CN114966511B - 感测设备校正方法及校正系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种感测设备校正方法和校正系统，感测设备校正方法包括：分别向所述感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号；在所述稳态感测信号符合预设条件时，解析得到对应的稳态场强值；解析所述瞬态感测信号得到瞬态场强值，并根据所述稳态场强值和所述瞬态场强值，对所述感测设备的动态感测信号进行校正。本发明提供的感测设备校正方法能够有效克服感测设备检测时间长短区别导致的信号衰减问题，提升感测设备的检测精度和准确性，降低现有感测设备校正过程的成本和资源浪费。

Description

感测设备校正方法及校正系统

技术领域

本发明涉及磁场感测技术领域，尤其涉及一种感测设备校正方法及校正系统。

背景技术

设置于定位系统中的感测设备，往往通过与定位系统中其他信号发射装置的配合，通过接收信号和/或自身发出信号，告知操作者感测设备所处位置以及其他信息，具体地，上述技术方案可以应用于医疗技术领域中，用以控制人体内的磁性医疗设备，并对应接收其反馈的定位信息，确认病灶在人体内的位置。

磁场信号的传输虽然没有特殊的介质要求，但是由于频率、信号形式、持续时间、延迟时间以及环境磁场影响等因素，往往会存在由于信号衰减、信号叠加导致的、某个时间点测得的磁场信号与当前时间点实际磁场信号不一致的情况，或是同一位置检测出不同磁场信号的问题。现有技术中提供一种通过在不同周期范围选择性开闭不同信号发射装置，虽然对单周期内的检测磁场信号准确性有一定增强效果，但是会造成成本的增加、资源的浪费，并且不能解决信号衰减带来的准确性损失。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种感测设备校正方法，以解决现有技术中感测设备校正过程精度差、成本高，无法改善延迟和信号衰减带来的准确性损失的技术问题。

本发明的目的之一在于提供一种感测设备校正系统。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种感测设备校正方法，包括：分别向所述感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号；在所述稳态感测信号符合预设条件时，解析得到对应的稳态场强值；解析所述瞬态感测信号得到瞬态场强值，并根据所述稳态场强值和所述瞬态场强值，对所述感测设备的动态感测信号进行校正。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述稳态感测信号为校正时所述感测设备在稳定工作状态下输出的感测信号，所述瞬态感测信号为校正时所述感测设备在任一瞬时工作状态下输出的感测信号，所述动态感测信号为所述感测设备使用时输出的感测信号；所述方法具体包括：根据所述稳态场强值和所述瞬态场强值计算校正因子，并根据所述校正因子对所述动态感测信号进行校正。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法具体包括：接收所述感测设备输出的背景感测信号，解析得到对应的背景场强值；根据所述稳态场强值、所述瞬态场强值以及所述背景场强值，计算所述校正因子，并根据所述校正因子对所述感测设备的动态信号进行校正；其中，所述校正因子为所述瞬态场强值与所述背景场强值之差与所述稳态场强值与所述背景场强值之差的商。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法具体包括：连续发送稳态激励信号，并对应接收第一时间下的第一感测信号和第二时间下的第二感测信号作为所述稳态感测信号；解析所述第一感测信号和所述第二感测信号，得到第一场强值和第二场强值，若所述第一场强值和所述第二场强值之差小于预设的波动允许值，则根据所述第一场强值和所述第二场强值计算得到稳态场强值。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：向所述感测设备发送测试激励信号，并对应接收至少第一轴向感测信号、第二轴向感测信号和第三轴向感测信号；根据所述第一轴向感测信号、所述第二轴向感测信号和所述第三轴向感测信号携带的场强值，选择性输出第一转轴调整信号和第二转轴调整信号，调整直至每个轴向感测信号携带的波形幅度均符合预设幅度条件；其中，第一轴向、第二轴向和第三轴向为所述感测设备的感测方向且配置为相互垂直，第一转轴和第二转轴用于调整所述感测设备的姿态且配置为相互垂直。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法具体包括：解析所述第一轴向感测信号，得到具有第一持续时间的第一场强波形，并计算所述第一场强波形的第一平均场强值；按照预设时间窗口对所述第一场强波形执行分割，提取得到第一时间段，并分析所述第一场强波形在所述第一时间段内的第一最高场强值和第一最低场强值；计算所述第一最高场强值和所述第一平均场强值之差，以及所述第一平均场强值与所述第一最低场强值之差，分别得到第一场强差值和第二场强差值；若所述第一场强差值或所述第二场强差值小于预设幅度值，则输出所述第一转轴信号和所述第二转轴信号至少其中之一，控制所述感测设备由第一姿态调整为第二姿态；其中，所述第一持续时间长度大于所述预设时间窗口长度；所述感测设备在第二姿态下的第一轴向感测信号，强于所述感测设备在第一姿态下的第一轴向感测信号。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种感测设备校正系统，包括待校正感测设备和主控系统，所述主控系统配置为执行上述任一种技术方案所述的感测设备校正方法。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感测设备校正系统还包括姿态调整装置，所述姿态调整装置包括固定机构以及设置于所述固定机构的调整组件，所述主控系统包括用于执行数据采集、处理和传输的数据处理单元，用于输出激励信号的信号发生单元，以及用于输出控制信号、绘制并显示波形的上位机；所述待校正感测设备设置于所述调整组件中，所述数据处理单元连接所述调整组件和所述待校正感测设备，所述上位机分别连接所述信号发生单元和所述数据处理单元。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述固定机构包括一端部相互连接形成中心节点，且另一端部分别沿第一轴向、第二轴向和第三轴向延伸的第一连接件、第二连接件和第三连接件；所述调整组件至少其中之一设置于所述中心节点处，且至少其中另一设置于所述第一连接件、所述第二连接件或所述第三连接件的所述另一端部处。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述调整组件包括支持部、第一固定部、第二固定部、第一转轴和第二转轴；所述第一固定部和所述第二固定部至少其中之一，可活动地连接于所述支持部，所述待校正感测设备设置于所述第一固定部和所述第二固定部共同围设形成的容置空间内；所述第一转轴设置于所述第一固定部围设空间的一个对称轴处，所述第二转轴设置于所述第二固定部围设空间的一个对称轴处，所述第一转轴和所述第二转轴相互垂直设置，且配置为接收所述主控系统的控制、旋转并调节所述待校正感测设备姿态。

与现有技术相比，本发明提供的感测设备校正方法，通过分别输出稳态激励信号和瞬态激励信号，以得到感测设备在稳态和瞬态两种工作状态下的感测信号，并利用两种状态测得的场强数值大小对感测设备的工作进行校准。如此，能够有效克服感测设备检测时间长短区别导致的信号衰减问题，提升感测设备的检测精度和准确性，降低现有感测设备校正过程的成本和资源浪费。

附图说明

图1是本发明一实施方式中感测设备校正系统的结构原理图；

图2是本发明一实施方式中感测设备校正系统的结构示意图；

图3是本发明一实施方式中感测设备校正系统的部分结构示意图；

图4是本发明一实施方式中感测设备校正系统的调整组件和待校正感测设备的配合结构示意图；

图5是本发明一实施方式中感测设备校正系统的待校正感测设备的结构示意图；

图6是本发明一实施方式中感测设备校正方法的步骤示意图；

图7是本发明一实施方式中感测设备校正方法的场强值随时间变化的波形原理图；

图8是本发明另一实施方式中感测设备校正方法的步骤示意图；

图9是本发明一实施方式中感测设备校正方法的第一实施例的步骤示意图；

图10是本发明一实施方式中感测设备校正方法的第二实施例的步骤示意图；

图11是本发明再一实施方式中感测设备校正方法的步骤示意图；

图12是本发明再一实施方式中感测设备校正方法的步骤41的一具体示例的步骤示意图；

图13是本发明再一实施方式中感测设备校正方法的一具体示例的场强值变化的波形原理图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

感测设备通常配置为接收外界信号源发出的信号，解析信号中携带的数据信息并对应运算得到用户所需信息。一个典型例子在于，当感测设备应用于胶囊型设备特别是胶囊内窥镜中，或定义胶囊内窥镜为一感测设备时，感测设备可以接收外界输入的电磁信号并求解当前磁场值，并代入预设模型中计算得出感测设备位于非磁性腔体(例如人体)中的位置，以达到对感测设备定位的效果。但外界信号源发出的预设模式的周期信号，在传输过程中基于诸多原因，反映到感测设备中极有可能出现相位偏移和幅值衰减等问题，导致感测设备检测和运算得到的数据存在较大误差。

为了改善直至解决上述问题，本发明提供一种感测设备校正系统，可以应用于任何存在电磁信号交互的大场景下，也可以应用于上述任何一种具体的场景中，例如用于校正与外部磁信号发生线圈交互的胶囊内窥镜的感测情况，以使胶囊内窥镜输出更为准确的定位信号。

如图1所示，本发明一实施方式提供的感测设备校正系统包括待校正感测设备100和主控系统300，所述主控系统300配置为搭载一种感测设备校正方法，从而解决待校正感测设备100检测数据误差大等技术问题，并达到对应技术效果。

继续如图1和图2所示，感测设备校正系统还可以进一步包括用于调整待校正感测设备100姿态的姿态调整装置200，优选地，待校正感测设备100配置为固定于姿态调整装置200中。主控系统300也可以进一步包括数据处理单元31、上位机32以及信号发生单元33。

其中，数据处理单元31用于执行数据采集、处理和传输，所述数据可以是来自于待校正感测设备100的检测数据，也可以是输出至姿态调整装置200的控制信号。基于此，数据处理单元31可以配置为有线或无线连接姿态调整装置200，并通过姿态调整装置200与待校正感测设备100的电性连接关系，接收来自待校正感测设备100的检测数据，也可以配置为分别有线或无线连接待校正感测设备100和姿态调整装置200。当然，本发明并不局限于上文提供的两种连接方式，在一种实施方式中，待校正感测设备100与姿态调整装置200之间、姿态调整装置200与数据处理单元31之间以及待校正感测设备100与数据处理单元31之间可以同时建立连接关系；在另一种实施方式中，待校正感测设备100可以配置为自主调节自身姿态情况而无需姿态调整装置200的辅助，此时可以取消姿态调整装置200并仅建立待校正感测设备100与数据处理单元31之间的连接关系。

上位机32用于输出控制信号、绘制并显示波形，所述控制信号和所述波形的生成，依托于数据处理单元31传输的待校正感测设备100的检测数据，上位机32因此可以对应配置为，根据所述检测数据拟合变化波形曲线，并以相同或不同形式，将不同位置或同一位置不同时间的待校正感测设备100的检测数据显示于屏幕中。在待校正感测设备100包括设置于不同位置上的多个时，优选地绘制形成不同颜色的曲线，本领域技术人员可以以此衍生出多种实施方式。

信号发生单元33用于输出激励信号，以使待校正感测设备100根据激励信号对应生成检测信号。所述激励信号可以是通过上位机32或数据处理单元31其中之一控制输出的，可以是任何预设模式下的周期性信号，例如正弦信号或方波信号，可以是30Hz至100Hz优选为50Hz的较高频率信号，也可以是0.1Hz至1Hz的较低频率信号。信号发生单元33可以仅包括一个信号发生装置，也可以配置为包括多个信号发生装置，以输出相同或不同的电磁信号，形成对待校正感测设备100的激励。

至此，在一种实施方式中，上位机32可以以数据处理单元31作为中转驱动，接收来自待校正感测设备100的检测数据，并向姿态调整装置200输出控制信号(或向待校正感测设备100输出控制信号)，以实现根据检测数据动态调整待校正感测设备100的姿态，使检测数据的素质符合预设要求，而后控制信号发生单元33输出不同电磁信号，接收对应不同电磁信号的不同检测信号，从而分析不同情况下的检测数据，以对感测设备进行校正。当然，在另一种实施方式中，可以取消上位机32的配置，由数据处理单元31独立完成上述检测数据的接收、控制信号的输出、信号发生单元33的控制以及校正(特别是用于校正的参数的计算)过程。

如图2和图3所示，姿态调整装置200进一步可以包括固定机构22以及设置于固定机构22至少一处的调整组件21。从而，待校正感测设备100设置于调整组件21中，数据处理单元31连接调整组件21和待校正感测设备100至少其中之一，上位机32分别连接信号发生单元33和数据处理单元31。如此，上位机32通过数据处理单元31分别建立与调整组件21之间的控制路径，以及与待校正感测设备100之间的数据传输路径(或数据处理单元31直接控制和/或采集)，固定机构22被配置为足以覆盖多感测范围和多个设备的结构或样态。

在一种实施方式中，固定机构22可以进一步包括一端部相互连接形成中心节点20，且另一端部分别沿第一轴向d1、第二轴向d2和第三轴向d3延伸的第一连接件221、第二连接件222和第三连接件223。其中，第一连接件221、第二连接件222和第三连接件223可以配置为杆状，以形成形似空间直角坐标系的架构，以从多方位容纳多个待校正感测设备100。此外，待校正感测设备100和/或调整组件21可以在第一连接件221两端部、第二连接件222两端部和第三连接件223两端部任意一处设置有一个或多个，也可以在第一连接件221、第二连接件222和第三连接件223各自的长度延伸方向上设置有一个或多个，具体可以根据需要调整，此处不做穷举。

优选地，调整组件21和/或待校正感测设备100至少其中之一设置于中心节点20处，且至少其中另一设置于第一连接件221、第二连接件222和第三连接件223远离中心节点20的另一端部处。则至少两个调整组件21设置于校正空间30内两处已知相对位置关系的不同位置处，以采集得到更为全面的检测数据。当然，在一种具体的实施方式中，调整组件21可以具体配置为包括第一调整组件21A、第二调整组件21B、第三调整组件21C和第四调整组件21D，第一调整组件21A设置于所述中心节点20处，第二调整组件21B设置于第一连接件221远离中心节点20一端，第三调整组件21C设置于第二连接件222远离中心节点20一端，第四调整组件21D设置于第三连接件223远离中心节点20一端，从而覆盖校正空间30内更广的范围。当然上述结构也可以在校正空间30内设置有多组，此处不再赘述。

在一种实施方式中，调整组件21可以具体配置为包括第一固定部211以及第二固定部212，且第一固定部211和第二固定部212共同围设形成一容置空间210，上述待校正感测设备100设置于该容置空间210内，可以是待校正感测设备100与第一固定部211直接固定，并通过第一固定部211与第二固定部212建立间接连接关系，也可以是与第二固定部212直接固定，并通过第二固定部212与第一固定部211建立间接连接关系，从而使其能够同时接受两个固定部的姿态调节。

具体地，第一固定部211和第二固定部212上至少一个部位可以配置为连接主控系统300，特别是连接数据处理单元31，以接收来自数据处理单元31自身或上位机32的控制信号，调整固定部自身姿态以影响待校正感测设备。在一种实施方式中，第一固定部211和第二固定部212配置为环状，优选为圆环状，并分别围设形成第一空间231和第二空间232，进一步地，第一空间231和第二空间232在动作过程中组合并等效形成一立体空间，该立体空间可以是前文定义的容置空间210，也可以是容置空间210的一部分或包含容置空间210，以供待校准感测设备100在其内部沿各个方向调整自身姿态，包括延伸方向、空间位置等。

调整组件21在一种实施方式中还可以包括第一转轴241和第二转轴242，第一转轴241设置于第一空间231的任意一个对称轴处，可以仅设置一个或沿该对称轴对应设置两个，第二转轴242设置于第二空间232的任意一个对称轴处，同样也可以仅设置一个或沿该对称轴对应设置两个。优选地，第一转轴241和第二转轴242相互垂直设置，且配置为接收主控系统300(具体可以是数据处理单元31)的控制，旋转并调节待校正感测设备100的姿态，当然，本发明中上述第一转轴241和第二转轴242也可以配置为兼顾手动调节，如此可以减少附加的机械控制和传动机构等相关结构，精简装置的配置。

对于第一固定部211而言，在以第一转轴241旋转过程中，其上相对于第一转轴241对称设置的位置会在垂直于第一转轴241的平面上同步且相对地调整位置，从而将第一空间231等效扩张为至少容置空间210的一部分；第二固定部212同理，可以在第二转轴242旋转驱动下，将第二空间232等效扩张为至少容置空间210的一部分，如此可以充分调整待校正感测设备100的姿态。由于在调整过程中，待校正感测设备100的倾斜分量不会受到影响，因此位于不同位置的调整组件21中的不同待校正感测设备100可以配置为如图3所示具有不同的旋转角度，当然也可以增设其他固定部以实现对倾斜分量的调整。

当然，出于美观、结构强度和固定的考虑，调整组件21还可以包括支持部213，第一固定部211和第二固定部212至少其中之一可活动地连接于支持部213处。支持部213可以配置为“匚”字形，并将第一固定部211和第二固定部212夹持于其中，主控系统300分别与第一转轴241和第二转轴242建立连接的连接线等结构，和/或主控系统300与待校正感测设备100建立连接的连接线等结构可以配置为收容于支持部213中。

上述待校正感测设备100并不限定于真正投入使用的感测设备或相关装置，当然也可以定义一种模拟实际感测装置而制作形成的设备为待校正感测设备100。在此种实施方式中，待校正感测设备100可以配置为至少包括磁性件11(可以是磁铁)，电池121和传感器13，上述元器件可以优选地具有与实际感测设备相同的相对位置关系、数量和尺寸等配置。在一种实施方式中还可以包括用以控制上述元器件至少其中之一的控制部122，当然在其他实施方式中，控制部122图中所示位置还可以配置为备用电池等其他器件。值得注意地，本发明全文所述感测设备或所述待校正感测设备，可以是指上述任一种定义的待校正感测设备100整体，也可以是待校正感测设备100中的传感器13部分(若传感器13配置为磁传感器等用于检测外部磁场信息的器件)。

如图6所示，本发明一实施方式中提供一种感测设备校正方法，可以搭载于上述任一种实施方式提供的感测设备校正系统中。同时，上述任何一种定义的待校正感测设备100均可以作为下文所述的感测设备，以适配下文提供的校正方法，对待校正感测设备100进行校正。所述感测设备校正方法具体包括：

步骤42，分别向感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号；

步骤44，在稳态感测信号符合预设条件时，解析得到对应的稳态场强值；

步骤46，解析瞬态感测信号得到瞬态场强值，并根据稳态场强值和瞬态场强值，对感测设备的动态感测信号进行校正。

本实施方式中，以图7提供的场强值随时间变化的波形原理图所表征的感测设备检测过程为例，进行该实施方式的描述，当然上述步骤还可以应用于其他任何感测设备校正过程中。

例如胶囊内窥镜(或其内部磁传感器)的感测设备接收到外界激励信号后，会首先形成一种感测信号并对应计算得到场强值(可以是感测设备自身计算，在校正状态下也可以是其他装置代替计算)，从而利用该场强值配合其他传感器信息(例如加速度传感器)，代入磁场理论模型中反解得到位置信息。理想状态下可以是排除信号源(信号发生单元33或其他电磁线圈)自身电感和感测设备输出延迟的、不存在相位偏移和幅值衰减的一种稳态场强值B₀(曲线B₀(t)上任一值)，但实际工作中由于存在上述问题，导致最终采样得到一种瞬态场强值B_c(曲线B_c(t)上任一值)，从而使得瞬态场强值B_c构成的瞬态场强曲线B_c(t)存在衰减量ΔB，以及其他波形上的差异，以采样点t_s为例，其具有采样瞬态场强值B_c(t_s)，因而相对于稳态场强曲线B₀(t)的幅值具有一采样比例系数r(t_s)，由于在不考虑环境磁场和背景干扰的情况下，采样瞬态场强值B_c(t_s)，和采样点t_s对应的采样稳态场强值B₀(t_s)之间至少存在关系式：

B_c(t_s)＝r(t_s)B₀(t_s)；

因此，本实施方式通过控制分别发出稳态激励信号和瞬态激励信号，从而接收并计算稳态场强值和瞬态场强值，进一步求解两者之间的此种关系，以综合评价信号波形、信号频率、线圈参数(电感、电阻等)、传感器性能、采样相位等指标，利用此种关系校正感测设备。

在一种实施方式中，所述稳态感测信号和所述瞬态感测信号被定义为，在感测设备处于校正过程中所获得的两种不同状态下的信号，所述动态感测信号则对应被定义为，感测设备处于使用过程中所获得的实际信号。具体地，所述稳态感测信号可以配置为感测设备在校正过程中稳定工作状态下输出的感测信号，所述瞬态感测信号可以配置为感测设备在校正过程中任一瞬时工作状态下输出的感测信号，动态感测信号则可以配置为与所述瞬态感测信号相对应的、感测设备在使用过程中任一瞬时工作状态下输出的感测信号。

作为补充地，在信号发生单元33配置为包括多个信号发生装置的实施方式中，多个信号发生装置可以依次逐一地被触发并发送稳态激励信号和瞬态激励信号其中之一。稳态激励信号与瞬态激励信号可以反映在时间或频率等指标上进行区分，也可以通过观测感测设备的输出进行分辨，在一种实施方式中，稳态激励信号配置为低频率长时间输出，优选频率为0.1Hz至1Hz段中至少一个频率值，瞬态激励信号配置为高频率短时间输出，优选频率为30Hz至100Hz段中至少一个频率值，可以是50Hz。当然，与动态感测信号相对应的动态激励信号可以配置为，与上述瞬态激励信号一致。

所述预设条件可以是稳态感测信号的波形稳定和/或幅值处于预设范围内，也可以是稳态感测信号的波形与稳态激励信号的波形具有高度相似性。对感测设备进行校正的方式可以是直接求取当前稳态场强值和当前瞬态场强值的商得到比例关系，并将该比例关系应用到任何场景下的动态感测信号中进行模糊校正，也可以是在不同场景下利用上述方式计算得到不同比例关系所形成的索引表查询的校正，也可以是在不同场景和/或不同时间利用上述方式计算得到不同比例关系拟合形成的比例曲线学习的校正。

当然，上述校正过程还可以应对不同信号发生装置的差异做出针对性调整，例如，在一种实施方式中，步骤42可以优选为：控制信号发生装置逐个向感测设备分别发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收对应每个信号发生装置的稳态感测信号和瞬态感测信号。步骤42可以优选为：在稳态感测信号符合预设条件时，解析得到对应每个信号发生装置的多个稳态场强值。步骤43可以优选为：解析瞬态感测信号得到对应每个信号发生装置的多个瞬态场强值，并根据每个信号发生装置的稳态场强值和瞬态场强值，对同时受到全部信号发生装置激励作用的感测设备的动态感测信号进行校正。

如图8所示，为本发明另一实施方式中提供的感测设备校正方法，具体包括：

步骤42，分别向感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号；

步骤44，在稳态感测信号符合条件时，解析得到对应的稳态场强值；

步骤46’，解析瞬态感测信号得到瞬态场强值，根据稳态场强值和瞬态场强值计算校正因子，并根据校正因子对动态感测信号进行校正。

基于前文描述，在本实施方式中，校正因子可以被具体定义为上文比例系数(瞬态场强值与稳态场强值的商)，也即校正因子r(t)可以至少满足：

当然，在信号发生装置配置为逐个开启的实施方式中，会对应计算得到多个校正因子，可以对多个校正因子求取算术平均或加权平均以生成最终用于校正动态感测信号的的校正因子。同时，在待校正感测设备100配置有多个的实施方式中，同样会对应计算得到多个校正因子，同样也可以求取算术平均或加权平均。上述两种实施方式组合形成的进一步的实施方式，也可采用同样的校正因子求取方式，此处不再赘述。

如图9所示，为本发明一实施方式中提供的感测设备校正方法的第一实施例，具体包括：

步骤42，分别向感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号；

步骤44，在稳态感测信号符合条件时，解析得到对应的稳态场强值；

步骤461，接收感测设备输出的背景感测信号，解析得到对应的背景场强值；

步骤462，解析瞬态感测信号得到瞬态场强值，根据稳态场强值、瞬态场强值和背景场强值，计算校正因子，并根据校正因子对感测设备的动态信号进行校正。

其中，所述校正因子为所述瞬态场强值与所述背景场强值之差与所述稳态场强值与所述背景场强值之差的商。也即，在该实施方式中，校正因子配置为至少满足：

其中，B_g为背景场强值，可以是关闭所有信号发生装置后，通过主控系统300采集和分析得到的。当然，在求取背景场强值的过程中，同样可以对多个感测设备测得的背景感测信号分别解析得到多个背景场强值，而后对多个背景场强值求取算术平均或加权平均以得到最终的背景场强值。此外，除了采用上述公式进行计算以外，还可以对瞬态场强值、稳态场强值和背景场强值赋予不同的权重后，计算该校正因子。

如图10所示，为本发明一实施方式中提供的感测设备校正方法的第二实施例，具体包括：

步骤421，连续发送稳态激励信号，并对应接收第一时间下的第一感测信号和第二时间下的第二感测信号作为稳态感测信号；

当然，作为步骤42的一个具体实施例，步骤421之后或之前还可以包括：在第三时间向感测设备发送瞬态激励信号，并对应接收瞬态感测信号。

步骤441，解析第一感测信号和第二感测信号，得到第一场强值和第二场强值，若第一场强值和第二场强值之差小于预设的波动允许值，则根据第一场强值和第二场强值计算得到稳态场强值；

步骤46，解析瞬态感测信号得到瞬态场强值，并根据稳态场强值和瞬态场强值，对感测设备的动态感测信号进行校正。

预设的波动允许值用于判断第一场强值和第二场强值所对应的稳态感测信号是否足以表征感测设备已经处于稳态。当然稳态的判断可以不仅仅依靠预设的波动允许值作为判断条件来实现，还可以进一步设定一个预设的场强值，判断第一场强值和第二场强值与该场强值的差异，并将该差异与预设的波动允许值进行比较，若小于，则根据第一场强值和第二场强值求取平均值的方式计算得到稳态场强值，以防止巧合事件影响数据计算的准确性。

如图11所示，为本发明再一实施方式中提供的感测设备校正方法，具体包括：

步骤40，向感测设备发送测试激励信号，并对应接收至少第一轴向感测信号、第二轴向感测信号和第三轴向感测信号；

步骤41，根据第一轴向感测信号、第二轴向感测信号和第三轴向感测信号携带的场强值，选择性输出第一转轴调整信号和第二转轴调整信号，调整直至每个轴向感测信号携带的波形幅度符合预设幅度条件；

步骤42，分别向感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号；

步骤44，在稳态感测信号符合预设条件时，解析得到对应的稳态场强值；

步骤46，解析瞬态感测信号得到瞬态场强值，并根据稳态场强值和瞬态场强值，对感测设备的动态感测信号进行校正。

其中，第一轴向、第二轴向和第三轴向为感测设备的感测方向，且配置为相互垂直，第一转轴和第二转轴用于调整感测设备的姿态且配置为相互垂直。在一种将上述感测设备校正方法实施于一种感测设备校正系统的实施方式中，所述第一轴向、所述第二轴向和所述第三轴向可以是图3中标号d1、d2和d3的三个方向，所述第一转轴和所述第二转轴可以是图4中标号241和242的两个组件。

在进行校正之前，还可以具体包括调整感测设备的姿态以使接收到感测信号最优化的步骤。基于此，所述测试激励信号仅作为发射并判断接收信号幅度的用途，因而并无频率或模式的限制，可以是上文提及的稳态激励信号或瞬态激励信号中的一种。感测设备对应同一测试激励信号会产生沿不同轴向的感测信号，因此，对所述沿不同轴向的感测信号进行波形调整，使其具有足够大的强度可以使后续校正过程得到的数据更为准确。

信号强度的调整过程可以是检测并将第一轴向感测信号、第二轴向感测信号和第三轴向感测信号携带的数据绘制于上位机32等装置中，供操作者参考并调整感测设备的姿态。当然也可以进一步包括根据沿不同轴向的感测信号的大小，控制感测设备的姿态以改善信号强度。举例而言，结合图3和图4所示，在检测到第一轴向感测信号强度(或波形幅度，下同)较小的情况下，可以通过调整第二转轴242，以调节感测设备沿第一轴向d1的等效分量(或调节胶囊内窥镜上感测设备在第一轴向d1上的相对位置，下同)；在检测到第二轴向感测信号强度较小的情况下，可以通过共同调整第一转轴241和第二转轴242，以调节感测设备沿第二轴向d2的等效分量；在检测到第三轴向感测信号强度较小的情况下，可以通过调整第一转轴241，以调节感测设备沿第三轴向d3的等效分量。

当然，本发明并不局限于第一轴向感测信号、第二轴向感测信号和第三轴向感测信号三项，可以减少直至检测两项轴向感测信号，也可以增加至检测更多方位的轴向感测信号。同理，本发明也不局限于输出第一转轴调整信号和第二转轴调整信号两项进行调整，还可以包括更多转轴调整信号，或包括调整连接件伸缩长度的信号或连接件相对角度关系的信号。

如图12所示，为本发明再一实施方式中感测设备校正方法的步骤41的一个具体示例，其所记载的步骤与其他步骤组合形成本发明在一实施方式的感测设备校正方法的一个具体示例，包括：

步骤411，解析第一轴向感测信号，得到具有第一持续时间的第一场强波形，并计算第一场强波形的第一平均场强值；

步骤412，按照预设时间窗口对第一场强波形执行分割，提取得到第一时间段，并分析第一场强波形在第一时间段内的第一最高场强值和第一最低场强值；

步骤413，计算第一最高场强值和第一平均场强值之差，以及第一平均场强值与第一最低场强值之差，分别得到第一场强差值和第二场强差值；

步骤414，若第一场强差值或第二场强差值小于预设幅度值，则输出第一转轴信号和第二转轴信号至少其中之一，控制感测设备由第一姿态调整为第二姿态。

其中，第一持续时间的长度大于预设窗口时间的长度，感测设备在第二姿态下的第一轴向感测信号，强于感测设备在第一姿态下的第一轴向感测信号。

图13举例说明了在激励信号为方波模式且系统处于理想的稳态状态下，第一轴向感测信号携带的第一轴向场强值B_d1、第二轴向感测信号携带的第二轴向场强值B_d2，以及第三轴向感测信号携带的第三轴向场强值B_d3的波形情况，可见第一轴向感测信号可以对应携带有第一最大场强值Bmax_(d1)和第一最小场强值Bmin_(d1)，第二轴向感测信号可以对应携带有第二最大场强值Bmax_(d2)和第二最小场强值Bmin_(d2)，第三轴向感测信号可以对应携带有第三最大场强值Bmax_(d3)和第三最小场强值Bmin_(d3)。基于此，上述任一最大场强值和最小场强值可以配置为至少满足：

Bmax_(i)＝max(B_(i)(t-ΔT:t))；

Bmin_(i)＝min(B_(i)(t-ΔT:t))；

其中，i＝d1,d2,d3，ΔT为预设时间窗口的长度，可以是0.5s至1s之间任一固定或可调整的数值。

以图13中示出波形为不同轴向感测信号在第一持续时间内的场强波形为例，avg₁、avg₂和avg₃则为相对应的第一平均场强值、第二平均场强值和第三平均场强值。基于此，在一种实施方式中，可以计算第一最大场强值Bmax_(d1)和第一平均场强值avg₁之差，以及第一平均场强值avg₁和第一最小场强值Bmin_(d1)之差，并在Bmax_(d1)-avg₁≥ΔB_TH且avg₁-Bmin_(d1)≥ΔB_TH时(其中ΔB_TH为预设幅度值，可以是50μT至300μT之间任一固定或可调整的数值)，判定第一轴向感测信号携带的波形幅度符合预设幅度条件，无需输出第一转轴调整信号或第二转轴调整信号。其他轴向感测信号，在本实施方式中可以同理利用上述过程判断，此处不再赘述。

当然，在另一种实施方式中，还可以预先计算最大阈值TH_max和最小阈值TH_min，并以此与测得的最大场强值和最小场强值比较，以达到判断效果。以第一轴向感测信号为例，其最大阈值TH_max和最小阈值TH_min可以配置为至少满足：

avg₁+ΔB_TH＝TH_max；

avg₁-ΔB_TH＝TH_min；

从而，当ΔBmax_(d1)≥TH_max且ΔBmin_(d1)≤TH_min时，判定第一轴向感测信号携带的波形幅度符合预设幅度条件，无需输出第一转轴调整信号或第二转轴调整信号。其他轴向感测信号，在本实施方式中可以同理利用上述过程判断，此处不再赘述。

当然在另一种实施方式中，还可以将上述过程整理为：计算所述第一最高场强值和所述第一最低场强值之差，得到总体场强差值；若所述总体场强差值小于预设总体幅度值(可以是所述预设幅度值ΔB_TH的两倍)，则输出所述第一转轴信号和所述第二转轴信号至少其中之一，控制所述感测设备由第一姿态调整为第二姿态。此时，上述任一轴向感测信号满足预设幅值条件时，所携带的场强值可以至少满足：

Bmax_(i)-Bmin_(i)≥2ΔB_TH

此外，对于本发明提供的感测设备校正方法对应的多种实施方式和实施例，其步骤的先后顺序可以根据本领域技术人员需要、在不影响实现技术效果的前提下进行调整，同时需要注意地，不能孤立的看待本发明提供的多个感测设备校正方法，每个实施方式或实施例的步骤当然可以进行组合和/或替换，如此产生的新的实施方式应包含在本发明的保护范围内。

综上，本发明提供的感测设备校正方法，通过分别输出稳态激励信号和瞬态激励信号，以得到感测设备在稳态和瞬态两种工作状态下的感测信号，并利用两种状态测得的场强数值大小对感测设备的工作进行校准。如此，能够有效克服感测设备检测时间长短区别导致的信号衰减问题，提升感测设备的检测精度和准确性，降低现有感测设备校正过程的成本和资源浪费。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种感测设备校正方法，其特征在于，包括：

分别向所述感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号；

在所述稳态感测信号符合预设条件时，解析得到对应的稳态场强值；所述稳态感测信号为校正时所述感测设备在稳定工作状态下输出的感测信号；所述预设条件为所述稳态感测信号的波形稳定和/或所述稳态感测信号的幅值处于预设范围内，或者所述预设条件为所述稳态感测信号的波形与所述稳态激励信号的波形相似；

解析所述瞬态感测信号得到瞬态场强值，并根据所述稳态场强值和所述瞬态场强值，对所述感测设备的动态感测信号进行校正；所述瞬态感测信号为校正时所述感测设备在任一瞬时工作状态下输出的感测信号；所述稳态场强值和所述瞬态场强值用于计算所述感测设备位于非磁性腔体中的位置。

2.根据权利要求1所述的感测设备校正方法，其特征在于，所述动态感测信号为所述感测设备使用时输出的感测信号；所述根据所述稳态场强值和所述瞬态场强值，对所述感测设备的动态感测信号进行校正包括：

根据所述稳态场强值和所述瞬态场强值计算校正因子，并根据所述校正因子对所述动态感测信号进行校正。

3.根据权利要求2所述的感测设备校正方法，其特征在于，所述根据所述稳态场强值和所述瞬态场强值，对所述感测设备的动态感测信号进行校正包括：

接收所述感测设备输出的背景感测信号，解析得到对应的背景场强值；

根据所述稳态场强值、所述瞬态场强值以及所述背景场强值，计算所述校正因子，并根据所述校正因子对所述感测设备的动态信号进行校正；

其中，所述校正因子为所述瞬态场强值与所述背景场强值之差与所述稳态场强值与所述背景场强值之差的商。

4.根据权利要求1所述的感测设备校正方法，其特征在于，所述分别向所述感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号包括：

连续发送稳态激励信号，并对应接收第一时间下的第一感测信号和第二时间下的第二感测信号作为所述稳态感测信号；

所述在所述稳态感测信号符合预设条件时，解析得到对应的稳态场强值包括：

解析所述第一感测信号和所述第二感测信号，得到第一场强值和第二场强值，若所述第一场强值和所述第二场强值之差小于预设的波动允许值，则根据所述第一场强值和所述第二场强值计算得到稳态场强值。

5.根据权利要求1所述的感测设备校正方法，其特征在于，在所述分别向所述感测设备发送稳态激励信号和瞬态激励信号，并对应接收稳态感测信号和瞬态感测信号之前，所述方法还包括：

向所述感测设备发送测试激励信号，并对应接收至少第一轴向感测信号、第二轴向感测信号和第三轴向感测信号；

根据所述第一轴向感测信号、所述第二轴向感测信号和所述第三轴向感测信号携带的场强值，选择性输出第一转轴调整信号和第二转轴调整信号，调整直至每个轴向感测信号携带的波形幅度均符合预设幅度条件；

其中，第一轴向、第二轴向和第三轴向为所述感测设备的感测方向且配置为相互垂直，第一转轴和第二转轴用于调整所述感测设备的姿态且配置为相互垂直。

6.根据权利要求5所述的感测设备校正方法，其特征在于，所述根据所述第一轴向感测信号、所述第二轴向感测信号和所述第三轴向感测信号携带的场强值，选择性输出第一转轴调整信号和第二转轴调整信号，调整直至每个轴向感测信号携带的波形幅度均符合预设幅度条件包括：

解析所述第一轴向感测信号，得到具有第一持续时间的第一场强波形，并计算所述第一场强波形的第一平均场强值；

按照预设时间窗口对所述第一场强波形执行分割，提取得到第一时间段，并分析所述第一场强波形在所述第一时间段内的第一最高场强值和第一最低场强值；

计算所述第一最高场强值和所述第一平均场强值之差，以及所述第一平均场强值与所述第一最低场强值之差，分别得到第一场强差值和第二场强差值；

若所述第一场强差值或所述第二场强差值小于预设幅度值，则输出所述第一转轴信号和所述第二转轴信号至少其中之一，控制所述感测设备由第一姿态调整为第二姿态；

其中，所述第一持续时间长度大于所述预设时间窗口长度；所述感测设备在第二姿态下的第一轴向感测信号，强于所述感测设备在第一姿态下的第一轴向感测信号。

7.一种感测设备校正系统，其特征在于，包括待校正感测设备和主控系统，所述主控系统配置为执行权利要求1-6任一项所述的感测设备校正方法。

8.根据权利要求7所述的感测设备校正系统，其特征在于，所述感测设备校正系统还包括姿态调整装置，所述姿态调整装置包括固定机构以及设置于所述固定机构的调整组件，所述主控系统包括用于执行数据采集、处理和传输的数据处理单元，用于输出激励信号的信号发生单元，以及用于输出控制信号、绘制并显示波形的上位机；

所述待校正感测设备设置于所述调整组件中，所述数据处理单元连接所述调整组件和所述待校正感测设备，所述上位机分别连接所述信号发生单元和所述数据处理单元。

9.根据权利要求8所述的感测设备校正系统，其特征在于，所述固定机构包括一端部相互连接形成中心节点，且另一端部分别沿第一轴向、第二轴向和第三轴向延伸的第一连接件、第二连接件和第三连接件；所述调整组件至少其中之一设置于所述中心节点处，且至少其中另一设置于所述第一连接件、所述第二连接件或所述第三连接件的所述另一端部处。

10.根据权利要求8所述的感测设备校正系统，其特征在于，所述调整组件包括支持部、第一固定部、第二固定部、第一转轴和第二转轴；

所述第一固定部和所述第二固定部至少其中之一，可活动地连接于所述支持部，所述待校正感测设备设置于所述第一固定部和所述第二固定部共同围设形成的容置空间内；

所述第一转轴设置于所述第一固定部围设空间的一个对称轴处，所述第二转轴设置于所述第二固定部围设空间的一个对称轴处，所述第一转轴和所述第二转轴相互垂直设置，且配置为接收所述主控系统的控制、旋转并调节所述待校正感测设备姿态。