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quhutunlang
香港中文大学电子工程系博士，研究兴趣包括机器人决策控制、感知、人工智能影像分析。
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Magnetic Tracking of Wireless Capsule Endoscope in Mobile Setup Based on Differential Signals
差分定位算法，不用再考虑地磁场以及地磁场的变化，主要是将比较近的若干个传感器组成一组，假设它们上面的地磁场是一致的，然后磁场作差，理论上可消去地磁，最后优化“测量磁场差”和“理论磁场差”之间的差为0，求解磁体pose。就是用单一瞬态磁场读数之间的差值求解pose。这个idea非常巧妙！在移动设备中的无线胶囊内窥镜的基于差分信号的磁追踪方法Magnetic Tracking of Wireless Capsule Endoscope in Mobile Setup Based on Differentia原创 2021-04-26 17:49:31 · 448 阅读 · 0 评论 -
Magnetic Actuation Systems for Miniature Robots: A Review
这篇文章非常详尽地介绍了用于磁驱动的各种方法和系统，总体分为四大类，单永磁，多永磁，线圈组，分布式电磁铁组合。用于微型机器人的磁驱动系统：回顾Magnetic Actuation Systems for Miniature Robots: A Review [1]Paper LinkAuthors: Yang, Zhengxin, et al.2020, Advanced Intelligent Systems目录 outline0. Abstract 摘要1. Introduction 介绍2原创 2020-11-04 16:18:42 · 877 阅读 · 2 评论 -
Enabling the future of colonoscopy with intelligent and autonomous magnetic manipulation
这篇文章是Leeds组关于磁控内窥镜的各种理论/模块的结合起来的集大成者，发表在顶级期刊nature子刊machine intelligence。将自动驾驶中的自主性分级引入了智能机器人磁控内窥镜领域，总结了level-0至level-3的自主化磁控内窥镜，文中共介绍了三种机器人磁控内窥镜控制策略，对应于level-0的“直接控制机器人”，对应于level-1的“智能远程控制机器人”，和对应于level-3的“半自主化机器人”。详细介绍了在人类结肠仿体中的闭环转向/指位实验，三种机器人控制策略下的导航实验，原创 2020-11-03 21:15:05 · 542 阅读 · 0 评论 -
Modeling Electromagnetic Navigation Systems for Medical Applications using Random Forests and Artifi
利用两个现成的老的机器学习方法，随机森林RF和人工神经网络ANN，对付解决一个老问题，电磁铁阵列的磁场生成问题，这是电磁驱动的一个新的发文章的点，可以用来学习简单idea的实现。用随机森林和人工神经网络对用于医疗应用的电磁导航系统建模Modeling Electromagnetic Navigation Systems for Medical Applications using Random Forests and Artificial Neural Networks [1]Paper LinkA原创 2020-11-02 15:46:35 · 210 阅读 · 0 评论 -
Adaptive Dynamic Control for Magnetically Actuated Medical Robots
xxx对胶囊的动力学进行建模，能更好的对胶囊进行控制，在已知胶囊预定义轨迹的情况下，对胶囊进行预测控制和定位。用于磁驱动医疗机器人的自适应动态控制Adaptive Dynamic Control for Magnetically Actuated Medical Robots [1]Paper LinkAuthors: Barducci, Lavinia, et al.2019, IEEE robotics and automation letters (RA-L)目录 outline[1]:原创 2020-08-05 17:57:56 · 387 阅读 · 0 评论 -
Magnetic Levitation for Soft-Tethered Capsule Colonoscopy Actuated With a Single Permanent Magnet
xxx对胶囊的动力学进行建模，能更好的对胶囊进行控制，在已知胶囊预定义轨迹的情况下，对胶囊进行预测控制和定位。一个磁灵活内窥镜的显式模型预测控制Explicit Model Predictive Control of a Magnetic Flexible Endoscope [1]Paper LinkAuthors: Pittiglio, Giovanni, et al.2019, IEEE robotics and automation letters (RA-L)目录 outline[1原创 2020-08-05 11:57:19 · 438 阅读 · 0 评论 -
Kinematic model of a magnetic-microrobot swarm in a rotating magnetic dipole field
这篇文章很好，研究了永磁铁驱动的蜂群的运动学建模。重心为各偶极子的位置平均，形状为一个协方差矩阵；再研究了整体前进方向的变化，浓度的变化，协方差矩阵（形状）的变化，尺寸（标准差）的变化。在一个旋转磁极子场中的磁微机器人蜂群的运动学模型Kinematic model of a magnetic-microrobot swarm in a rotating magnetic dipole field [1]Paper LinkAuthors: Chaluvadi, BhanuKiran, et al.原创 2020-08-03 22:52:27 · 258 阅读 · 0 评论 -
Explicit Model Predictive Control of a Magnetic Flexible Endoscope
对胶囊的动力学进行建模，能更好的对胶囊进行控制，在已知胶囊预定义轨迹的情况下，对胶囊进行预测控制和定位。一个磁灵活内窥镜的显式模型预测控制Explicit Model Predictive Control of a Magnetic Flexible Endoscope [1]Paper LinkAuthors: Scaglioni, Bruno, et al.2019, IEEE robotics and automation letters (RA-L)目录 outline0. 摘要 Abs原创 2020-07-01 15:33:00 · 644 阅读 · 0 评论 -
Nonholonomic Closed-loop Velocity Control of a Soft-tethered Magnetic Capsule Endoscope
此文非常好！此文章是一篇标准的工程实现，从机器人joint space推导到磁力和磁力矩的关系，然后可以通过雅可比反解出joint增量来控制机械臂完成轨迹规划。在速度控制方面，利用胶囊的位置误差和速度误差，以及角度误差，可以估计出需要的磁力和磁力矩，还考虑累计尾绳的阻力，在驱动的同时，还对胶囊和机器臂的位姿进行定位，根据新的位姿和位姿导数，重新进行新一轮计算。从而完成闭环控制。一个软尾绳磁胶囊内窥镜的非完整的闭环速度控制Nonholonomic Closed-loop Velocity Control原创 2020-05-31 11:58:11 · 556 阅读 · 0 评论 -
Five-degree-of-freedom manipulation of an untethered magnetic device in fluid using a single permane
xxx对胶囊的动力学进行建模，能更好的对胶囊进行控制，在已知胶囊预定义轨迹的情况下，对胶囊进行预测控制和定位。使用单个永磁体用于液体中的无尾绳磁设备的五自由度操纵并应用于胃部胶囊内窥镜检查Five-degree-of-freedom manipulation of an untethered magnetic device in fluid using a single permanent magnet with application in stomach capsule endoscopy [1]原创 2020-05-31 11:48:22 · 1087 阅读 · 1 评论 -
Reconsidering Six-Degree-of-Freedom Magnetic Actuation Across Scales
对磁tool在电磁驱动系统中的6D manipulation的讨论，特别是对放置在其中的磁控件受转矩作用的分析。介绍了一种特别的二磁铁tool结构，实现6D manipulation。重新考虑跨尺度的6D磁驱动Reconsidering Six-Degree-of-Freedom Magnetic Actuation Across Scales [1]Paper LinkAuthors: ...原创 2020-04-14 12:39:51 · 516 阅读 · 0 评论 -
A Critical Analysis of Eight-Electromagnet Manipulation Systems：The Role of Electromagnet Configurat
这篇文章详细的例举了非常著名的几个电磁操作系统，并提出了力矩/力产生能力、各向同性、空间可获得性的评估标准以及详细的分析，很好地总结了这几个系统的操纵特点。八电磁铁操作系统的一个批判性分析：电磁铁配置对强度，各向同性，和可行性的作用A Critical Analysis of Eight-Electromagnet Manipulation Systems：The Role of Electr...原创 2020-04-04 16:08:55 · 369 阅读 · 0 评论 -
Magnetically actuated soft capsule endoscope for fine-needle aspiration biopsy
这篇文章发表在ICRA会议上，之后该工作的完整版本发表在Soft Robotics上。本文提出了一种特殊的胶囊机器人设计和一种新的磁驱动系统，以及它们的详细的设计介绍。本文也利用了OctoMag framework的设计框架，很有意义。用于细针穿刺活检的磁驱动软体胶囊内窥镜Magnetically actuated soft capsule endoscope for fine-needle ...原创 2020-03-16 21:46:10 · 479 阅读 · 0 评论 -
Magnetic Actuation for Full Dexterity Microrobotic Control Using Rotating Permanent Magnets
这篇文章主要描述了一个基于8旋转永磁铁的5自由度驱动系统，没有任何移动部件，增加了安全性，减少了发热，而且廉价。可以产生所需的3D场和3D场梯度。（对于只有一个内置磁铁胶囊来说，只能在它身上产生5D控制）使用旋转永磁体的用于完全灵巧微机器人控制的磁驱动Magnetic Actuation for Full Dexterity Microrobotic Control Using Rotatin...原创 2020-02-27 17:03:36 · 347 阅读 · 0 评论 -
Magnetic Methods in Robotics
As the author say, this is a thorough review, the paper is perfect.在机器人技术领域中的磁理论Magnetic Methods in Robotics [1](之前还在Google scholar上能搜到，但现在不见了，不知道怎么回事)Authors: Jack J. Abbott, etc.2019, Annual Re...原创 2020-02-25 21:57:15 · 1280 阅读 · 0 评论 -
Jacobian-Based Iterative Method for Magnetic Localization in Robotic Capsule Endoscopy
同时驱动与定位理论，使用的方法非常经典。作者提出了一个基于雅可比迭代的定位方式，就是普通的robotics课程中学习的建模计算过程，但是输入为capsule position，输出为磁场向量，这是磁前向过程，有了磁前向过程，就可以导出雅可比矩阵，从而得到反向的磁逆向过程，从而对胶囊相对于驱动磁铁的相对位姿的定位。作者将3维位置的定位简化为2维。胶囊的姿态变化是通过IMU直接读出来的，作者主要要处...原创 2020-01-31 23:05:43 · 619 阅读 · 0 评论 -
Omnimagnet: An Omnidirectional Electromagnet for Controlled Dipole-Field Generation
这篇文章详细描述了Omnimagnet的制作和优化。通过内部含有一个球体铁芯和外部三层以一定规则计算的立方体正交嵌套的螺线圈，可以产生非常接近dipole model的磁场。最终大小只有，176mm边长的立方体，非常紧凑。Omnimagnet: 用于受控偶极场生成的一个全向电磁铁Omnimagnet: An Omnidirectional Electromagnet for Controlle...原创 2020-01-30 21:36:19 · 602 阅读 · 0 评论 -
OctoMag: An Electromagnetic System for 5-DOF Wireless Micromanipulation
电磁线圈组驱动经典系统，可以作为参考。OctoMag: 用于5自由度无线微操作的一个电磁铁系统OctoMag: An Electromagnetic System for 5-DOF Wireless Micromanipulation [1]Paper LinkAuthors: J. J. Abbott, etc.2010, TRO IEEE Transactions on Robot...原创 2020-01-28 22:52:44 · 1447 阅读 · 5 评论 -
First Demonstration of a modular and reconfigurable magnetic manipulation system
这篇文章主要提出了基于多个电磁铁的模块化的，可实时重新配置的磁操作系统。所有的电磁铁模块采用球型铁芯和三轴正交螺线圈。这样的模块可实时重新配置的原因是因为，施加在球形电磁铁上的磁场等价于施加在球形电磁铁球心的磁场，所以在计算一个磁芯的偶极磁矩时，考虑其他磁物体对它的磁化比较简单。这对采用什么电磁驱动模块有重要的指导意义。一种模块化，可重配置的磁操作系统的第一个演示First Demonstra...原创 2020-01-28 17:38:09 · 261 阅读 · 0 评论 -
Magnetically actuated soft capsule robot for fine-needle biopsy
这篇文章发表在soft robotics上，作为robotics领域唯一的双一区journal（2018 中科院一区+JCR一区），非常有价值。本文提出了一种新的驱动方式和详细的设计介绍。让胶囊机器人有多种运动能力。用于细针活检的磁驱动软体胶囊机器人Magnetically actuated soft capsule robot for fine-needle biopsy [1]Paper...原创 2019-12-13 15:51:53 · 689 阅读 · 0 评论 -
A simultaneous calibration method for magnetic robot localization and actuation systems
这篇文章发表在T-RO上，非常有价值。本文提出了一种新的驱动方式和详细的设计介绍，对磁机器人定位驱动系统的大量参数的同时标定，借鉴了SLAM中的BA方法。一种用于磁机器人定位和驱动系统的同时标定理论A simultaneous calibration method for magnetic robot localization and actuation systems [1]Paper L...原创 2019-12-13 12:46:37 · 446 阅读 · 0 评论 -
Finding Optimal Actuation Configuration for Magnetically Driven Capsule Endoscopy Based on Genetic A
在提出对于旋转胶囊的旋转驱动方式之后，对于某一个位置上的胶囊，由无数种驱动器姿态可以驱动胶囊前进，也就是在胶囊所在的位置和期望前进方向产生一个与期望前进方向垂直的旋转磁场，这是没问题的。本文提出了一种优化驱动器位姿的方式，使胶囊能更好的更有效率的被驱动，文章考虑了在胶囊轴向和径向所受到的磁力和磁力矩的作用大小，建立和相关的模型，并定制为一个优化函数，利用遗传算法解出最优解，即为驱动器最优化位姿。...原创 2019-11-23 15:06:11 · 219 阅读 · 0 评论 -
Design of a unified active locomotion mechanism for a capsule-shaped laparoscopic camera system
本文提出了一种新的驱动定位方式。整个磁驱动的耦合结构，分为定子和转子（借用电机结构的名词）定子是外部驱动电磁线圈，转子是胶囊内嵌入的永磁铁。外部最少3个电磁线圈就可以满足两个转动自由度和一个z方向的移动控制（抵抗重力），内部胶囊内的永磁铁，以大量的磁极子分布排列在胶囊尾部穹顶的方法。整体结构可以对磁驱动有典型的参考价值。用于一个胶囊型腹腔镜相机系统的一个统一主动运动机理的设计Design of...原创 2019-11-20 17:10:41 · 176 阅读 · 0 评论 -
A 5-D Localization Method for a Magnetically Manipulated Untethered Robot Using a 2-D Array of Hall
本文提出了一种新的驱动定位方式。利用电磁线圈产生的磁场来驱动胶囊行进，同时利用传感器采集到的总磁场，去除其中的驱动磁场，剩余的就应该是胶囊磁场，但是这样有问题，因为驱动磁场是由电磁线圈产生的，把电磁线圈产生的磁场也模拟为一个磁极子磁场，这样很难估算这个磁极子的位置参数，估计的肯定不准，那就有误差。作者发现，对磁极子表达式求导两次，可以让胶囊磁极子磁场的二次导数值远远大于误差磁极子磁场的二次导数值，...原创 2019-11-06 20:23:25 · 302 阅读 · 0 评论 -
Enhanced real-time pose estimation for closed-loop robotic manipulation of magnetically actuated cap
本文来自Leeds大学的用于胶囊内窥镜同时驱动与定位的经典之作。大体是用拖拉的方式，用外部永磁大磁体（static magnetic field from permanent magnet + time-varying magnetic field from electromagnetic coil）拖动肠道内小磁铁（permanent magnet + sensor array + inerti...原创 2019-11-04 20:12:39 · 4336 阅读 · 0 评论 -
a novel passive magnetic localization wearable system for wireless capsule endoscopy
本文提出了两种方法分别可以获得更好的初始猜测和更好的利用传感器测量结果。第一，为了获得更好的初始猜测，利用目标被传感器阵列采集到的磁场数据的大小，可以大体估算出目标在传感器区域内的哪一个子区间，用子区间的中心点作为优化算法的初始猜测开始计算。第二，为每一个传感器增设一个权重，距离目标近的传感器更重要，权重高；距离目标远的传感器测量中的噪音比例高，所以更不重要，权重低。用于无线胶囊内窥镜的一个新型...原创 2019-11-02 16:14:18 · 244 阅读 · 0 评论 -
关于非线性最小二乘优化
1. 线性最小二乘法model:yc(x)=Axmodel: \boldsymbol{y}_{c}(\boldsymbol{x})=\boldsymbol{A}\boldsymbol{x}model:yc(x)=Axobjectivefunction:f(x)=12∣∣ys−yc(x)∣∣2=12∣∣ys−Ax∣∣2objective function: f(\boldsymbol{x})=...原创 2019-10-29 21:08:56 · 399 阅读 · 0 评论 -
Control of untethered magnetically actuated tool with localization uncertainty using a rotating perm
本文主要阐述了在旋转磁场下，探究被动旋转磁铁的定位不确定的情况下，对被动磁铁所在的胶囊的控制能力的关系。推导并总结了，在不确定定位的情况下，旋转轴不对齐的最坏情况，磁场大小的最坏情况，和磁场旋转速度的最坏情况用一个旋转永磁铁对带有定位不确定度的无线磁性被驱动器的控制Control of untethered magnetically actuated tool with localizatio...原创 2019-10-25 17:19:44 · 231 阅读 · 1 评论 -
若干篇关于无线胶囊内窥镜磁定位的重要经典paper 2
1 基于两个磁体的无线胶囊内窥镜的6自由度定位定向技术Two magnet based 6D localization and orientation for wireless capsule endoscope [1]Paper LinkAuthors: Shuang Song, etc.2009，IEEE International Conference on Robotics and...原创 2019-10-25 01:28:45 · 1170 阅读 · 1 评论 -
First demonstration of simultaneous localization and propulsion for a magnetic capsule in a lumen
本文是Utah大学最新的闭环同步驱动与定位技术的整套系统成果。使用EKF框架融合驱动和定位两个step，在驱动step中，利用T-RO中提出的算法，根据前一时刻的定位pose，解出此刻为了保持胶囊在旋转磁场下驱动，驱动器磁铁的位姿。然后计算在这样的驱动器和胶囊的pose下，胶囊上所受到的magnetic force 和magnetic torque，利用之前发表的旋转前进模型，预估胶囊在此磁力和磁...原创 2019-10-25 01:05:05 · 304 阅读 · 0 评论 -
Generating rotating magnetic fields with a single permanent magnet for the Propulsion of untethered
本文是13年的T-RO。主要阐述了在旋转磁场下，探究主动旋转磁铁的位姿与被动旋转磁铁的位姿之间的关系。推导并总结了，给定主动磁铁和被动磁铁间的相对位置关系和期望的被动旋转磁铁的姿态，计算所需的主动磁铁姿态；或给定期望的被动旋转磁铁的姿态和主动磁铁姿态，计算所需的主动磁铁和被动磁铁之间的位置关系。用一个单一永磁铁生成旋转磁场用于在一个腔道中的无线的磁设备的驱动Generating rotatin...原创 2019-10-23 22:31:12 · 355 阅读 · 0 评论 -
若干篇关于无线胶囊内窥镜磁定位的重要经典paper
1 用于胶囊内窥镜的高效磁定位与朝向技术Efficient magnetic localization and orientation technique for capsule endoscopy [1]Paper LinkAuthors: Chao Hu, etc.2005，International Journal of Information Acquisition本文是将磁极子...原创 2019-10-23 22:25:26 · 1566 阅读 · 1 评论 -
Passive magnetic localization in medical intervention
本文是被动磁定位领域的一篇review，在对被动磁追踪的挑战和远景中的多目标追踪部分，可以给我们研究方向的指引。医疗干预中的被动磁定位Passive magnetic localization in medical intervention [1]Paper LinkAuthors: Zhenglong Sun, etc.2018，Electromagnetic Actuation an...原创 2019-10-22 23:06:37 · 324 阅读 · 0 评论 -
6-d localization of a magnetic capsule endoscope using a stationary rotating magnetic dipole field
本文亮点在于，提出了基于旋转磁场的对胶囊的驱动定位方式。主要阐述了在旋转磁场下，定位与驱动交替的方式。在step-out情况下，驱动失效，定位胶囊；在synchronous情况下，驱动有效，胶囊跟随主动磁铁同步旋转。这是一种定位时看起来驱动没有停止，而驱动和定位实质上分离（解耦）的同时驱动和定位方式。使用一个固定式旋转磁极子场的一个磁胶囊内窥镜的6自由度定位6-D localization o...原创 2019-10-22 21:39:00 · 232 阅读 · 0 评论 -
Proprioceptive magnetic-field sensing for Close-loop Control of magnetic capsule endoscopes
本文的亮点在于通过施加旋转磁场对胶囊运动状态监视和解算胶囊pose。主要阐述了在旋转磁场下，含有内置磁传感器的胶囊，通过观察和计算自身检测到的磁场，来反解出自身所处的状态 “synchronous”，“step-out”，还是 “stuck（stationary）”，当胶囊“stuck（stationary）”时，胶囊内传感器收集到的一个周期磁场为一个椭圆形；当胶囊“synchronous”时，胶...原创 2019-10-22 21:29:26 · 412 阅读 · 0 评论 -
A Novel Relative Position Estimation Method for Capsule Robot Moving in Gastrointestinal Tract
本文的亮点在于找到了用贝兹曲线来拟合绝对定位的结果点，从而获得一条比较平滑的曲线，就可以做积分求运动长度等其他应用。用于在消化道移动的胶囊机器人的一个新型相对位置估计理论A Novel Relative Position Estimation Method for Capsule Robot Moving in Gastrointestinal Tract [1]Paper LinkAut...原创 2019-10-22 00:37:09 · 331 阅读 · 0 评论 -
Localization Strategies for Robotic Endoscopic Capsules: A Review
本文是WCE定位领域最新的一篇review，非常有价值。内窥镜胶囊机器人的定位策略：一个回顾Localization Strategies for Robotic Endoscopic Capsules: A Review [1]Paper LinkAuthors: Federico Bianchi, etc.2019，Expert Review of Medical Devices...原创 2019-10-22 00:34:31 · 596 阅读 · 0 评论