CN109617254B - 基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统及方法，区别于传统的胶囊内窥镜无线能量传输技术中采用集中式的螺旋线圈或亥姆霍兹线圈作为能量发射线圈、采用较大体积的三维线圈作为能量接收线圈，通过采用分布式发射线圈阵列及其控制系统取代传统的集中式单线圈发射结构；本发明基于磁场聚焦方法对胶囊内窥镜或胶囊内窥镜机器人等小体积系统进行供能的方案，采用小线圈作为接收线圈，通过控制系统确定发射线圈阵列中各个线圈单元的输入功率和相位，以此实现发射线圈阵列产生的磁场在能量接收端处聚焦，且满足磁场方向与接收端法向平行，进而保证接收端获得稳定、高效的接收功率。同时这种方案可以采用更小体积的接收装置，节省了空间。

Description

基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统及方法

技术领域

本发明涉及无线能量传输技术领域，尤其涉及一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统及方法。

背景技术

2001年，以色列的Given Imaging公司推出了全球首款胶囊内窥镜，是一种可以获取整个消化道影像的设备。

经过十多年的发展，胶囊内窥镜仍然被认为是一项不成熟的技术，还存在许多需要改进之处。2014年，Basar M R等人Sensors上发表了“胶囊内窥镜中无线能量传输系统应用的综述”(Basar M R,Ahmad M Y,Cho J,et al.Application of wireless powertransmission systems in wireless capsule endoscopy:an overview[J].Sensors,2014,14(6):10929-10951.)。文中总结了目前胶囊内窥镜应用的现状，重点提出了目前商用胶囊内窥镜的主要缺点，其中之一是胶囊内窥镜成像质量不理想。胶囊内窥镜成像质量不理想会妨碍输出影像的准确性，虽然通过使用高分辨率传感器、更高光照强度的光源和更高功率的射频发射器可以实现更高质量的图像数据传输，但这些功能都会增加功率需求，最大功率要求可达200mW。下一代胶囊内窥镜被称为机器人胶囊，将具有其他子系统，如自主移动系统、自动对焦系统、显微手术、药物定点释放和活检采样等。包含更多功能的胶囊内窥镜对电能的需求会进一步提高，可以达到570mW。而现有的胶囊内窥镜产品绝大部分采用内置电池的方式进行供电，一方面，这种胶囊电池可提供的功率仅为约25mW，远远低于上述高质量成像和未来机器人胶囊对功率的需求；另一方面，电池占据了胶囊内部的很大一部分空间，不利于胶囊内窥镜功能的扩展；另外，电池内的化学物质可能对人体造成危害。因此，考虑到上述目前胶囊内窥镜的供能现状，需要一种替代方法为胶囊内窥镜或未来胶囊机器人进行供电。

无线能量传输(Wireless Power transfer，WPT)作为一种有效的解决方法受到众多研究者的青睐。2002年，日本RF system lab公司推出了Norika3胶囊内窥镜，其后该公司又推出其他Norika系列的胶囊内窥镜产品。该系列的胶囊内窥镜采用无线能量传输进行供电的技术，也是目前所有商用胶囊内窥镜中唯一采用无线能量传输的方式进行供电的产品系列，该系列胶囊内部具有能量接收线圈和储能电容，体表放置集中式线圈作为能量发射装置。2007年，Lenaerts B等人在Biosensors and Bioelectronics上发表了“Aninductive power link for a wireless endoscope”的论文(Lenaerts B,Puers R.Aninductive power link for a wireless endoscope[J].Biosensors andBioelectronics,2007,22(7):1390-1395.)，同年，Guanying M等人在PhysiologicalMeasurement上发表了“Power transmission for gastrointestinal microsystemsusing inductive coupling”的论文(Guanying M,Guozheng Y,Xiu H.Powertransmission for gastrointestinal microsystems using inductive coupling[J].Physiological Measurement,2007,28(3):N9.)，两篇研究论文中各自提出了一种使用单个螺线管线圈作为能量发射装置的最简单的无线能量传输系统设计。2008年，Li H等人在The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery上发表了“An active endoscopic robot based on wireless power transmission andelectromagnetic localization”的论文(Li H,Yan G,Ma G.An active endoscopicrobot based on wireless power transmission and electromagnetic localization[J].The International Journal of Medical Robotics and Computer AssistedSurgery,2008,4(4):355-367.)，文中提出了利用三套亥姆霍兹线圈为胶囊内窥镜机器人进行无线能量传输的设计方案。与Norika系列胶囊内窥镜产品相似，包括上述研究在内，目前在用于胶囊内窥镜的无线能量传输系统中，发射端主要采用集中式的螺旋线圈或亥姆霍兹线圈，接收端采用三维正交接收线圈。

上述的两种发射线圈与接收线圈的耦合系数较低，导致系统的能量传输效率较低，同时，过低的能量传输效率必然带来更大的发射功率，而这两种集中分布的线圈结构使得病人容易暴露在强电磁辐射环境中，导致无线能量传输的安全性下降；三维接收线圈的体积过于庞大，占用了胶囊内窥镜中过多的宝贵空间，不利于下一代胶囊内窥镜多功能的实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统及方法，克服了胶囊内窥镜或胶囊内窥镜机器人等小体积系统中供能系统的传输效率较低、能量传输稳定性较差和能量接收装置体积较大的缺点，可以使系统中的接收装置体积大大减小，能量传输效率及系统稳定性得到大幅提高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统，包括：能量发射端和一维线圈结构的能量接收端；所述能量发射端包括：无线能量发射单元、位置及姿态获取单元、微处理器与控制单元；其中：

所述位置及姿态获取单元，用于获取能量接收端的位置坐标以及能量接收端中一维线圈的指向；

所述微处理器，用于基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息；

所述控制单元，用于根据微处理器的计算结果对无线能量发射单元进行控制，使得能量接收端在移动和/或旋转时，无线能量发射单元向能量接收端稳定输能。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，区别于传统的胶囊内窥镜无线能量传输技术中采用集中式的螺旋线圈或亥姆霍兹线圈作为能量发射线圈、采用较大体积的三维线圈作为能量接收线圈，通过采用分布式发射线圈阵列及其控制系统取代传统的集中式单线圈发射结构；本发明提出了基于磁场聚焦方法对胶囊内窥镜或胶囊内窥镜机器人等小体积系统进行供能的方案，采用小线圈作为接收线圈，通过控制系统确定发射线圈阵列中各个线圈单元的输入功率和相位，以此实现发射线圈阵列产生的磁场在能量接收端处聚焦，且满足磁场方向与接收端法向平行，进而保证接收端获得稳定、高效的接收功率。同时这种方案可以采用更小体积的接收装置，节省了空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统工作示意图；

图2为本发明实施例提供的整体系统详细结构框图；

图3为本发明实施例提供的等功率分配T形结结构示意图；

图4为本发明实施例提供的匹配与传输选择器的电路图；

图5为本发明实施例提供的开关线式集总参数移相器的电路图；

图6为本发明实施例提供的3位数字式可变增益放大器的电路图；

图7为本发明实施例提供的发射线圈在人体躯干上的均匀排布示意图；

图8为本发明实施例提供的发射线圈在人体躯干上的蜂巢结构排布示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

本发明为克服现有胶囊内窥镜或未来胶囊内窥镜机器人等小体积系统中供能系统的传输效率较低、能量传输稳定性较差和能量接收装置体积较大的缺点，提出一种基于磁场聚焦的无线能量传输系统，通过利用分布式发射线圈阵列及其控制系统取代传统的单线圈发射结构，使小体积系统中的接收装置体积大大减小，能量传输效率及系统稳定性得到大幅提高。

实施例一

如图1所示，其主要包括：能量发射端和一维线圈结构的能量接收端；所述能量发射端包括：无线能量发射单元、位置及姿态获取单元、微处理器与控制单元；其中：

所述位置及姿态获取单元，用于获取能量接收端的位置坐标以及能量接收端中一维线圈的指向；

所述微处理器，用于基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息；

所述控制单元，用于根据微处理器的计算结果对无线能量发射单元进行控制，使得能量接收端在移动和/或旋转时，无线能量发射单元向能量接收端稳定输能。

此外，该系统还包括：电源，用于为各个单元供电。

如图2所示，所述无线能量发射单元包括：振荡器、功率分配器、N个匹配与传输选择器(匹配/传输选择器)、N个移相器、N个可变增益放大器以及N个发射线圈；

其中，每一个匹配与传输选择器、移相器、可变增益放大器以及发射线圈依次连接，构成N路结构，所述振荡器与功率分配器连接后，分别与每一路结构相连。

为了便于理解，下面针对系统工作过程及各器件做详细的介绍。

一、系统工作过程介绍。

本发明实施例中，所述磁场聚焦技术包括两个方面：通过外部控制，分布式发射线圈阵列中的各个线圈产生的磁场在接收端所在的位置同向叠加，同时磁场方向与接收端的法向平行。

为了实现发射线圈阵列产生的磁场在能量接收端聚焦的作用，微处理器利用优化算法优化无线能量发射单元的控制方案，最终确定各发射线圈的输入功率和相位，从而确定无线能量发射单元中的匹配与传输选择器、移相器及可变增益放大器的状态，以保证发射线圈阵列产生的磁场在能量接收端聚焦，且满足磁场方向与接收端法向平行，进而保证接收端获得稳定、高效的接收功率。在微处理器的优化过程中，如果某些发射线圈的输入功率低于某一阈值，则不对这些发射线圈进行馈电，此时匹配与传输选择器调整为匹配状态。具体来说：

1)首先，系统会设定一个时间间隔t，每个时间t由位置及姿态获取单元获取能量接收端的位置坐标以及能量接收端中一维线圈的指向，然后交给微处理器做后续运算。

假设，本次获取的能量接收端的位置坐标为R(x₀,y₀,z₀)，能量接收端中一维线圈的指向为n。

2)计算发射线圈在单位输入功率时在接收线圈的位置处的磁场H_i(R)，并计算各发射线圈在一维线圈指向上的投影大小H_i(R)·n，i＝1,2…N；

3)优化线圈馈电功率分配及相位。通过优化各发射线圈的输入功率及相位，实现目标区域各发射线圈产生的磁场矢量叠加，在总输入功率不变的情况下实现总磁场在接收线圈指向投影H_t(R,n)的最大化：

上式中，I_i和

分别为第i个发射线圈的馈电电流幅度和馈电相位，e为自然常数，j为为虚数；

上式为一个单目标优化问题，其最优化模型为：

其中，P_total是N个发射线圈的总输入功率，R_L为发射线圈单元的输入阻抗；优化上式将得到N个发射线圈的输入功率和输入相位；如果某一个或者某些发射线圈的输入功率小于特定的输入功率，则不对相应的发射线圈馈电，则相应的匹配与传输选择器调整为匹配状态；

4)根据获得的H_t(R,n)分别确定最终的匹配与传输选择器的线路选择状态信息、移相器的移相状态信息以及可变增益放大器的增益控制状态信息；然后，由控制单元进行相应的控制，保持时间t后，再重复之前的第1)步。

5)以上过程会不断的重复，直至位置及姿态获取单元获取的能量接收端的位置坐标超出预定区域后，结束流程。

二、位置及姿态获取单元

还参见图2，所述位置及姿态获取单元包括：位于胶囊内窥镜中的定位信号发射器以及体外定位装置；

其中，所述定位信号发射器包括：依次连接的微型陀螺仪芯片(设置于微处理电路)、定位信号发生器(设置于中微处理电路)以及发射天线；

所述体外定位装置包括：黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中的接收天线阵列和数字采样分析单元(数字采样电路)。

三、无线能量发射单元内部器件介绍。

1、振荡器。

所述振荡器为交流信号的发生器，用于激发特定工作频率的正弦交流信号，在该实施例中工作频率为13.56MHz。

2、功率分配器。

所述功率分配器将振荡器产生的交流能量等功率分配到需要的路数，具体实施时能量传输系统的工作频率较低，可以采用T型结功分器串联构成功率分配网络，区别于采用四分之一波导波长匹配线的T型功分器，本发明实施例中可以采用集中电容和电感替代四分之一波导波长匹配线实现阻抗匹配和功率分配，如图3所示，Z₀为微带线的特征阻抗，也是输入、输出端口阻抗，其中，集总电容C＝1/(ωZ₀)，集总电感L＝Z₀/(2ω)，ω为工作角频率。

3、匹配与传输选择器。

所述匹配与传输选择器其作用为当发射线圈不需要馈电时，相应的路径中的匹配与传输选择器调整为匹配状态，此时，匹配与传输选择器之后的移相器以及可变增益放大器不工作，可以有效减少电源的输出功率；否则为传输状态。匹配/传输选择器的电路如图4所示，其中R＝Z₀。

4、移相器。

所述移相器为一种开关线式集总元件移相器，其电路图如图5所示，移相量为

的集总元件移相器的各元件的值为：

无线能量传输系统的工作频率较低，工作波长较长，胶囊在整个消化道中移动的过程中与发射线圈的距离远小于工作波长，因此，胶囊内窥镜位置的改变对于所导致的磁场相位的变化可以忽略不计。在所述无线能量传输系统中的移相器仅需输出0°和180°这两个相位即可。

5、可变增益放大器

所述可变增益放大器为一种数字控制可变增益放大器，不同于在固定增益的放大器后面级联数字衰减器，通过控制衰减器的衰减量，实现增益可变的方式，本发明中采用衰减器后级联放大器的方式会降低对衰减器的功率容量要求，这会提高整个系统的能量利用效率，同时可以降低对数字衰减器的功率容量要求。应用于本发明具体实施例中的可变增益放大器采用3位数字衰减和固定增益放大器级联的形式，数字衰减器采用开关线式衰减器，衰减路径采用Π型电阻式衰减结构，3位数字衰减器的衰减量分别为1dB、2dB和4dB，其电路图如图6所示，可变增益放大器的输出端通过同轴线与发射线圈阵列相连。

6、发射线圈

所述发射线圈阵列由一个个小线圈单元(共N个)构成，其与人体躯干共形，黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中。线圈单元的尺寸的选择需要充分考虑能量传输效率、能量传输的稳定性、系统复杂度以及穿戴舒适性等因素。

发射线圈阵列单元可采用的排布方式有两种，一种为线圈均匀缠绕于人体腹部，如图7所示，另一种为蜂巢结构排布，如图8所示。发射线圈的形状可以为圆形线圈或者多边形线圈；发射线圈可以为立体结构或平面结构；发射线圈可以为金属导线缠绕而成或利用印刷电路板技术加工在介质基板上；发射线圈单元的谐振频率与接收线圈的谐振频率相同，均为系统的工作频率。发射线圈的匹配可以利用两种方式实现：1、借鉴磁谐振耦合无线能量传输结构，单线圈结构与可变增益放大器相连，通过调整单线圈结构的参数以及单线圈结构与发射线圈单元的耦合系数实现阻抗匹配；2、采用集总电容和集总电感构成LC匹配电路进行匹配。

实施例二

本发明另一实施例还提供一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输方法，该方法基于前述实施例提供的系统来实现，主要包括：

利用位置及姿态获取单元，获取能量接收端的位置坐标以及能量接收端中一维线圈的指向；

利用微处理器，基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息；

利用控制单元，根据微处理器的计算结果对无线能量发射单元进行控制，使得能量接收端在移动和/或旋转时，无线能量发射单元向能量接收端稳定输能。

进一步的，所述无线能量发射单元包括：振荡器、功率分配器、N个匹配与传输选择器、N个移相器、N个可变增益放大器以及N个发射线圈；

其中，每一个匹配与传输选择器、移相器、可变增益放大器以及发射线圈依次连接，构成N路结构，所述振荡器与功率分配器连接后，分别与每一路结构相连。

进一步的，基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息包括：

假设能量接收端的位置坐标为R(x₀,y₀,z₀)，能量接收端中一维线圈的指向为n；

计算发射线圈在单位输入功率时在接收线圈的位置处的磁场H_i(R)，并计算各发射线圈在一维线圈指向上的投影大小H_i(R)·n，i＝1,2…N；

通过优化各发射线圈的输入功率及相位，实现目标区域各发射线圈产生的磁场矢量叠加，在总输入功率不变的情况下实现总磁场在接收线圈指向投影H_t(R,n)的最大化：

上式中，I_i和

分别为第i个发射线圈的馈电电流幅度和馈电相位，e为自然常数，j为为虚数；

上式为一个单目标优化问题，其最优化模型为：

其中，P_total是N个发射线圈的总输入功率，R_L为发射线圈单元的输入阻抗；优化上式将得到N个发射线圈的输入功率和输入相位；如果某一个或者某些发射线圈的输入功率小于特定的输入功率，则不对相应的发射线圈馈电，则相应的匹配与传输选择器调整为匹配状态；

根据获得的H_t(R,n)分别确定最终的匹配与传输选择器的线路选择状态信息、移相器的移相状态信息以及可变增益放大器的增益控制状态信息。

进一步的，所述N个发射线圈构成阵列形式，其与人体躯干共形，黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中。

进一步的，所述位置及姿态获取单元包括：位于胶囊内窥镜中的定位信号发射器以及体外定位装置；

其中，所述定位信号发射器包括：依次连接的微型陀螺仪芯片、定位信号发生器以及发射天线；

所述体外定位装置包括：黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中的接收天线阵列和数字采样分析单元。

如前所述，该方法基于前述实施例提供的系统来实现，关于系统主要工作过程及相关器件的介绍请参见之前的实施例，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统，其特征在于，包括：能量发射端和一维线圈结构的能量接收端；所述能量发射端包括：无线能量发射单元、位置及姿态获取单元、微处理器与控制单元；其中：

所述位置及姿态获取单元，用于获取能量接收端的位置坐标以及能量接收端中一维线圈的指向；

所述微处理器，用于基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息；

所述控制单元，用于根据微处理器的计算结果对无线能量发射单元进行控制，使得能量接收端在移动和/或旋转时，无线能量发射单元向能量接收端稳定输能；

所述无线能量发射单元包括：振荡器、功率分配器、N个匹配与传输选择器、N个移相器、N个可变增益放大器以及N个发射线圈；

其中，每一个匹配与传输选择器、移相器、可变增益放大器以及发射线圈依次连接，构成N路结构，所述振荡器与功率分配器连接后，分别与每一路结构相连；

其中，基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息包括：

假设能量接收端的位置坐标为R(x₀,y₀,z₀)，能量接收端中一维线圈的指向为n；

计算发射线圈在单位输入功率时在接收线圈的位置处的磁场H_i(R)，并计算各发射线圈在一维线圈指向上的投影大小H_i(R)·n，i＝1,2…N；

通过优化各发射线圈的输入功率及相位，实现目标区域各发射线圈产生的磁场矢量叠加，在总输入功率不变的情况下实现总磁场在接收线圈指向投影H_t(R,n)的最大化：

上式中，I_i和

分别为第i个发射线圈的馈电电流幅度和馈电相位，e为自然常数，j为虚数；

上式为一个单目标优化问题，其最优化模型为：

其中，P_total是N个发射线圈的总输入功率，R_L为发射线圈单元的输入阻抗；优化上式将得到N个发射线圈的输入功率和输入相位；如果某一个或者某些发射线圈的输入功率小于特定的输入功率，则不对相应的发射线圈馈电，则相应的匹配与传输选择器调整为匹配状态；

根据获得的H_t(R,n)分别确定最终的匹配与传输选择器的线路选择状态信息、移相器的移相状态信息以及可变增益放大器的增益控制状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统，其特征在于，所述N个发射线圈构成阵列形式，其与人体躯干共形，黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输系统，其特征在于，所述位置及姿态获取单元包括：位于胶囊内窥镜中的定位信号发射器以及体外定位装置；

其中，所述定位信号发射器包括：依次连接的微型陀螺仪芯片、定位信号发生器以及发射天线；

所述体外定位装置包括：黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中的接收天线阵列和数字采样分析单元。

4.一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-3任一项系统实现，包括：

利用位置及姿态获取单元，获取能量接收端的位置坐标以及能量接收端中一维线圈的指向；

利用微处理器，基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息；

利用控制单元，根据微处理器的计算结果对无线能量发射单元进行控制，使得能量接收端在移动和/或旋转时，无线能量发射单元向能量接收端稳定输能；

所述无线能量发射单元包括：振荡器、功率分配器、N个匹配与传输选择器、N个移相器、N个可变增益放大器以及N个发射线圈；

其中，每一个匹配与传输选择器、移相器、可变增益放大器以及发射线圈依次连接，构成N路结构，所述振荡器与功率分配器连接后，分别与每一路结构相连；

其中，基于磁场聚焦技术计算无线能量发射单元中各发射线圈的输入功率和相位，从而计算无线能量发射单元中各控制器件的控制信息包括：

假设能量接收端的位置坐标为R(x₀,y₀,z₀)，能量接收端中一维线圈的指向为n；

计算发射线圈在单位输入功率时在接收线圈的位置处的磁场H_i(R)，并计算各发射线圈在一维线圈指向上的投影大小H_i(R)·n，i＝1,2…N；

通过优化各发射线圈的输入功率及相位，实现目标区域各发射线圈产生的磁场矢量叠加，在总输入功率不变的情况下实现总磁场在接收线圈指向投影H_t(R,n)的最大化：

上式中，I_i和

分别为第i个发射线圈的馈电电流幅度和馈电相位，e为自然常数，j为虚数；

上式为一个单目标优化问题，其最优化模型为：

其中，P_total是N个发射线圈的总输入功率，R_L为发射线圈单元的输入阻抗；优化上式将得到N个发射线圈的输入功率和输入相位；如果某一个或者某些发射线圈的输入功率小于特定的输入功率，则不对相应的发射线圈馈电，则相应的匹配与传输选择器调整为匹配状态；

根据获得的H_t(R,n)分别确定最终的匹配与传输选择器的线路选择状态信息、移相器的移相状态信息以及可变增益放大器的增益控制状态信息。

5.根据权利要求4所述的一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输方法，其特征在于，所述N个发射线圈构成阵列形式，其与人体躯干共形，黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中。

6.根据权利要求4所述的一种基于磁场聚焦技术的无线能量传输方法，其特征在于，所述位置及姿态获取单元包括：位于胶囊内窥镜中的定位信号发射器以及体外定位装置；

其中，所述定位信号发射器包括：依次连接的微型陀螺仪芯片、定位信号发生器以及发射天线；

所述体外定位装置包括：黏贴在人体腹部或置于人体穿戴的马甲中的接收天线阵列和数字采样分析单元。

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