[發(fā)明專利]一種姿態(tài)確定方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110656243.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113447913A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡程志;張斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S11/12
• 分類號(hào): G01S11/12;G06F17/11;G06F17/15;G06F17/16
• 代理公司: 深圳市圳博友邦專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44600
• 代理人: 王芬思

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種姿態(tài)確定方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)，涉及電磁定位技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：獲取待測(cè)量物體在初始姿態(tài)時(shí)，位于待測(cè)量物體上的至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第一坐標(biāo)位置；根據(jù)待測(cè)量物體在當(dāng)前姿態(tài)時(shí)，通過(guò)至少兩個(gè)磁傳感器分別與磁場(chǎng)發(fā)射線圈的距離、磁場(chǎng)發(fā)射線圈的坐標(biāo)位置、空氣磁導(dǎo)率、磁場(chǎng)發(fā)射線圈的電流值和磁場(chǎng)發(fā)射線圈的半徑，確定至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)位置；根據(jù)第一坐標(biāo)位置和第二坐標(biāo)位置，確定待測(cè)量物體在當(dāng)前姿態(tài)時(shí)的姿態(tài)角。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了減少確定待檢測(cè)物體姿態(tài)角所需數(shù)據(jù)運(yùn)算量的效果，減少了確定待檢測(cè)物體姿態(tài)角所需的時(shí)間，保證了確定待檢測(cè)物體姿態(tài)角的實(shí)時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及電磁定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種姿態(tài)確定方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)

電磁定位作為一種較為先進(jìn)的空間定位技術(shù)，以其精度高、響應(yīng)速度快和不受視線影響等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療、航空、虛擬現(xiàn)實(shí)和機(jī)器人追蹤等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

然而目前的電磁定位技術(shù)存在數(shù)據(jù)運(yùn)算量大的問(wèn)題，導(dǎo)致定位時(shí)間較長(zhǎng)，難以保證定位的實(shí)時(shí)性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)一種姿態(tài)確定方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)，以解決現(xiàn)有的電磁定位技術(shù)難以保證定位的實(shí)時(shí)性的問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種姿態(tài)確定方法，包括：

獲取待測(cè)量物體在初始姿態(tài)時(shí)，位于所述待測(cè)量物體上的至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第一坐標(biāo)位置；

根據(jù)所述待測(cè)量物體在當(dāng)前姿態(tài)時(shí)，通過(guò)所述至少兩個(gè)磁傳感器分別與磁場(chǎng)發(fā)射線圈的距離、所述磁場(chǎng)發(fā)射線圈的坐標(biāo)位置、空氣磁導(dǎo)率、所述磁場(chǎng)發(fā)射線圈的電流值和所述磁場(chǎng)發(fā)射線圈的半徑，確定所述至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)位置；

根據(jù)所述第一坐標(biāo)位置和所述第二坐標(biāo)位置，確定所述待測(cè)量物體在所述當(dāng)前姿態(tài)時(shí)的姿態(tài)角。

進(jìn)一步的，構(gòu)建該磁傳感器在X軸方向的第一磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式、該磁傳感器在Y軸方向的第二磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式以及該磁傳感器在Z軸方向的第三磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式。

進(jìn)一步的，根據(jù)所述第一磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式、所述第二磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式以及所述第三磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式，構(gòu)建優(yōu)化函數(shù)。

進(jìn)一步的，通過(guò)上述優(yōu)化函數(shù)確定對(duì)應(yīng)磁傳感器對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)位置，由如下步驟確定，采用尋優(yōu)算法確定當(dāng)所述優(yōu)化函數(shù)的函數(shù)值最小時(shí)，所述優(yōu)化函數(shù)中所述x的第一取值、所述y的第二取值和所述z的第三取值；

將所述第一取值作為該磁傳感器對(duì)應(yīng)的X軸方向的第二坐標(biāo)位置，將所述第二取值作為該磁傳感器對(duì)應(yīng)的Y軸方向的第二坐標(biāo)位置，將所述第三取值作為該磁傳感器對(duì)應(yīng)的Z軸方向的第二坐標(biāo)位置。

進(jìn)一步的，在確定所述待測(cè)量物體在所述當(dāng)前姿態(tài)時(shí)的姿態(tài)角時(shí)，包括以下步驟：

根據(jù)所述至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第一坐標(biāo)位置之間的差值，確定第一坐標(biāo)差值矩陣，且根據(jù)所述至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)位置之間的差值，確定第二坐標(biāo)差值矩陣；

根據(jù)所述第一坐標(biāo)差值矩陣和所述第二坐標(biāo)差值矩陣確定所述待測(cè)量物體在所述當(dāng)前姿態(tài)時(shí)的姿態(tài)角。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種姿態(tài)確定裝置，包括：

第一坐標(biāo)位置獲取模塊，用于獲取待測(cè)量物體在初始姿態(tài)時(shí)，位于所述待測(cè)量物體上的至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第一坐標(biāo)位置；

第二坐標(biāo)位置確定模塊，用于根據(jù)所述待測(cè)量物體在當(dāng)前姿態(tài)時(shí)，通過(guò)所述至少兩個(gè)磁傳感器分別與磁場(chǎng)發(fā)射線圈的距離、所述磁場(chǎng)發(fā)射線圈的坐標(biāo)位置、空氣磁導(dǎo)率、所述磁場(chǎng)發(fā)射線圈的電流值和所述磁場(chǎng)發(fā)射線圈的半徑，確定所述至少兩個(gè)磁傳感器分別對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)位置；