6-D Spatial Localization of Wireless Magnetically Actuated Capsule Endoscopes Based on the Fusion of Hall Sensor Array and IMU

惯性测量装置 霍尔效应传感器 传感器融合 旋转(数学) 方向(向量空间) 计算机科学 传感器阵列 测距 声学 人工智能 物理 计算机视觉 工程类 电气工程 磁铁 数学 电信 几何学 机器学习
作者
Heng Zhang,Yehui Li,Zheng Li
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:22 (13): 13424-13433 被引量:15
标识
DOI:10.1109/jsen.2022.3175919
摘要

This paper introduces a novel 6 degrees of freedom (6-D) spatial localization for wireless magnetically actuated capsule endoscopes (WMACEs) based on multi-sensor fusion. A WMACE integrated with an inertial measurement unit (IMU) sensor is developed, which enables wireless transmission of video and sensor data. A Hall sensors array is designed to measure the magnetic field generated by the WMACE for acquiring its 6-D pose under external magnetic actuation. The angle between the direction of the WMACE's magnetic moment and the gravity direction measured by the IMU is set initially as 90°, which, based on multi-sensor data fusion, solves the problem that the rotation around the magnetization axis cannot be acquired by Hall sensors array and that the rotation around the gravity axis cannot be measured by the IMU. In addition, eight pose detection algorithms and two data-fusion filters are experimentally compared for analyzing and selecting the optimal approach for the 6-D localization of the WMACE. The experimental results indicate a high accuracy for 6-D pose detection, with a mean absolute error of 1.463 mm for 3-D position and 0.419° for 3-D orientation, with the height between the capsule and the Hall sensor array ranging from 25 mm to 72 mm.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
贝尔摩德发布了新的文献求助10
刚刚
朝阳发布了新的文献求助10
刚刚
搜集达人应助尊敬的晓亦采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
Ava应助成亚娜采纳,获得10
2秒前
脑洞疼应助ffffff采纳,获得10
3秒前
赘婿应助宋锦秀采纳,获得30
3秒前
不知道叫什么完成签到,获得积分10
3秒前
sky发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
Aniu完成签到 ,获得积分10
5秒前
斯文败类应助郭京京采纳,获得10
6秒前
田様应助莺时采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
唐宇欣发布了新的文献求助10
7秒前
StarryYY完成签到,获得积分20
7秒前
傻狗发布了新的文献求助10
7秒前
霸气的思柔完成签到,获得积分10
8秒前
科研小贩完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
科研通AI6应助1122采纳,获得10
10秒前
10秒前
黑猫乾杯完成签到,获得积分0
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
虚心的砖家完成签到,获得积分10
11秒前
AAA电池批发顾总完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
李健的小迷弟应助岳菊采纳,获得10
13秒前
Coolkid2001完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
King Tyrant 720
Lectures in probability theory and mathematical statistics - 3rd Edition 500
The Synthesis of Simplified Analogues of Crambescin B Carboxylic Acid and Their Inhibitory Activity of Voltage-Gated Sodium Channels: New Aspects of Structure–Activity Relationships 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5597673
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4683190
关于积分的说明 14828741
捐赠科研通 4661266
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2536776
邀请新用户注册赠送积分活动 1504368
关于科研通互助平台的介绍 1470215