電磁定位相比于其它定位方法，可實現(xiàn)定位目標六維位姿參數(shù)的跟蹤，具有精度高、快速、無視線遮擋問題等優(yōu)點。被廣泛的應(yīng)用于室內(nèi)自動車、水上運動物體和手術(shù)機器人等運動物體的導(dǎo)航。伴隨計算機科學及微電子學的發(fā)展，基于嵌入式系統(tǒng)的定位技術(shù)受到了極大關(guān)注。尤其在一些對定位速度和精度要求較高的特殊場合，對基于嵌入式系統(tǒng)的精準定位系統(tǒng)的需求日益迫切。

　　本文提出電磁定位方法，利用線圈之間磁場耦合確定目標物體位置和方向參數(shù)，主要依據(jù)電磁感應(yīng)原理和磁偶極子模型來實現(xiàn)。首先，定位系統(tǒng)向發(fā)射線圈施加正弦交變信號，使其周圍產(chǎn)生交變的電磁場。系統(tǒng)中作為定位目標的接收線圈感應(yīng)出相應(yīng)的感應(yīng)電動勢，該電動勢與發(fā)射和接收線圈之間的相對位置與方向有關(guān)。通過將該電磁場的空間分布模型化為磁偶極子模型，接收線圈的感應(yīng)電動勢與其自身六維位姿參數(shù)有關(guān)，形成函數(shù)方程組。進而，通線性解析算法解算這些方程組，可得到接收線圈的位置和方向參數(shù)，完成對定位目標六維位姿參數(shù)的求解。

　　本文完成了以嵌入式系統(tǒng)為核心的電磁定位系統(tǒng)，主要包括高頻電磁信號發(fā)射單元、高頻電磁信號接收單元、接收信號的提取處理單元以及結(jié)果顯示單元。飛思卡爾嵌入式芯片MK60實現(xiàn)定位系統(tǒng)的核心控制功能，完成信號通道選擇、信號放大以及信號提取和處理部分。信號發(fā)射器產(chǎn)生正弦交流信號，通過功率放大及濾波電路后，激勵三維正交發(fā)射線圈產(chǎn)生交變的電磁場。三維正交接收線圈感應(yīng)電磁場信號，其接收信號通過信號放大、帶通濾波以及弱信號處理后，MK60芯片進行采樣和數(shù)據(jù)處理；最終終端顯示定位結(jié)果。

　　設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了正弦信號提取、變頻正弦信號幅值與相位參數(shù)計算的快速算法，實現(xiàn)了基于疊加原理的微弱交變信號檢測與提取方法，均提升了該系統(tǒng)的定位量程和準確度。在空間內(nèi)搭建系統(tǒng)標定和檢測平臺，對定位系統(tǒng)的耦合系數(shù)進行了標定，進一步對該系統(tǒng)的定位精度和實時性進行測試和驗證；仿真及實驗結(jié)果表明，該定位系統(tǒng)能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的目標進行準確的實時定位與跟蹤。
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