1 沈阳航空航天大学，a.自动化学院
2 沈阳航空航天大学，b.电子工程学院，沈阳 110136
在磁干扰环境下进行四旋翼飞行器姿态解算会影响姿态解算精度。为了减小磁干扰对俯仰角和滚转角的影响，提出基于扩展卡尔曼滤波(EKF)进行解算的改进方法。首先，基于EKF将加速度计的测量值作为观测量解算俯仰角和滚转角；然后，将加速度计和磁力计的测量值同时作为观测量，再次应用EKF解算偏航角，并在第二次EKF解算过程中加入可调节测量方差矩阵，自适应改变卡尔曼增益，调节观测量对状态预测的修正，减小磁干扰对偏航角的影响;最后，基于自主研发的飞控系统对该算法进行验证。验证结果表明：该算法能提高四旋翼飞行器在磁干扰环境下的姿态解算精度，增强四旋翼飞行器姿态融合算法的抗磁干扰性能。
四旋翼飞行器 姿态解算 EKF算法 磁干扰 quadrotor attitude calculation EKF algorithm magnetic interference
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室， 天津 300072
胶囊内镜是一种新型的消化道检查手段，目前对胶囊内镜的跟踪定位技术仍存在动态精度低和磁干扰下跟踪失败等问题。提出了一种基于粒子滤波(PF)的磁定位方法，相比于传统的定位方法，PF方法能保证胶囊在移动过程中仍有较高的定位精度，并且能够克服铁磁性物质或通电线圈对磁场环境的影响。在设计的PF算法中添加了对目标运动的估计和对磁干扰的估计：前者用于补偿时序采样下不实时的磁场测量值，后者用于补偿磁干扰。实验结果表明，在有限的磁干扰影响下(＜1.5 μT)，传统的定位方法已无法正常跟踪，而本方法的动态定位的平均误差能保持在6 mm以下，能够满足临床应用的要求。
医用光学 内窥手术 磁定位 粒子滤波 胶囊内镜 磁干扰 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 061701
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
针对介入式内窥手术中手术器械实时定位的需要，提出基于惯性导航的手术定位方法，该方法既能够有效避免传统光学定位(OPT)中视线遮挡引发的定位区域受限问题，又能够克服电磁定位(EMT)对磁场干扰过于敏感的问题。从姿态估计与位置定位两个方面分析了传感器干扰的影响，并改进了已有的抗干扰技术。实验结果表明，在磁干扰情况下，姿态估计的误差在3°以内，位置测量的误差在4 mm 以内，均达到临床应用要求。
传感器 内窥手术 惯性传感 磁干扰 自适应处理
