三维空间磁场结构数学模型及磁场方式三维定位装置

推导单圆环线圈三维空间磁场数学表达式并建立了磁场方式三维定位系统数学模型 ,在此基础上研制磁场方式三维定位装置 ,实现三维磁传感器探头六自由度实时定位及一维磁传感器探头五自由度实时定位 .该装置提供了一种利用对人体无害的磁场来测定内窥镜探头等医疗器械在人体内的三维位置及姿态的新方法 .     

用四面体结构磁偶极子对内窥镜定位探头微型化的研究

介绍使用磁场方式来测定微型内窥镜探头在人体内三维位置及姿态角的一种方法 .根据位于正四面体上的六对极性相反的磁偶极子线圈在其周围空间产生的磁场以及附着于内窥镜探头上的磁场传感器在该磁场空间任意点以任意姿态感应磁场时所获得的信号 ,建立以空间位置 (x ,y ,z) ,姿态角 (α ,β)为未知数的五元非线性方程组 .求解该非线性方程组 ,就可以由磁场传感器所获得的测量数据计算出对应的一组位置和姿态 (x ,y ,z,α ,β) 信息 ,从而实现微型内窥镜探头的三维定位和跟踪     

外磁场驱动无线胶囊式内窥镜的研究

分析现有无线胶囊式内窥镜的动力系统,提出相应的改进方法,解决方案就是利用外磁场来驱动无线胶囊式内窥镜,利用磁场来改变无线胶囊式内窥镜的运动,磁场的改变可以通过对应的线圈组的电流大小以及方向改变,经过分析得出:对于任何的复杂运动,都可以加以分解,从而利用最基本的六种动作达到移动胶囊的目的.     

外磁场驱动的无线内窥镜磁场线圈的设计方法研究

为实现外磁场驱动的无线内窥镜所需的外部磁场,提出了外部磁场线圈的设计方法．针对人体呈圆柱状外形对目标磁场在柱坐标系中进行分解,通过目标场法（target field,TF）反解出电流密度分布,并通过离散得到实际线圈的位置和电流大小．用此方法设计了一个方案,并用有限元软件进行建模仿真,计算磁体转矩的大小,与预计的理想转矩进行了对比;同时分析了均匀磁场的范围．仿真结果表明,这样的线圈和电流分布方式可以使无线内窥镜所带的永磁体在任意平面产生均匀转矩．     

基于RFID的三维室内定位方法的研究

在现实的室内仓库环境中,如何在复杂多变的电磁环境中进行RFID的标签定位,是一个值得关注的研究课题.本文在考虑实际仓库环境及硬件设备的条件下,提出一种基于场景的三维室内定位方法.该方法是通过分析离线采集的数据生成针对该环境下的定位算法,分别从高度、深度、和长度三个方面定位标签.最后通过实验证明了本方法的可行性和有效性.     

基于神经网络的磁场定位技术

由于磁场无处不在的特点,使得磁场定位广泛应用于目标定位和状态检测中,然而在含有复杂铁磁质环境下,磁场信号的变化会导致定位精度下降甚至不能定位等问题.针对上述问题,提出了一种将磁场定位与BP神经网络相结合的方法,并进行了实验验证. 结果表明,基于BP神经网络的磁场定位方法可用于含有铁磁质的复杂环境定位. 定位精度与数据采集时磁源的移动步长、磁场传感器数量及传感器电子噪声有关,移动步长越小,传感器数量越多,电子噪声越小,定位精度越高.     

基于UWB的三维定位和优化滤波方法

为了提高室内定位的精度,研究适用于室内定位的基于超宽带(UWB)的三维定位和优化滤波方法,建立基于UWB的三维定位模型;分析三维定位数据利用卡尔曼滤波、平滑滤波、中值滤波、曲线拟合4种算法,在所需时间、环境需求、性价比和精度方面的特性.实验结果表明:相比于平滑滤波、中值滤波、曲线拟合算法,卡尔曼滤波更适合在室内环境的三...     

一种基于实景三维模型的定位方法

实景三维模型的建立是数字地球技术的一个重要组成部分,它包含了多种多样的地理信息,可以细致地还原出城市的形态面貌。将定位技术与数字地球的概念相融合,提出了一种基于实景三维模型的定位方法,通过将待定位点的影像与多源传感器生成的实景三维模型中的影像信息进行比对来达到定位的目的,由于实景三维模型数据量庞大,在此基础上先进行粗定位,确定用户所在的大概位置,最终将影像比对的搜索范围控制在100 m以内。     

计算三维恒定磁场的等效磁荷法

本文从磁化强度Ｍ出发，利用等效磁荷模型推导了以等效磁荷面密度σｍ为未知变量的边界积分方程，同时与全标量位ψ为未知变量的边界积分方程进行了对比分析，指出了它们各自的优越点。实测结果证明了本文的数学模型与所编计算程序的正确性。以此为基础，可以计算工程实际中的电磁装置的场分布和其他所需要的电磁参数。     

基于磁场能量密度梯度的磁源定位技术

针对目标磁源的数学模型(单磁偶极子和椭球体加线性磁偶极子阵列等)与实际目标磁矩具体分布存在差别而影响定位精度的问题,将单个磁偶极子的磁场能量密度场的梯度方向指向场源的结论进行了推广,实现了地磁场中铁磁目标的定位.船模实验结果表明:不管是远场还是近场,目标是船模还是理想偶极子(钕铁硼),定位精度均达到95%.     

磁悬浮球体磁阻电机的三维磁场分析

磁悬浮球体磁阻电机的磁场分析计算是比较复杂的问题,因为其定、转子结构和磁场分布呈现三维性.通过三维磁场数值计算,对磁悬浮球体磁阻电机的磁分布进行分析,绘制出电机定子在不同电流下定子凸极与转子凸极不同位置的磁通密度分布曲线.     

A wireless magnetic sensor for localizing in-vivo medical micro-devices

In order to measure the position and orientation of in-vivo medical micro-devices without the line-of-sight constraints, a wireless magnetic sensor is developed for an electromagnetic localization method. In the electromagnetic localization system, the wireless magnetic sensor is embedded in the micro-devices to measure alternating magnetic signals. The wireless magnetic sensor is composed of an induction coil, a signal processor, a radio frequency (RF) transmitter, a power manager and batteries. Based on the principle of electromagnetic induction, the induction coil converts the alternating magnetic signals into electrical signals. Via the RF transmitter, the useful data are wirelessly sent outside the body. According to the relation between the magnetic signals and the location, the position and orientation of the micro-devices can be calculated. The experiments demonstrate the feasibility of localizing in-vivo medical micro-devices with the wireless magnetic sensor. The novel localization system is accurate and robust.     

磁感应强度矢量的三维测量

大学物理实验所使用的高斯计通常只能测出空间某一点磁场的一个分量,且不能对测量点进行空间定位,为完善实验功能,改进实验效果,设计了基于霍尔效应原理的磁感应强度矢量测量仪,通过调节三维坐标架实现组合式霍尔传感器探头的移动,完成3个分量方向磁感应强度信号的测量。组合式传感器与三维坐标架的一体化结构实现了空间任意一点磁感应强度矢量的测量。     

利用三维有限元法计算爪极电机的磁场分布

爪极电机的设计是比较复杂的问题 ,因为其转子结构和磁场分布呈三维性 ;而爪极电机的磁场计算又是分析、设计爪极电机的基础 ,它对于爪极电机的参数计算、性能设计和采用永磁材料设计新型混合式爪极电机都具有十分重要地意义。文章阐述了用三维有限元法计算爪极电机磁场的一般性原理 ,通过三维场数值计算 ,对一台 3 5 A传统结构汽车用爪极发电机的磁场分布进行了计算和分析 ,并对该电机转子中引入永磁磁钢的改进型发电机进行了分析 ,其结果对于设计新型爪极电机具有一定的参考价值。     

利用霍尔效应实验仪测量磁场分布的一种方法

根据霍尔效应原理测量磁场的分布和低压直流电位差计的使用是大学物理实验中的基础实验项目．把霍尔效应实验仪与低压直流电位差计相结合，不但可以提高磁场测量的精确度，并且能够引导学生开拓思维，给学生提供开展创新实验的一个新思路，从而多方面培养学生的创新能力．     

基于医学图像的三维交互测量技术研究

三维测量技术在机器视觉、自动加工、工业检测以及生物医学等众多领域都具有重要意义和广阔的应用前景。但利用传统的测量方法,许多三维测量工作只能在基于面绘制的基础上进行表面点的测量,无法测量其内部结构组织。对此,提出了一种在体绘制基础上可对任意部位进行测量的方法;并以可视化类库VTK为基础,在Windows平台上,以VisualC++为开发工具,研究实现了一个三维医学模型测量系统。主要讨论了三维观察的具体过程和三维交互拾取技术,系统对诊断具有参考价值,为虚拟手术及远程医疗打下了良好的基础。     

用BP神经网络构成三维视觉测量系统的新方法

提出一种基于人工神经网络的新的三维视觉测量方法，建立在三角测量原理上的传统的三维立体视觉测量技术会带入成像畸变非线性误差，这种新方法可以消除非线性因素的影响，采用正弦函数作为传递函数加快了网络的训练速度，提高了学习精度，对空间点位和尺寸测量的结果验证了方法的可行性，对影响系统测量精度的因素进行了讨论，并与传统立体视觉测量方法进行了比较。