述第二迭代，并且其中所述线性度标准包括检测从在所述第一迭代期间计算的所述更新的位置坐标到在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标的斜率是和从在所述第二迭代期间计算的所述更新的位置坐标到在所述第三迭代期间计算的所述更新的位置坐标的斜率一致的。

15.一种与探头结合操作的计算机软件产品，所述探头被配置用于插入患者的体腔中并且包括磁传感器，所述产品包括其中存储了程序指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在被计算机读取时促使所述计算机：从固定至所述探头的所述磁场传感器接收信号，所述信号是由所述传感器响应于所述探头附近的经校准的磁场而输出的；

使用相对于所述磁场的校准数据来估计所述磁场传感器的位置坐标；

使用所述校准数据和估计的位置坐标来计算包括取向坐标的估计的磁场矢量；

针对所述估计的位置坐标来计算将接收的信号最佳拟合至所述估计的磁场矢量的更新的取向坐标；

基于所述更新的取向坐标来计算将所述接收的信号最佳拟合至所述估计的磁场矢量的更新的位置坐标；

说明书全文

确定磁场传感器的位置和取向

技术领域

[0001] 本发明整体涉及医学成像，并且具体地讲，涉及确定定位在体腔中的医疗探头的远侧端部的位置和取向。

背景技术

[0002] 宽泛的医学规程范围涉及将物体(诸如传感器、管、导管、分配装置和植入物)设置在体内。在这些规程期间，实时成像方法常常用于帮助医生使物体及其周围事物可视化。然而，在大多数情况下，实时三维成像为不可能或不理想的。相反，常常使用用于获得内部物体实时空间坐标的系统。

[0003] 归属于Schwartz等人的世界知识产权组织专利申请WO/2016/181316描述了跟踪体内导管的方法。该方法包括使用模拟坐标来校正物理地跟踪的位置坐标，该模拟坐标是根据在患者身体的模拟当中对模拟导管的模拟生成的。

[0004] 归属于Markham等人的美国专利申请2014/0155098描述了用于提供在相隔一定距离的单元之间定位的移动装置的位置信息的系统。所述移动装置被配置成基于从给定的局部单元发射的场提取的信息来确定其位置。

[0005] 归属于Tran的美国专利申请2014/0104059描述了以通过基座单元与用户口头通信来自动请求对患者的帮助的方法。该方法包括使用多个无线节点来传输定位以及对移动节点进行三角测量以确定患者的定位。

[0006] 以上描述给出了本领域中相关技术的总体概述，并且不应当被解释为承认了其包含的任何信息构成对抗本专利申请的现有技术。

[0007] 以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，不同的是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。

发明内容

[0008] 根据本发明的实施方案，提供了一种方法，包括：由处理器从固定至探头的磁场传感器接收信号，该信号是由传感器响应于探头附近的经校准的磁场而输出的；由处理器使用相对于磁场的校准数据来估计磁场传感器的位置坐标；由处理器使用校准数据和估计的位置坐标来计算包括取向坐标的估计的磁场矢量；由处理器针对估计的位置坐标来计算将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量的更新的取向坐标；由处理器基于更新的取向坐标来计算将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量的更新的位置坐标；经多次迭代来重复下列步骤：计算估计的磁场矢量、计算更新的取向坐标和计算更新的位置坐标以及监测在迭代期间更新的位置坐标的变化，直到在一系列的迭代期间的变化满足预定义的线性度标准为止；在检测到变化已经满足线性度标准时，终止迭代并且通过从更新的位置坐标的线性投影来计算磁场传感器的最终位置坐标；以及基于最终位置坐标和更新的取向坐标来将探头的定位呈现在显示器上。

[0009] 在一些实施方案中，该方法包括：由处理器使用校准数据和最终位置坐标来计算包括取向坐标的最终磁场矢量；由处理器针对最终位置坐标来计算将接收的信号最佳拟合至最终磁场矢量的最终取向坐标；以及基于最终位置坐标和最终取向坐标来将探头的定位呈现在显示器上。

[0010] 在一个实施方案中，探头包括插入心脏的腔室中的心内导管。在另外的实施方案中，取向坐标包括含有滚转角、俯仰角和偏航角的欧拉角。在又一实施方案中，位置坐标包括坐标系中的多个轴上的三维坐标。

[0011] 在补充的实施方案中，多次迭代包括第一迭代、第二迭代和第三迭代，第二迭代依次跟随第一迭代，第三迭代依次跟随第二迭代，并且其中线性度标准包括检测：在第一迭代期间计算的更新的位置坐标与在第二迭代期间计算的更新的位置坐标之间的距离是和在第二迭代期间计算的更新的位置坐标与在第三迭代期间计算的更新的位置坐标之间的距离一致的。

[0012] 在一些实施方案中，多次迭代包括第一迭代、第二迭代和第三迭代，第二迭代依次跟随第一迭代，第三迭代依次跟随第二迭代，并且其中线性度标准包括检测：从在第一迭代期间计算的更新的位置坐标到在第二迭代期间计算的更新的位置坐标的斜率是和从在第二迭代期间计算的更新的位置坐标到在第三迭代期间计算的更新的位置坐标的斜率一致的。

[0013] 根据本发明的实施方案，还提供了一种设备，包括：医疗探头，该医疗探头被配置成插入体腔中；磁场传感器，该磁场传感器固定至探头；显示器；和处理器，该处理器被配置成：从固定至探头的磁场传感器接收信号，该信号是由传感器响应于探头附近的经校准的磁场而输出的，使用相对于磁场的校准数据来估计磁场传感器的位置坐标，使用校准数据和估计的位置坐标来计算包括取向坐标的估计的磁场矢量，针对估计的位置坐标来计算将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量的更新的取向坐标，基于更新的取向坐标来计算将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量的更新的位置坐标，经多次迭代来重复下列步骤：计算估计的磁场矢量、计算更新的取向坐标和计算更新的位置坐标以及监测在迭代期间更新的位置坐标的变化，直到在一系列的迭代期间的变化满足预定义的线性度标准为止，在检测到变化已经满足线性度标准时，终止迭代并且通过从更新的位置坐标的线性投影来计算磁场传感器的最终位置坐标，并且基于最终位置坐标和更新的取向坐标来将探头的定位呈现在显示器上。

[0014] 根据本发明的实施方案，还提供了一种与探头结合操作的计算机软件产品，该探头被配置用于插入患者的体腔中并且包括磁传感器，该产品包括其中存储程序指令的非暂态计算机可读介质，该指令在被计算机读取时促使计算机：从固定至探头的所述磁场传感器接收信号，该信号是由传感器响应于探头附近的经校准的磁场而输出的；使用相对于磁场的校准数据来估计磁场传感器的位置坐标；使用校准数据和估计的位置坐标来计算包括取向坐标的估计的磁场矢量；针对估计的位置坐标来计算将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量的更新的取向坐标；基于更新的取向坐标来计算将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量的更新的位置坐标；经多次迭代来重复下列步骤：计算估计的磁场矢量、计算更新的取向坐标和计算更新的位置坐标以及监测在迭代期间更新的位置坐标的变化，直到在一系列的迭代期间的变化满足预定义的线性度标准为止；在检测到变化已经满足线性度标准时，终止迭代并且通过从更新的位置坐标的线性投影来计算磁场传感器的最终位置坐标；以及基于最终位置坐标和更新的取向坐标来将探头的定位呈现在显示器上。

附图说明

[0015] 本文参照附图，仅以举例说明的方式描述本发明，在附图中：

[0016] 图1A和图1B为根据本发明的实施方案的被配置成估计插入患者体内的医疗探头的远侧端部的位置和取向的医疗系统的示意性图解；

[0017] 图2为示意性地示出根据本发明的实施方案的执行迭代以估计医疗探头的远侧端部的位置和取向的方法的流程图；

[0018] 图3为根据本发明的实施方案的心脏的腔室内的探头的远侧端部的示意性图解；并且

[0019] 图4为绘制了固定位置坐标对比在迭代期间计算的远侧端部位置坐标的相对误差的图表的示意性图解。

具体实施方式

[0020] 概述

[0021] 各种医疗规程使用如插入患者体内的导管的侵入式医疗探头。在医疗规程期间，导管的远侧端部的定位通常通过迭代过程来发现，因为该定位包括最初均属未知的位置和取向。

[0022] 本发明的实施方案提供了用于减少估计导管的远侧端部的位置坐标和取向坐标所需的迭代次数的方法和系统。如下文所述，接收来自固定至探头的磁场传感器的信号，该信号是由该传感器响应于探头附近的经校准的磁场而输出的。使用相对于磁场的校准数据来估计磁场传感器的位置坐标，并且使用校准数据和估计的位置坐标来计算包括取向坐标的估计的磁场矢量。针对估计的位置坐标，计算更新的取向坐标，该更新的取向坐标将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量，并且基于更新的取向坐标来计算更新的位置坐标，该更新的位置坐标将接收的信号最佳拟合至估计的磁场矢量。

[0023] 对计算估计的磁场矢量的步骤、计算更新的取向坐标的步骤和计算更新的位置坐标的步骤以及迭代期间更新的位置坐标的变化进行监测，直到在一系列迭代期间的变化满足预定义的线性度标准为止。在检测到变化已经满足线性度标准时，终止迭代并且通过从更新的位置坐标的线性投影来计算磁场传感器的最终位置坐标。最后，所述探头的基于最终位置坐标和更新的取向坐标的定位被呈现在显示器上。

[0024] 系统描述

[0025] 统称为图1的图1A和图1B为根据本发明的实施方案的被配置成在医疗规程期间跟踪医疗探头24的远侧端部22的定位(即，位置和取向)的医疗系统20的示意性图解。医疗探头24的部件在下文参考图1B的说明中描述。

[0026] 医疗系统20包括医疗探头24、控制台26和显示器28。以举例的方式，假设显示器28包括平板显示器，诸如液晶显示器、发光二极管显示器、有机发光二极管显示器或等离子体显示器。然而，也可采用其他显示装置来实现本发明的实施方案。

[0027] 在本文所述的实施方案中，医疗系统20使用磁性位置感测来确定指示远侧端部22在预定工作体积30内的位置和取向的定位坐标。在图1A所示的示例中，体积30包括多个具有均匀边缘长度(例如，一厘米)的立方区域32。

[0028] 为了实现基于磁性的位置感测，控制台26包括对场发生器36进行驱动，从而在体积30内生成磁场38的驱动电路34。通常，场发生器36包括三个正交定向的线圈，所述线圈在体积30外部的已知位置处置于该体积下方。远侧端部22包括磁场传感器40(图1B)，该磁场传感器响应于磁场而生成信号。

[0029] 除了驱动电路34之外，控制台还包括处理器42、输入/输出(I/O)通信接口44以及存储传感器信号48、校准表50、估计的磁场矢量52和位置坐标54的存储器46。存储器46可包括任何合适的易失性存储器和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器或硬盘驱动器。校准表50包括多个条目56，每个条目56包括一组校准位置坐标58和校准磁场测量值60。

[0030] 在执行医疗规程之前，处理器42可通过将磁场38在位置坐标58处的测量值60存储到每个给定条目56来校准场发生器36。位置坐标58包括三维坐标系62中的一组坐标，三维坐标系62包括X轴64、Y轴66和Z轴68。除了轴64、轴66和轴68之外，坐标系62还包括滚转角70、俯仰角72和偏航角74，这些角包括欧拉角并且可统称为取向坐标。

[0031] 在本发明的实施方案中，每组位置坐标58包括在固定取向上(即，在特定滚转角70、特定俯仰角72和特定偏航角74上)的每个立方区域32内的一组坐标(例如，每个立方区域的中心点的坐标)。在校准场发生器36时，磁场38也可称为经校准的磁场38。

[0032] 传感器信号48包括处理器42从磁场传感器40接收的信号，所述信号是磁场传感器响应于所述经校准的磁场生成的。基于所述接收的信号，处理器42可计算并存储磁场测量值60。

[0033] 估计的磁场矢量52是由为所述矢量提供估计尺寸的估计的信号测量值76以及包括给定滚转角70、给定俯仰角72和给定偏航角74的一组估计的取向坐标78导出的。如下文参考图2的描述中所述，处理器42使用迭代过程来计算远侧端部22的位置坐标54和取向坐标78。

[0034] 在图1B所示的示例中，探头24包括心内导管，该心内导管可用于诊断或治疗处理，例如，用于标测患者82的心脏80内的电势。另选地，加上必要的变更，可以将探头24用于心脏中或其它身体器官中的其他治疗和/或诊断目的。

[0035] 医疗规程期间，医疗专业人员84将探头24通过患者82的血管系统插入，以使得医疗探头的远侧端部22进入心脏80的腔室。如上所述，控制台26使用磁性位置感测来确定远侧端部22在心脏80内的位置坐标和取向坐标(本文中也统称为定位坐标)。为了确定定位坐标，控制台26中的驱动电路34驱动场发生器36以在患者82的体内生成磁场38。场发生器36通常在患者82外部的已知位置处置于该患者躯干的下方，并且在包含心脏80的预定工作空间30中生成磁场。

[0036] 探头24的远侧端部22内的磁场传感器40响应于这些磁场而生成电信号，并且如下文参考图2的描述中所述，处理器42处理这些信号以便确定传感器40和远侧端部22的定位坐标。

[0037] 磁场传感器40响应于磁场38而向控制台26传输信号。磁场传感器40可包括一个或多个微型线圈，并且通常包括沿不同轴定向的多个线圈。虽然图1示出了具有单个磁场传感器的探头，但本发明的实施方案可使用具有不止一个磁场传感器的探头。磁性位置跟踪技术在(例如)美国专利5,391,199、5,443,489、6,788,967、6,690,963、5,558,091、6,172,499、6,177,792中有所描述，其公开内容以引用方式并入本文。

[0038] 在另选的实施方案中，磁场传感器40和磁场发生器36的作用可互换。换句话讲，驱动电路34可驱动远侧端部22中的磁场发生器以生成一个或多个磁场38。发生器36中的线圈可被配置成感测磁场并生成指示这些磁场的分量的振幅的信号。处理器42接收并处理这些信号，以便确定远侧端部22在心脏80内的定位坐标。

[0039] 在图1B所示的配置中，探头24包括耦接到远侧端部22的电极86。在一些实施方案中，电极86可被配置成测量心脏80内位置处的某些生理特性(例如，局部表面电势)。

[0040] 在操作中，I/O通信接口44使控制台26能够传送来自磁场传感器40和电极86的信号。基于从磁场传感器40和电极86接收的信号，处理器42可生成示出远侧端部22在患者体内的定位的标测图88。在该规程期间，处理器42可在显示器28上将标测图88呈现给医疗专业人员84，并且将表示标测图的数据存储在存储器46中。在一些实施方案中，医疗专业人员84可使用一个或多个输入装置90操纵标测图88。在另选的实施方案中，显示器28可包括触摸屏，该触摸屏可被配置成除了呈现标测图88之外，还接受来自医疗专业人员84的输入。

[0041] 处理器42通常包括通用计算机，该通用计算机具有合适的前端和用于从医疗探头24接收信号并控制控制台26的其它部件的接口电路。处理器42可通过软件编程以执行本文所述的功能。该软件可(例如)经由网络以电子形式下载到控制台26，或者可在诸如光学存储介质、磁性存储介质或电子存储介质的非暂态有形介质上提供。另选地，处理器42的一些或全部功能可以由专用的或可编程的数字硬件部件来执行。

[0042] 位置和取向确定

[0043] 图2是示意性地示出了根据本发明的实施方案的估计探头24的远侧端部22的位置坐标和取向坐标的方法的流程图，并且图3为根据本发明的实施方案的标测图88的示意性图解。在校准步骤100中，处理器42校准磁场发生器36，从而校准磁场36。

[0044] 为了校准磁场发生器36，个人将磁场传感器(例如，磁场传感器40)以特定取向放置在体积30中的已知位置(例如，立方区域32的中心点)处。在将磁性传感器定位在每个给定位置处时，处理器42从磁场传感器40接收响应于该传感器附近的磁场的信号，将新条目56添加到校准表50，并在新条目中将给定位置的坐标存储成位置坐标58，并将由所述信号指示的值存储成磁场测量值60。在本文所述的实施方案中，存储在校准表50中的位置坐标和磁场测量值也可称为校准数据，并且所述信号指示所述已知位置处的相应磁场。

[0045] 在开始医疗规程时，医疗专业人员84操纵探头24，使得探头的远侧端部进入定位在体积30内的心脏80的腔室。在接收步骤102中，处理器42从磁场传感器40接收响应于远侧端部22附近的经校准磁场的传感器信号48。在估计步骤104中，处理器42基于校准表50来估计远侧端部22的位置坐标54。因此，处理器42所选择的该组位置坐标在工作体积30内。

[0046] 在第一计算步骤106中，处理器42基于校准数据和估计的位置坐标来计算估计的磁场矢量52。为了计算磁场矢量，处理器42基于校准表中的磁场测量值的插值(即，基于估计的位置坐标和校准表中的位置坐标)计算估计的信号测量值76。

[0047] 在第二计算步骤108中，处理器42针对估计的位置坐标54来计算将接收的传感器信号“最佳拟合”至估计的磁场矢量52的估计的取向坐标78的更新值。为了计算更新的取向坐标，处理器42可基于(当前的)估计的位置坐标和取向坐标生成第一计算磁场，生成基于接收的信号的第二计算磁场，然后通过“虚拟(virtually)旋转”磁场传感器来更新估计的取向坐标78，以找到将第一计算磁场最佳拟合至第二计算磁场的取向。

[0048] 在第三计算步骤110中，处理器42基于更新的取向坐标来计算将接收的传感器信号“最佳拟合”至估计的磁场矢量52的位置坐标54的更新值。按照与步骤108中所描述的类似的方式，处理器42可基于校准数据生成基于(当前的)估计的位置坐标和取向坐标的第一计算磁场，生成基于接收的信号的第二计算磁场，然后通过“虚拟移动”磁场传感器来更新估计的位置坐标54，以找到将第一计算磁场最佳拟合至第二计算磁场的位置。

[0049] 在比较步骤112中，如果处理器42检测到不满足预定义的线性度标准的位置坐标54的变化，则该方法以步骤106继续。在本发明的实施方案中，预定义的线性度标准要求步骤106至110的多次迭代中的最后三次迭代生成在坐标系62中呈线性的位置坐标。

[0050] 在一个实施方案中，如果最后三次迭代的位置坐标(通过x、y或z表示)是a1、a2和a3，则在(a1–a2)＝(a2–a3)(即，在指定阈值以内)时所述位置坐标为线性的。在另一个实施方案中，如果m(p1,p2)指示从位置坐标p1到位置坐标p2的三维斜率，则在m(a1,a2)≈m(a2,a3)(即，在指定阈值以内)时坐标a1、a2和a3为线性的。

[0051] 如果在步骤112中，处理器42检测到位置坐标54的变化满足预定义的线性度标准，则在第四计算步骤114中，处理器使用从当前更新的估计的位置坐标所做的线性投影来计算最终位置坐标。按照与上文参考步骤110所做的描述类似的方式，处理器42通过使用线性投影“移动”估计的位置坐标来计算最终位置坐标的更新值，以找到新的位置坐标54，处理器42可使用新位置坐标54来计算“最佳拟合”(即，最切近地匹配)处理器基于接收的信号计算的第二磁场的第一磁场。

[0052] 图4为绘制了固定位置坐标132(即，在坐标系62中)对比处理器42在图2中的步骤106至110的相继迭代期间计算的位置坐标54的相对误差134的图表130的示意性细节图。相对误差指示如上文所述的第一计算磁场与第二计算磁场之间的差值。在一个实施方案中，处理器42使用以下公式来计算相对误差

[0053]

[0054] 其中Error为相对误差134，BObserved为参考上文图2中步骤108的描述中所述的第二计算磁场，并且BEstimated为估计的磁场矢量52。

[0055] 在图4中，可通过将字母附加到附图标记来区分各计算的位置坐标54，因而计算的位置坐标包括计算的位置坐标54至54G。如图表所示，在处理器42检测到计算的位置坐标54D至54F的线性变化时，该处理器可通过计算从坐标54F到坐标54G的线性投影来计算最终位置坐标54G，在所述最终位置坐标54G上相对误差尽可能接近于零。

[0056] 返回流程图，在计算最终位置坐标时，处理器42使用上文在步骤106和108中描述的方法来计算最终取向坐标。最后，在呈现步骤118中，并且如图3所示，处理器42使用最终位置坐标和取向坐标在标测图88中呈现在位置120处并具有取向122的远侧端部22，并且该方法结束。

[0057] 应当理解，上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上述各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述说明时应当想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。

标题	发布/更新时间	阅读量
位置传感器-专利编号CN105027047B	2020-05-11	208
位置传感器-专利编号CN105917195A	2020-05-12	517
位置传感器-专利编号CN107430207A	2020-05-12	945
位置传感器-专利编号CN109324352A	2020-05-11	777
位置传感器-专利编号CN108574430A	2020-05-11	866
位置传感器-专利编号CN105408844A	2020-05-13	733
位置传感器-专利编号CN105074638A	2020-05-13	297
位置传感器-专利编号CN106482622A	2020-05-12	186
位置传感器-专利编号CN102822633B	2020-05-13	979
位置传感器-专利编号CN109313043A	2020-05-11	996

确定磁场传感器的位置和取向

确定磁场传感器的位置和取向

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式