一種電磁定位系統(tǒng)工作空間拓展方法
鄭莉芳; 萬元宇; 關少亞; 孫凱; 孟偲; 賈佳 北京科技大學機械工程學院; 北京100083; 北京航空航天大學機械工程及自動化學院; 北京100083; 北京航空航天大學宇航學院; 北京100083; 北京航空航天大學生物醫(yī)學工程高精尖創(chuàng)新中心; 北京100083
關鍵詞：無遮擋定位 電磁定位系統(tǒng) 工作空間拓展 矩陣變換 aurora
摘要：針對NDI電磁定位跟蹤設備工作空間有限且在工作空間內(nèi)定位精度不一致的問題,提出了一種利用機械臂移動磁場發(fā)生器從而拓展電磁定位系統(tǒng)工作空間且保證定位精度的方法。利用NDI系統(tǒng)返回的誤差指示值衡量定位精度,當誤差指示值超出設定的閾值時,利用機械臂移動磁場發(fā)生器使傳感器重新位于NDI系統(tǒng)的最佳測量工作區(qū),并將電磁定位系統(tǒng)測量的位姿通過空間變換方式統(tǒng)一到機械臂基座坐標系,從而在保證定位精度的同時也起到擴展工作空間的作用。為驗證所提方法的有效性,通過實驗驗證定位誤差與誤差指標值及傳感器到磁場發(fā)生器中心的距離成正相關關系;通過拓展前后的誤差分析表明,所提方法能有效降低定位誤差,平均位置誤差從2. 61 mm降低到1. 34 mm,平均姿態(tài)誤差從2. 42°降低到1. 37°。所提方法可應用于類似血管介入手術導管在大范圍移動的器械定位與跟蹤。
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