本发明涉及医疗，特别是涉及一种用于胶囊内窥镜的定位方法、系统、设备及介质。
背景技术：
1、通常采用传统的柔性内窥镜容易对人体胃肠道造成创伤，此外肠道较深的位置也检查不到，漏检率高。胶囊内窥镜因其小巧、可控而逐渐被人们接受。但是由于胶囊内窥镜在人体时内无法缺乏其精准位置反馈而不容易被外部驱动和控制。因此，需要能够反馈胶囊内窥镜在人体中的位置和姿态，才能方便医生更好的控制胶囊内窥镜向感兴趣的方向和位置移动。因此，如何对胶囊内窥镜进行精准定位非常重要。
2、虽然现有技术有提出差分信号模型，但是该方案对传感器进行差分计算前，已对传感器进行了阵列的划分，并未考虑胶囊内窥镜移动过程中所处位置的变化，当胶囊内窥镜运动到它们指定阵列外的位置时，若采用差分模型计算，会导致误差增大及定位精度低；因此，现有技术有待提升。
技术实现思路
1、本发明提供一种用于胶囊内窥镜的定位方法、系统、设备及介质，解决现有的差分信号模型对胶囊内窥镜的定位精度低且误差大的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种用于胶囊内窥镜的定位方法，包括：
3、获取多个传感器阵列中各个传感器对胶囊内窥镜中永磁体的实时磁场数据；所述传感器为十六个，呈4*4均匀排列；所述传感器阵列为九个，每四个相邻的传感器形成一个传感器阵列；
4、计算每个传感器阵列的实时磁场数据之和，并将实时磁场数据之和最大的传感器阵列作为目标阵列；所述目标阵列为胶囊内窥镜当前时刻所处阵列；
5、对所述目标阵列中传感器的实时磁场数据进行差分计算，并根据计算结果构建目标误差函数；所述目标误差函数用于表示传感器对所述胶囊内窥镜的实时磁场数据和理论磁场数据间的误差；
6、以所述目标误差函数最小为条件，求解所述胶囊内窥镜的位置。
7、进一步地，所述对所述目标阵列中传感器的实时磁场数据进行差分计算，并根据计算结果构建目标误差函数，包括：
8、对所述目标阵列中所有相邻的两个传感器的实时磁场数据进行差分运算，得到多个差分计算结果；
9、根据偶极子将所述目标阵列中所有相邻的两个传感器的理论磁场数据作差，得到多个运算结果；
10、通过所述目标阵列中每一组相邻的两个传感器对应的所述差分计算结果与运算结果构建所述目标误差函数。
11、进一步地，目标误差函数通过下式表示：
12、
13、δbijm＝bim-bjm
14、δbij＝bi-bj
15、式中，ee为目标误差；δbijm为运算结果；δbij为差分计算结果；bim，bjm分别为偶极子计算的第i，j个传感器的理论磁场数据；bi，bj分别为第i，j个传感器的实时磁场数据。
16、进一步地，所述以所述目标误差函数最小为条件，求解所述胶囊内窥镜的位置，包括：
17、将所述胶囊内窥镜的永磁体在直角坐标系中指向所述目标阵列内传感器的位置和方向矢量，代入永磁体在该传感器相对于直角坐标系所处空间的实测磁场中，以所述目标误差函数最小为条件求解所述胶囊内窥镜的位置和方向。
18、进一步地，所述永磁体在该传感器相对于直角坐标系所处空间的理论磁场通过下式表示：
19、
20、
21、
22、其中，
23、
24、
25、
26、式中，bix、biy、biz分别为永磁体在该传感器相对于直角坐标系所处空间的实测磁场的三个方向分量；为位置矢量；(xi,yi,zi)为传感器相对于直角坐标系的位置表达式，i＝1,2,…,n；(a,b,c)为胶囊内窥镜中永磁体的位置；为磁体磁化方向的单位向量，其中，m2+n2+p2＝1为约束条件；k为永磁体的半径；l为永磁体的长度；mt为永磁体的磁化强度；μ0为真空磁导率。
27、本发明第二方面提供一种用于胶囊内窥镜的定位系统，包括：
28、数据获取模块，用于获取多个传感器阵列中各个传感器对胶囊内窥镜中永磁体的实时磁场数据；所述传感器为十六个，呈4*4均匀排列；所述传感器阵列为九个，每四个相邻的传感器形成一个传感器阵列；
29、强度计算模块，用于计算每个传感器阵列的实时磁场数据之和，并将实时磁场数据之和最大的传感器阵列作为目标阵列；所述目标阵列为胶囊内窥镜当前时刻所处阵列；
30、函数构建模块，用于对所述目标阵列中传感器的实时磁场数据进行差分计算，并根据计算结果构建目标误差函数；所述目标误差函数用于表示传感器对所述胶囊内窥镜的实时磁场数据和理论磁场数据间的误差；
31、位置求解模块，用于以所述目标误差函数最小为条件，求解所述胶囊内窥镜的位置。
32、进一步地，所述函数构建模块包括：
33、第一计算单元，用于对所述目标阵列中所有相邻的两个传感器的实时磁场数据进行差分运算，得到多个差分计算结果；
34、第二计算单元，用于根据偶极子将所述目标阵列中所有相邻的两个传感器的理论磁场数据作差，得到多个运算结果；
35、第三计算单元，用于通过所述目标阵列中每一组相邻的两个传感器对应的所述差分计算结果与运算结果构建所述目标误差函数。
36、进一步地，所述位置求解模块，具体用于：
37、将所述胶囊内窥镜的永磁体在直角坐标系中指向所述目标阵列内传感器的位置和方向矢量，代入永磁体在该传感器相对于直角坐标系所处空间的实测磁场中，以所述目标误差函数最小为条件求解所述胶囊内窥镜的位置和方向。
38、本发明第三方面提供一种电子设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面中任意一项所述的用于胶囊内窥镜的定位方法。
39、本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述第一方面中任意一项所述的用于胶囊内窥镜的定位方法。
40、与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
41、本发明提供一种用于胶囊内窥镜的定位方法、系统、设备及介质，其中方法包括：获取多个传感器阵列中各个传感器对胶囊内窥镜中永磁体的实时磁场数据；所述传感器为十六个，呈4*4均匀排列；所述传感器阵列为九个，每四个相邻的传感器形成一个传感器阵列；计算每个传感器阵列的实时磁场数据之和，并将实时磁场数据之和最大的传感器阵列作为目标阵列；所述目标阵列为胶囊内窥镜当前时刻所处阵列；对所述目标阵列中传感器的实时磁场数据进行差分计算，并根据计算结果构建目标误差函数；所述目标误差函数用于表示传感器对所述胶囊内窥镜的实时磁场数据和理论磁场数据间的误差；以所述目标误差函数最小为条件，求解所述胶囊内窥镜的位置。本发明通过在人体外摆放好的磁传感器，采集胶囊内窥镜中的永磁体的磁场强度信号；通过差分信号模型消除环境中的地磁信号，构建差分信号误差最小的目标函数；通过求解目标函数，获取胶囊内窥镜的位置和姿态，消除了传感器采集的地磁信号，提高了胶囊内窥镜的定位精度。
1.一种用于胶囊内窥镜的定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于胶囊内窥镜的定位方法，其特征在于，所述对所述目标阵列中传感器的实时磁场数据进行差分计算，并根据计算结果构建目标误差函数，包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于胶囊内窥镜的定位方法，其特征在于，所述目标误差函数通过下式表示：
4.根据权利要求1所述的一种用于胶囊内窥镜的定位方法，其特征在于，所述以所述目标误差函数最小为条件，求解所述胶囊内窥镜的位置，包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于胶囊内窥镜的定位方法，其特征在于，所述永磁体在该传感器相对于直角坐标系所处空间的实测磁场通过下式表示：
6.一种用于胶囊内窥镜的定位系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种用于胶囊内窥镜的定位系统，其特征在于，所述函数构建模块包括：
8.根据权利要求6所述的一种用于胶囊内窥镜的定位方法，其特征在于，所述位置求解模块，具体用于：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的用于胶囊内窥镜的定位方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的用于胶囊内窥镜的定位方法。
