基于二维霍尔效应传感器阵列的磁控无系缆机器人五维定位方法

本文介绍了一种用于由计算机控制的电磁系统操控的无系缆介观磁性机器人的新型五维定位方法。所开发的磁定位装置是由单轴霍尔效应传感器组成的二维阵列，用于测量其给定位置处的垂直磁场。我们引入了两个步骤以更精确地对磁性机器人进行定位。首先，从测量数据中减去电磁体的偶极子建模磁场，以确定机器人的磁场。其次，将相减后的磁场在阵列的垂直方向上进行二次微分，从而使定位过程中电磁场的影响降至最低。通过在优化方法中最小化测量磁场与建模磁场之间的误差，确定关于机器人位置和方向的五个变量。在磁场传感器的适用范围（5 cm）内，200 Hz 下所得的位置误差为 2.1±0.8 mm，角度误差为 6.7±4.3°。所提出的定位方法未来可用于医疗应用中无系缆磁性设备或机器人的位置反馈控制。