Робота присвячена проблематиці сигнального перетворення в системах магнітного трекінгу. Інформаційно-вимірювальні системи магнітного трекінгу представляють новітній напрям розвитку сенсорів просторової навігації в концепціях віртуальної та доповненої реальності. Магнітний трекінг базується на визначенні просторового положення об’єктів за результатами вимірювання вектора індукції опорних магнітних полів в низькочастотному спектрі електромагнітного випромінювання. Основною проблемою реалізації систем магнітного трекінгу є необхідність завадостійкого вимірювання сигналів сенсорних котушок в широкому динамічному діапазоні – від одиниць мікровольта при відстанях декількох метрів в парах «актюатор – сенсор» і до сотень мілівольт при зменшенні цієї відстані до одиниць сантиметрів. Отже, необхідне забезпечення високої завадостійкості вимірювання при динамічному діапазоні вимірювального перетворювача в шість порядків. В роботі представлено результати розроблення, моделювання та дослідження вимірювального перетворювача сигналу для інформаційно-вимірювальних систем магнітного трекінгу, новизною якого є поєднання методів логарифмуючого підсилення та синхронної демодуляції вихідної напруги сенсорних котушок. Одержані результати є визначальними для подальшого підвищення параметрів інформаційно-вимірювальних систем магнітного трекінгу, зокрема, розширення діапазону завадостійкого вимірювання їхніх сигналів.
[1] W. Hongtao, Y. Zhimin, W. Ping, B. Santoso, O. Lian, "A novel method of motion tracking for virtual reality using magnetic sensors", in Asia-Pacific Magnetic Recording Conference (APMRC-2018), Shanghai, 2018.
DOI: 10.1109/APMRC.2018.8601108.
[2] M. Singh and B. Jung, "High-definition wireless personal area tracking using AC magnetic field for virtual reality", in 2017 IEEE Virtual Reality (VR), Los Angeles, 2017.
DOI: 10.1109/VR.2017.7892250.
[3] D. Fedasyuk, R. Holyaka, and T. Marusenkova, "A tester of the MEMS accelerometers operation modes", in 2019 3rd Int. Conf. on Advanced Information and Communications Technologies (AICT), Lviv, 2019.
DOI: 10.1109/aiact.2019.8847840.
[4] D. Fedasyuk, R. Holyaka, and T. Marusenkova, "Method of analyzing dynamic characteristics of MEMS gyroscopes in test measurement mode", in 2019 9th Int. Conf. on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Ceske Budejovice, 2019, pp. 157–160.
DOI: 10.1109/acitt.2019.8780058.
[5] D. Jo and G. Kim, "ARIoT: scalable augmented reality framework for interacting with Internet of Things appliances everywhere", IEEE Trans. Consum. Electron., vol. 62, no. 3, pp. 334–340, Aug. 2016.
DOI: 10.1109/tce.2016.7613201.
[6] T. Reichl, J. Gardiazabal, and N. Navab, "Electromagnetic Servoing—a new tracking paradigm", IEEE Trans. Med. Imag., vol. 32, no. 8, pp. 1526–1535, Aug. 2013.
DOI: 10.1109/tmi.2013.2259636.
[7] A. Franz et al., "Electromagnetic tracking in medicine—a review of technology, validation, and applications", IEEE Trans. Med. Imag., vol. 33, no. 8, pp. 1702–1725, May 2014.
DOI: 10.1109/tmi.2014.2321777.
[8] N. Alves et al., "An MEG-compatible electromagnetic-tracking system for monitoring orofacial kinematics", IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 63, no. 8, pp. 1709–1717, Nov. 2015.
DOI: 10.1109/tbme.2015.2500102.
[9] S. Song, Z. Li, H. Yu, and H. Ren, "Electromagnetic positioning for tip tracking and shape sensing of flexible robots", IEEE Sensors J., vol. 15, no. 8, pp. 4565–4575, Aug. 2015.
DOI: 10.1109/jsen.2015.2424228.
[10] Pérez et al., VR EM Motion tracking systems & applications. Málaga, Spain: PREMO S.L., 2017.
[11] A. Matthews, "VR 3D electromagnetic motion tracking sensor", 2017. [Online]. Available: https://www.electronicspecifier.com/sensors/vr-3d-electromagnetic-motion...
[12] I. Skog, "Inertial and magnetic-field sensor arrays - capabilities and challenges", in 2018 IEEE SENSORS, New Delhi, India, Oct. 2018.
DOI: 10.1109/icsens.2018.8589760.
[13] H. Dai, S. Song, C. Hu, B. Sun, and Z. Lin, " Novel 6-D tracking method by fusion of 5-D magnetic tracking and 3-D inertial sensing", IEEE Sensors J., vol. 18, no. 23, pp. 9640–9648, Dec. 2018.
DOI: 10.1109/JSEN.2018.2872650.
[14] W. Kim, J. Song, and F. Park, "Closed-form position and orientation estimation for a three-axis electromagnetic tracking system", IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 65, no. 5, pp. 4331–4337, May 2018.
DOI: 10.1109/tie.2017.2760244.
[15] H. He, P. Maheshwari, and D. Pommerenke, "The development of an EM-field probing system for manual near-field scanning", IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol. 58, no. 2, pp. 356–363, Apr. 2016.
DOI: 10.1109/temc.2015.2496376.
[16] H. Sadjadi, K. Hashtrudi-Zaad, and G. Fichtinger, "Simultaneous electromagnetic tracking and calibration for dynamic field distortion compensation", IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 63, no. 8, pp. 1771–1781, Aug. 2016.
DOI: 10.1109/tbme.2015.2502138.
[17] I. Sharp, K. Yu, and T. Sathyan, "Positional accuracy measurement and error modeling for mobile tracking", IEEE Trans. Mobile Comput., vol. 11, no. 6, pp. 1021–1032, June 2012.
DOI: 10.1109/tmc.2011.119.
[18] P. Ripka and A. Zikmund, "Magnetic tracker with high precision", Procedia Engineering, vol. 25, pp. 1617–1620, Dec. 2011.
DOI: 10.1016/j.proeng.2011.12.400.