具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种基于磁阵列的胶囊内窥镜位置测定方法，该方法可以由上位机来执行，其中，磁传感器阵列连接到上位机，胶囊内窥镜通过无线连接到该上位机，进行数据通信。如图1所示，该方法包括：

步骤S101，获取磁传感器阵列检测到的外部磁场向量，所述外部磁场向量为用于牵引胶囊内窥镜移动的外部空间磁场产生的磁场向量，所述外部空间磁场为在预设范围内具有均匀分布的磁场，所述磁传感器阵列包括多个均匀排列的磁传感器，多个均匀排列的磁传感器分布在同一平面。磁传感器阵列可以是M*M个磁传感器组成的磁传感器方阵，每个磁传感器可以测量其位置处的外部磁场向量，其中，外部空间磁场由牵引磁体产生，其在胶囊内窥镜的周围产生均匀分布的磁场。正常情况下，磁传感器所在的平面与所述外部空间磁场的磁感线垂直。但是由于在使用的过程中，外部空间磁场并非在标准场景的磁场分布。通过磁传感器阵列来检测多个位置的外部磁场向量，包括磁场强度和磁场方向。

步骤S102，获取所述磁传感器阵列中每个磁传感器在预先建立的世界坐标系中坐标。本发明实施例中，世界坐标系可以是以经度、维度和高度作为三个轴向的坐标值，也可以是以当前某个已知位置点作为坐标原点建立的坐标系。由于磁传感器阵列是用于测量外部磁场向量的，其位置可以由人工进行调整和设置。例如，通过机械臂控制其到指定的位置，由于该指定位置为控制的目标点，因此其位置已知，然后通过坐标转换，计算得到其在世界坐标系中的坐标。由于磁传感器阵列可以等效为一个面，而磁传感器则可以等效为一个点，因此，可以计算出每个磁传感器的坐标。

步骤S103，基于所述磁传感器阵列中每个磁传感器的坐标和检测到的外部磁场向量计算得到所述外部空间磁场的分布方向。

在计算得到每次磁传感器的坐标之后，可以结合其检测到的外部磁场向量，计算得到每个磁传感器处的磁场方向，然后整合所有磁传感器处的磁场方向，得到外部空间磁场的分布方向。

还可以是通过每个磁传感器的坐标计算得到磁传感器阵列所在面的姿态角，然后再利用该姿态角和磁传感器检测到的磁场向量计算得到外部空间磁场的分布方向。具体地，所述基于所述磁传感器阵列中每个磁传感器的坐标和检测到的外部磁场向量计算得到所述外部空间磁场的分布方向，包括：基于所述每个磁传感器的坐标计算得到所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角；获取每个磁传感器检测到的外部磁场向量的磁场方向；基于所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角和所述磁场方向计算得到所述分布方向。

本发明实施例中，通过利用磁传感器阵列所在平面的姿态角和磁传感器检测到外部磁场向量中的磁场方向计算得到外部空间磁场的分布方向，实现对外部空间磁场的分布方向的检测。

步骤S104，获取所述胶囊内窥镜中加速度传感器检测到的加速度。本发明实施例中，胶囊内窥镜中设置有加速度传感器，用于检测胶囊内窥镜的加速度，然后通过胶囊内窥镜中的无线通信模块实时传输至上位机。

步骤S105，将所述外部磁场向量和所述加速度进行数据融合，得到所述胶囊内窥镜的初始姿态角。

上位机在获取到胶囊内窥镜的加速度之后，再将其与检测到的外部磁场向量进行融合，得到胶囊内窥镜的初始姿态角。其中，外部磁场向量与加速度数据融合得到姿态角的方式为现有技术，本发明实施例中初始姿态角的计算方式与其相同，这里不再赘述。

步骤S106，利用所述分布方向对所述初始姿态角进行校正，得到矫正后的所述胶囊内窥镜的姿态角。

如本发明背景技术所述，在外部空间磁场的分布方向不是水平定向磁场的情况下，采用上述方式计算得到姿态角不够准确，也即是说，本发明实施例中的初始姿态角存在一定的误差。在此基础上，本发明实施例中，由于已经计算出了外部空间磁场的分布方向，通过利用该分布方向对初始姿态角进行校正，得到校正后的姿态角。也即是说，利用外部空间磁场的分布方向作为校正参量，对初始姿态角进行校正，从而消除由于外部空间磁场的方向变化带来的噪声影响，实现对胶囊内窥镜的姿态角的准确检测。

由所述外部磁场向量和所述加速度进行数据融合的方式可知，其融合的过程中，主要利用外部磁场向量的磁场方向和加速度的方向，得到初始姿态角。在加速度的不便的情况下，初始姿态角的准确性完全收到外部磁场向量的磁场方向的影响。因此，在具体的校正过程中，可以通过统计计算的方式，计算出不同磁场分布方向相对于水平定向磁场在计算胶囊内窥镜的姿态角的相对误差，形成磁场分布方向偏量与误差量的对应表，然后在对初始姿态角进行校正的过程中，获取外部磁场的分布方向对应的误差量(该误差量为角度度量)，然后利用该误差量来校正初始姿态角，得到最终的姿态角。本发明实施例中，计算出姿态角也即是确定出胶囊内窥镜的位置信息。

根据本发明实施例，通过利用磁传感器阵列来检测外部空间磁场的外部磁场向量，进而计算得到外部空间磁场的分布方向；然后利用外部磁场向量与胶囊内窥镜的加速度进行融合，得到初始姿态角，利用上述分布方向对该初始姿态角进行校正，得到胶囊内窥镜的实际姿态角。由于检测到的外部空间磁场的分布方向，然后利用该分布方向来对姿态角进行校正，从而在外部空间磁场在任何变化的情况下都能够检测到准确的姿态角，提高了胶囊内窥镜姿态角检测的准确性。

作为一种可选的实施方式，本发明实施例中，所述基于所述每个磁传感器的坐标计算得到所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角，包括：基于所述磁传感器的坐标计算所述磁传感器阵列所在平面与所述世界坐标系中任意两条轴线所在面的夹角，得到所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角。

本发明实施例中，磁传感器阵列所在平面的姿态角可以通过该平面与世界坐标系中每个轴向平面的夹角，然后进行换算得到。

作为另一种可选实施方式，本发明实施例中所述基于所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角和所述磁场方向计算得到所述分布方向，包括：计算所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角与每个磁传感器检测到的外部磁场向量的磁场方向的相对方向，得到多个相对方向数据；对所述相对方向数据进行求平均，得到的所述分布方向。

由于磁场分布具有一定的规律，本发明实施例中，通过每个磁传感器检测到的相对方向求平均的方式计算得到资产的分布方向，相对于单个磁传感器而言，计算得到外部空间磁场的分布方向的准确性大大提升，进而提高了胶囊内窥镜的姿态角的准确性。

实施例2

本实施例提供一种基于磁阵列的胶囊内窥镜位置测定装置，该装置可以用于执行上述实施例1中的方法，如图2所示，该装置包括：

第一获取模块201，用于获取磁传感器阵列检测到的外部磁场向量，所述外部磁场向量为用于牵引胶囊内窥镜移动的外部空间磁场产生的磁场向量，所述外部空间磁场为在预设范围内具有均匀分布的磁场，所述磁传感器阵列包括多个均匀排列的磁传感器，多个均匀排列的磁传感器分布在同一平面，所述平面与所述外部空间磁场的磁感线垂直；

第二获取模块202，用于获取所述磁传感器阵列中每个磁传感器在预先建立的世界坐标系中坐标；

计算模块203，用于基于所述磁传感器阵列中每个磁传感器的坐标和检测到的外部磁场向量计算得到所述外部空间磁场的分布方向；

第三获取模块204，用于获取所述胶囊内窥镜中加速度传感器检测到的加速度；

融合模块205，用于将所述外部磁场向量和所述加速度进行数据融合，得到所述胶囊内窥镜的初始姿态角；

校正模块206，用于利用所述分布方向对所述初始姿态角进行校正，得到矫正后的所述胶囊内窥镜的姿态角。

根据本发明实施例，通过利用磁传感器阵列来检测外部空间磁场的外部磁场向量，进而计算得到外部空间磁场的分布方向；然后利用外部磁场向量与胶囊内窥镜的加速度进行融合，得到初始姿态角，利用上述分布方向对该初始姿态角进行校正，得到胶囊内窥镜的实际姿态角。由于检测到的外部空间磁场的分布方向，然后利用该分布方向来对姿态角进行校正，从而在外部空间磁场在任何变化的情况下都能够检测到准确的姿态角，提高了胶囊内窥镜姿态角检测的准确性。

可选地，所述计算模块包括：第一计算单元，用于基于所述每个磁传感器的坐标计算得到所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角；获取单元，用于获取每个磁传感器检测到的外部磁场向量的磁场方向；第二计算单元，用于基于所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角和所述磁场方向计算得到所述分布方向。

可选地，所述第一计算单元包括：第一计算子单元，用于基于所述磁传感器的坐标计算所述磁传感器阵列所在平面与所述世界坐标系中任意两条轴线所在面的夹角，得到所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角。

可选地，所述第二计算单元包括：第二计算子单元，用于计算所述磁传感器阵列所在平面在所述世界坐标系中的姿态角与每个磁传感器检测到的外部磁场向量的磁场方向的相对方向，得到多个相对方向数据；第三计算子单元，用于对所述相对方向数据进行求平均，得到的所述分布方向。

本发明实施例中具体描述可以参见上述方法实施例，这里不再赘述

实施例3

本实施例还提供一种计算机设备，如可以执行程序的台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。本实施例的计算机设备120至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器121、处理器122，如图3所示。需要指出的是，图3仅示出了具有组件121-122的计算机设备120，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

本实施例中，存储器121(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器121可以是计算机设备120的内部存储单元，例如该计算机设备120的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器121也可以是计算机设备120的外部存储设备，例如该计算机设备120上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器121还可以既包括计算机设备120的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器21通常用于存储安装于计算机设备120的操作系统和各类应用软件，例如实施例所述的基于磁阵列的胶囊内窥镜位置测定方法的程序代码等。此外，存储器121还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

处理器122在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器122通常用于控制计算机设备120的总体操作。本实施例中，处理器122用于运行存储器121中存储的程序代码或者处理数据，例如实现实施例的基于磁阵列的胶囊内窥镜位置测定方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储变换矩阵获取、宽景图像拼接、神经网络训练装置，被处理器执行时实现实施例的基于磁阵列的胶囊内窥镜位置测定方法。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。