内窥镜检查是筛查早期胃癌的“金标准”,但是由于传统内窥镜采用机械插入的方式,给受检者带来了极大的痛苦。胶囊内镜凭借其无创伤、无痛苦等优势,极大提高了受检者对内窥镜检查的依从性,是内窥镜发展的重要方向。但是,目前投入临床的胶囊内镜仍面临患病部位难以定位和胶囊内镜无法控制等问题,解决这些问题均需要定位技术。基于磁传感的定位技术具有定位精度高、定位速度快、实时性好等优势。本文研究了基于磁传感的胶囊内镜定位技术,利用人体对磁场信号无遮挡的特性,将一个永磁体固定于胶囊内镜内,通过体外的磁场传感器对磁场进行周期性检测,最终使用定位算法获得内镜的位置和姿态角。本文主要完成了以下工作:首先,本文提出一种新的多磁偶极子模型,旨在克服磁定位系统中,圆柱形永磁体的单磁偶极子模型不准确,所导致的定位范围减小、定位精度降低的问题。该模型将圆柱形磁体等效为一组沿轴线排列的多个点磁偶极子。相比于传统的单磁偶极子模型,多磁偶极子模型能够保证在磁体近场区域的有效性,扩展了磁定位系统的定位范围。其次,针对传统磁定位算法的动态精度低和磁干扰下跟踪易失败等问题,本文提出一种基于粒子滤波(Particle Filter,PF)的磁定位算法,添加了对目标运动的估计和对磁干扰的估计:前者用于补偿时序采样下非实时的磁场测量值,后者用于补偿磁干扰。相比于传统的定位方法,PF算法能保证胶囊在移动过程中仍有较高的定位精度,并且能够克服铁磁性物质或通电线圈对磁定位的影响。最后,搭建了基于磁传感的胶囊内镜定位系统,该系统的前端为由16支HMC5983三轴磁场传感器组成的传感器阵列,STM32微控制器通过IIC顺序采集传感器输出,并通过串口将其发送至计算机。计算机利用编写的磁定位软件,可通过多种磁定位算法对目标进行定位,并基于OpenGL显示目标的三维运动轨迹。利用该磁定位系统,进行了无磁干扰和有磁干扰的静态定位实验和动态定位实验。实验结果表明,使用本文提出的多磁偶极子模型和PF算法,在存在磁干扰的环境中,静态定位精度达到3.17 mm,姿态定位精度达到2.77°,对速度低于8 mm/s的运动物体定位,动态定位精度达到6 mm以下。