磁场定位的研究及在医疗领域应用

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传统磁场测量作为一种非接触测量方法,主要应用在地磁场导航、地质勘探、流量测量和液位测量领域。广泛应用在工业、军事、民用等各个行业。   随着新的磁场效应的发现,(如MI磁感效应、GMI效应、AMR效应),高精度磁场传感器芯片的发明,磁场有了崭新的应用方向——磁场定位。通过一个磁场源产生磁场,磁场传感器测量磁场的大小,计算出磁场传感器的相对位置。磁场定位具有广泛的用途,可以应用在医疗领域   手术刀磁导航系统是在传统的手术刀设备上,安装微型的磁强计,测出将手术刀的空间磁场值和加速度值,并通过串行口或者无线收发设备传输至计算机,计算出磁场的三维位置与三轴姿态信息,然后显示在计算机图形界面中。   本课题根据电磁场理论,并针对医疗领域的应用环境进行了分析。论文首先提出了一种磁场模型,推导出了关于位置的磁场方程;第二步将磁场定位系统划分为,发射磁场源、磁强计和空间定位算法程序三个部分;第三步设计了一种基于MI效应的磁强计,通过磁强计和加速度计进行测量并计算,求出了磁强计空间角度(a,b,c);最后利用磁场和空间角度的数据,完成了磁强计的空间定位。   经过实验验证了算法可行性,定位精度达到设计目标。
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