電磁定位系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)系統(tǒng)(CAOS)中的定位精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性、可操作性、成本等問(wèn)題，以及骨科手術(shù)的復(fù)雜性和多變性，本系統(tǒng)提出了電磁定位的方法。
　　 該方法根據(jù)比奧.薩伐爾定律，以交流線圈為發(fā)射源，以接收線圈作為定位目標(biāo)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，接收線圈會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)計(jì)算得出磁場(chǎng)的空間分布，進(jìn)而推導(dǎo)出包含目標(biāo)位置和方向信息的方程組，利用最優(yōu)化的非線性算法來(lái)解方程，從而得到一個(gè)穩(wěn)定的、實(shí)時(shí)的定位方法。
　　 該定

2、位系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)射部分、信號(hào)接收部分、信號(hào)提取部分、計(jì)算和顯示部分。我們建立了磁偶極子的分布模型，并通過(guò)LM算法進(jìn)行計(jì)算，然后針對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性并且計(jì)算出發(fā)射部分的具體參數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)了相應(yīng)的發(fā)射和接收電路，同時(shí)采取了計(jì)算結(jié)果擬合、系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定等方法，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的精度。利用VC++軟件編寫了系統(tǒng)的計(jì)算和顯示程序，通過(guò)對(duì)定位目標(biāo)的實(shí)際跟蹤測(cè)量，得到該系統(tǒng)的定位精度：位置誤差平均小于1mm，方向誤差平均小