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无线胶囊内窥镜的诞生给消化道患者带来了福音,无线胶囊内窥镜可以无痛,无创,一次性获得清晰的胃肠道图像,以实现病变的诊断。在肠胃道检查和治疗中,胶囊内窥镜的位置信息可以极大帮助医生的临床病理学诊断,并为后期的三维图像重建提供重要的位置和方向参数。但是现有无线胶囊内窥镜不能准确获取其位置和方向。本文提出了可穿戴式的内窥镜定位技术,我们通过静磁定位技术来追踪无线胶囊内窥镜在肠胃道的位置和姿态信息。系统利用三轴磁传感器阵列采集胶囊内部永磁铁的磁场强度,进而对传感器微弱信号放大和后端数据分析处理。为了提高整个系统的便携性和灵活性,我们拟设计基于嵌入式系统的可穿戴式磁定位系统。带有磁铁的胶囊在患者的肠胃道移动,产生的磁场被放置人体周围的磁传感器所收集,利用磁偶极子模型和合适的非线性算法计算磁铁的三维位置和二维方向参数。本系统采用PSO和LM相结合的算法,首先利用PSO先计算出初值,然后利用LM算法计算最终参数值。LM算法在提供较准确的初值下可以获得良好的效率和精度。在定位算法的基础上,搭建了可穿戴式磁定位模型,从而克服了磁定位系统在实际应用中病人不能随意活动的缺点。传感器阵列为整个磁定位系统采集信号,传感器阵列的结构和传感器位置分布对整个系统定位精度和稳定性有着至关重要的影响。我们通过一系列仿真实验来优化磁传感器在人体周围的位置以提高整个系统的稳定性。磁定位系统最终的定位精度是由三方面决定的:一是磁传感器的性能;二是处理磁传感器检测磁场产生的微弱电压信号;三是磁定位算法精确度;此外每个磁传感器因生产工艺的差别会存在着不同的参数,传感器灵敏度、位置、方向等参数需要通过迭代算法进行标定,从而减少系统误差提高整个系统的精度。最后通过对系统的标定和人机交互软件的编写,实现了磁定位系统跟踪定位,平均定位精度为0.9mm,平均定向精度为1.8°。