| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 主要符号对照表 | 第9-10页 |
| 第1章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题背景及研究目的 | 第10-11页 |
| 1.2 手术定位系统 | 第11-14页 |
| 1.2.1 机械定位法 | 第11页 |
| 1.2.2 光学定位法 | 第11-13页 |
| 1.2.3 超声波定位法 | 第13页 |
| 1.2.4 电磁定位法 | 第13-14页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.4 本文的主要工作 | 第17页 |
| 1.5 论文结构 | 第17-18页 |
| 1.6 本章小结 | 第18-19页 |
| 第2章 惯性定位系统原理 | 第19-39页 |
| 2.1 常用坐标系及其转换关系 | 第19-21页 |
| 2.1.1 当地导航坐标系 | 第19页 |
| 2.1.2 载体坐标系 | 第19-20页 |
| 2.1.3 坐标系间的关系 | 第20-21页 |
| 2.2 MEMS加速度传感器 | 第21-26页 |
| 2.2.1 MEMS加速度传感器分类 | 第21-24页 |
| 2.2.2 比力与比力方程 | 第24-26页 |
| 2.3 MEMS陀螺仪 | 第26-28页 |
| 2.3.1 科氏效应与科里奥利力 | 第26-27页 |
| 2.3.2 MENS陀螺仪分类 | 第27-28页 |
| 2.3.3 MEMS陀螺仪关键技术 | 第28页 |
| 2.4 捷联式惯性定位系统姿态和位置更新算法 | 第28-38页 |
| 2.4.1 捷联式惯性定位系统姿态更新算法 | 第29-35页 |
| 2.4.2 捷联式惯性定位系统位置更新算法 | 第35-38页 |
| 2.5 捷联式惯性定位系统误差来源分析 | 第38页 |
| 2.6 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 光学定位系统原理 | 第39-49页 |
| 3.1 光学定位系统的工作原理 | 第39-40页 |
| 3.2 光学定位系统的坐标系定义 | 第40-43页 |
| 3.2.1 图像模型坐标系 | 第40-41页 |
| 3.2.2 世界坐标系 | 第41页 |
| 3.2.3 手术器械坐标系 | 第41-42页 |
| 3.2.4 标志架坐标系 | 第42-43页 |
| 3.2.5 患者坐标系 | 第43页 |
| 3.3 光学定位系统Polaris Spectra | 第43-44页 |
| 3.4 光学定位系统主要算法 | 第44-48页 |
| 3.4.1 摄像机标定 | 第44页 |
| 3.4.2 三维重建 | 第44-45页 |
| 3.4.3 手术器械的标定 | 第45-48页 |
| 3.5 本章小结 | 第48-49页 |
| 第4章 惯性与光学组合定位方法 | 第49-65页 |
| 4.1 组合定位系统构建 | 第49-51页 |
| 4.1.1 光学定位系统数据分析 | 第50页 |
| 4.1.2 惯性定位系统数据分析 | 第50-51页 |
| 4.2 数据同步 | 第51-52页 |
| 4.3 数据融合 | 第52-59页 |
| 4.3.1 经典Kalman滤波方程 | 第52-54页 |
| 4.3.2 扩展Kalman滤波 | 第54-59页 |
| 4.4 扩展Kalman滤波器的应用 | 第59-61页 |
| 4.4.1 直接法和间接法 | 第59-60页 |
| 4.4.2 系统校正方法 | 第60-61页 |
| 4.5 组合定位扩展卡尔曼滤波器设计 | 第61-63页 |
| 4.6 本章小结 | 第63-65页 |
| 第5章 实验及结果分析 | 第65-80页 |
| 5.1 静态实验 | 第65-69页 |
| 5.1.1 实验目的 | 第65页 |
| 5.1.2 实验条件 | 第65页 |
| 5.1.3 实验方法 | 第65-66页 |
| 5.1.4 实验结果 | 第66-69页 |
| 5.2 磁场环境实验 | 第69-71页 |
| 5.2.1 实验目的 | 第69页 |
| 5.2.2 实验条件 | 第69页 |
| 5.2.3 实验方法 | 第69-70页 |
| 5.2.4 实验结果 | 第70-71页 |
| 5.3 运动实验 | 第71-75页 |
| 5.3.1 实验目的 | 第71-72页 |
| 5.3.2 实验条件 | 第72页 |
| 5.3.3 实验方法 | 第72页 |
| 5.3.4 实验结果 | 第72-75页 |
| 5.4 组合定位实验 | 第75-79页 |
| 5.4.1 实验目的 | 第75页 |
| 5.4.2 实验条件 | 第75页 |
| 5.4.3 实验方法 | 第75-76页 |
| 5.4.4 实验结果 | 第76-79页 |
| 5.5 实验结果分析 | 第79页 |
| 5.6 本章小结 | 第79-80页 |
| 第6章 总结与展望 | 第80-82页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第80页 |
| 6.2 后续工作展望 | 第80-82页 |
| 参考文献 | 第82-85页 |
| 致谢 | 第85-87页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第87页 |