从亥姆霍兹设备确定位置和取向的制作方法
本公开涉及从亥姆霍兹设备确定位置和取向。
背景技术：
电磁跟踪(emt)系统用于辅助医疗流程(medicalprocedure)和游戏应用中仪器和解剖结构的定位。这些系统在电磁传感器附近利用电磁发射器，使得传感器可以相对于电磁发射器在空间上定位。传感器相对于发射器的校准不当会导致emt系统报告错误的传感器位置和取向。这通常使用某种形式的龙门架系统(gantrysystem)进行检测和测量，该龙门架系统可以将传感器精准地移动到相对于发射器的已知的位置和取向(p&o)。一般而言，已知的p&o与由emt系统计算出的p&o之间的误差是确定是否已经发生不正确的传感器校准的仅有方法。
技术实现要素：
亥姆霍兹线圈用于在线圈之间的空间中在一定体积上生成均匀磁场。每组亥姆霍兹线圈由以使均匀磁场的空间体积最大化的方式布置的两个线圈组成。正交布置的三组亥姆霍兹线圈可以表示一个三维场。所生成的磁场与线圈中的直流或交流电流成比例。如本领域所已知的，这些亥姆霍兹线圈通常用于校准传感器。
可以针对3个亥姆霍兹线圈组确定校准。如本领域中已知的，该校准针对亥姆霍兹线圈的未对准及其增益进行校正。使用该校准，可以将亥姆霍兹系统转变成虚拟发射器(虚拟发射器和亥姆霍兹在本文中可互换使用)。不是相对于发射器物理地移动传感器并且检测由于每个新的相对空间位置的所得到的读数，而是所描述的系统的线圈虚拟地相对于发射器来回移动传感器。也就是说，如果它相对于emt系统发射器以期望的姿势被定位和定向，它生成传感器将看到的对应的场。该虚拟运动消除了对实际运动(例如，由三轴平移系统提供的)的需求。无需从生成实验测试场的亥姆霍兹线圈中间移动传感器就可以进行测试。使用虚拟发射器而无需修改先前被配置为用于校准传感器的亥姆霍兹装置，从而简化了校准和测试。
在一些方面，一种方法包括：在磁传感器处接收一系列发射器信号，所述一系列发射器信号被检测为与相对于发射磁场的磁发射器的所述磁传感器的不同的位置和/或取向相对应的一系列信号；以及至少基于所接收的测量传感器信号和校准矩阵，计算指示所述磁传感器相对于所述磁发射器的取向的取向矩阵和指示所述磁传感器相对于所述磁发射器的位置的位置矩阵之一或两者，其中，所述一系列发射器信号是从相对于所述磁传感器相同的物理位置发射的。磁传感器通常是三轴传感器，其包括同心、并置的传感器线圈组，但是也可以是单轴或双轴。虚拟磁发射器通常是三轴虚拟发射器。其他配置是可能的并且在本领域中是已知的。
在一些方面，一种计算机可读介质，其包括指令，该指令在由处理器执行时执行一种方法，该方法包括：在磁传感器处接收一系列发射器信号，所述一系列发射器信号被检测为与相对于发射磁场的磁发射器的所述磁传感器的不同的位置和/或取向相对应的一系列信号；以及至少基于所接收的测量传感器信号和校准矩阵，计算指示所述磁传感器相对于所述磁发射器的取向的取向矩阵和指示所述磁传感器相对于所述磁发射器的位置的位置矩阵之一或两者，其中，所述一系列发射器信号是从相对于所述磁传感器相同的物理位置发射的。
在一些方面，系统包括被配置为生成磁场的磁发射器、被配置为检测所生成的磁场的磁传感器以及与磁发射器和磁传感器通信的计算设备，该计算设备被配置为：在磁传感器处接收一系列发射器信号，所述一系列发射器信号被检测为与相对于发射磁场的所述磁发射器的所述磁传感器的不同的位置和/或取向相对应的一系列信号；以及至少基于所接收的测量传感器信号和校准矩阵，计算指示所述磁传感器相对于所述磁发射器的取向的取向矩阵和指示所述磁传感器相对于所述磁发射器的位置的位置矩阵之一或两者，其中，所述一系列发射器信号是从相对于所述磁传感器相同的物理位置发射的。
本文描述的系统的优点包括在单个系统中使用亥姆霍兹线圈来校准和测试传感器。该简化加快了校准和测试的速度。消除了对诸如龙门架之类的三轴平移系统的需求。
本发明的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中阐述。通过描述和附图以及权利要求书，本发明的其他特征、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
图1a是包括磁传感器和磁发射器的电磁跟踪(emt)系统的示意图。
图1b是包括磁传感器和磁发射器的另一示例性emt系统的示意图。
图2是用于操纵磁传感器的亥姆霍兹系统的示意图。
图3是示出用于操纵来自亥姆霍兹的磁场以创建虚拟发射器并确定传感器相对于虚拟发射器的位置和取向的方法的流程图。
图4是用于均匀场生成的亥姆霍兹线圈组的示意图。
图5示出了可以用于实现本文描述的技术的计算设备和移动计算设备的示例。
各个附图中同样的附图标记指示同样的元素。
具体实施方式
电磁跟踪(emt)系统可以用在游戏和/或手术环境中，以跟踪设备(例如，游戏控制器、头戴式显示器、医疗设备、机器人手臂等)，从而允许它们相应的三维位置和取向为该系统的用户所知。增强现实(ar)和虚拟现实(vr)系统也使用emt系统来执行头部、手部和身体跟踪，例如以将用户的动作与ar/vr内容同步。这样的emt系统在磁传感器附近使用磁发射器以确定传感器相对于发射器的位置和/或取向。在这样的系统中使用的传感器必须向医疗专业人员提供精确的位置和取向信息并且被校准以确保其精确性。如果emt传感器或发射器校准不当，则精确性可能会大大降低。
如本领域已知的，可以使用将传感器安装在亥姆霍兹线圈中的常规亥姆霍兹系统进行传感器校准，或者通过使用当传感器或发射器在实验场来回移动时，允许精准地知道传感器或发射器相对于彼此的位置的三轴(x，y，z)龙门架进行传感器校准。在发射器或传感器在实验场来回移动并且数据被收集的同时，发射器发出由传感器检测的信号。所得到的记录的数据运行通过一个或多个过程，以产生传感器校准。为了验证该校准的正确性，在收集数据的同时，再次使用龙门架相对于发射器移动传感器。所得到的记录的数据运行通过利用该校准的一个或多个过程，并且就传感器相对于发射器的位置和取向在与已知的龙门架位置和取向(p&o)相比较时是否正确被分析。
图1a是emt系统100的示例性实施例，例如其可以用于对患者102执行的图像引导医疗流程。系统100可以包括自由移动的医疗仪器104，这可以包括用在医疗中的任何方式的手术工具和设备。系统100允许以解剖学的器官、结构、血管等为目标以用于可视化、诊断、介入目的等。
用于emt系统100中的仪器可以包括一个或多个磁传感器，该一个或多个磁传感器包括一个或多个线圈。例如，仪器104可以包括三轴传感器106，所述三轴传感器106包括同心的、并置的传感器线圈组。传感器106可以被嵌入在通道中，附于在仪器104的尖端等。由系统100采用的特定的传感器可以由流程类型和/或测量性能要求来确定。传感器106经由有线或无线连接而连接到电子单元109和计算设备(例如，计算机108)等。
在用于激发磁场的电路的控制下，传感器106测量该场，该场然后由电子单元109进行处理，并且在计算设备108中计算该场在三维空间中参照于发射器110的磁场的瞬时位置(x，y，z)和取向角(方位角，高度角，侧倾角)。类似于传感器106，由系统100采用的特定的发射器可以由流程类型、测量性能要求等来确定。在一些实施方式中，发射器110可以是包括同心、并置的发射器线圈组的三轴发射器。发射器110通常固定在患者旁边、上方或下方的空间中或医疗设备上，其中发射器110充当由传感器106提供的测量的空间参考系。
在一些实施方式中，计算机108是被配置为向系统100提供成像能力的成像计算机。可以与传感器106和发射器110进行有线或无线通信的成像计算机108被配置为在图像数据库中存储患者102的预先获取的或手术内的图像(intra-operativeimage)。然后可以出于配准和可视化目的将这样的图像输入到成像软件。在医疗流程期间，可以跟踪仪器104相对于患者102的解剖结构的三维位置，并且在计算机108的显示器上实时呈现预先获取的或手术间的图像(inter-operativeimage)。当仪器104朝向患者102的体内的感兴趣目标前进时，发射器110可以被激活和激发，从而产生由传感器106感测并表示为信号(例如，电压信号)的电磁信号。这些信号在电子单元109中进行处理，并且三维位置由计算机108进行计算。在一些实施方式中，计算机108包括引导电子单元109，所述引导电子单元109被配置为处理电压信号以便提供三维位置。
图1b示出了可以用作vr/ar或其他系统(例如，诸如图1a中的医疗系统之类的医疗系统，或游戏系统)的一部分的emt系统120的另一示例。emt系统120包括至少一个头戴式显示器(hmd)122，所述hmd122包括磁传感器132以及处理和计算资源；以及控制器124，所述控制器124包括磁发射器134以及处理和计算资源(根据需要)。hmd122和控制器124被配置为跟踪在三维空间中相对于彼此的位置和取向。例如，控制器124的emt发射器134被配置为相对于由发射器134的位置和取向定义的参考系来跟踪hmd122的传感器132，或者hmd122的emt传感器132被配置为相对于由传感器132的位置和取向定义的参考系来跟踪控制器124的发射器134。由emt系统120采用的特定的传感器132和发射器134可以由emt系统120正使用的过程、测量性能要求等来确定。
可以在跟踪体积(trackingvolume)126内相对于彼此跟踪hmd122和控制器124的位置和取向。尽管将跟踪体积126被示出为是限定的空间，但是应当理解，跟踪体积126可以是任何三维空间，包括无量纲三维空间(例如，大的室内和/或室外区域等)。
在一些实施方式中，发射器110或134包括三个正交缠绕的磁性线圈，在本文中被称为x、y和z线圈。流过三个线圈的电流使线圈在fdm(频分复用)应用中以三个频率(例如，三个不同的频率)产生三个正交磁场，或在tdm(时分复用)应用中产生三个脉冲(例如，三个不同的时隙)。三个频率可以是三个紧密间隔的频率，例如34khz、34.25khz和34.5khz，但是也可以或替代地可以使用其他频率。在一些实施方式中，线圈可以以与例如以tdm方式中使用的频率相同的频率产生磁场。传感器106或132也包括三个正交缠绕的磁性线圈，在本文中被称为x、y和z线圈。响应于发射器110或134通过磁感应的方式生成的磁场，在传感器106或132的线圈中感应出电压。传感器106或132的每个线圈为由发射器110或134的线圈生成的磁场中的每一个生成电信号；例如，传感器104或132的x线圈响应于从发射器110或134的x、y和z线圈接收的磁场而生成第一电信号。传感器110或132的y和z线圈类似地生成从发射器110或134的每个线圈接收的磁场中的每一个的电信号。传感器还可以由测量磁场的其他感测元件(例如，霍尔效应元件等)构造。在其他情况下，发射器110可以具有多于3个的线圈，并且传感器106可以具有少于3个的线圈，其中传感器线圈的数量乘以发射器线圈的数量大于或等于6。
来自传感器132的数据可以表示为数据矩阵(例如，3×3矩阵)，该数据矩阵可以被解析成传感器104或132相对于发射器110或134的位置和取向，反之亦然。特别地，结合到hmd122中的电子设备被配置为基于由发射器134生成的磁场的特性以及在传感器132处测量的各种电信号来确定控制器124相对于hmd122的位置和取向。如上所述，计算机系统128也可以被配置为确定传感器和/或发射器的位置和取向。
在一些实施方式中，在使用emt系统100或120的流程开始之前，实现了一种或多种协议。一种协议可以使仪器104和传感器106或传感器132初始化，以准备由计算机108或208进行跟踪。诸如仪器类型、部件编号、仪器中的传感器位置、校准数据等的配置数据可以被存储在计算机108或208的存储器中。由于精准和精确的校准对于精确的仪器读数是期望的，所以在仪器的初始化开始之前，必须将传感器106或132相对于发射器134或110的位置和取向精细地校准。由于构成传感器线圈的绕组可能不准确并且可能偏离理论值(例如，仪器线圈上存在的绕组数与理想值不同，匝数的间隔不准确、绕组线圈的直径或形状等不精准)，所以期望传感器的校准。如果发射器134和/或传感器132没有被精确地校准(图1a)，或者三轴传感器106和/或发射器110没有被精确地校准(图1b)，则所确定的(例如，所计算出的)发射器134或发射器100和/或传感器132或三轴传感器106的位置和取向可能不反映真实(例如，实际)的位置和取向。
确定传感器的虚拟取向和位置
下面阐述一种方法，该方法可以用于验证诸如系统300之类的磁跟踪系统，所述系统300如图2所示具有三个正交轴的发射器/传感器。如本领域中已知的，人们需要计算以数学方式描述亥姆霍兹线圈的特性的亥姆霍兹校准矩阵h。系统300生成在传感器306处检测的发射器信号，作为与由磁发射器110或134提供的磁场相对应的虚拟信号。使用校准矩阵，系统300使用该所接收的信号来计算传感器306相对于虚拟发射器310的视在取向和位置。该计算可以包括确定指示取向的矩阵和位置矩阵，其对应于三个取向指示符值(方位角、高度角、侧倾角)和三个位置指示符值(x，y，z)。
以下材料来自j.b.kuipers的“quaternionsandrotationsequences(四元数和旋转序列)”并且通过引用并入。驱动包括线圈320a、320b、330a、330b、340a、340b的三个亥姆霍兹线圈组以产生偶极场的等同物。线圈的激励比是k*c，其中c是对角矩阵，其具有元素[1,-1/2,-1/2]为此发生。控制k的强度允许控制测试下的传感器306(其本身是三线圈传感器，例如传感器306)与由亥姆霍兹创建的虚拟发射器310之间的视在距离。允许以频分或时分复用方式、并且以不同的激励激发三个亥姆霍兹线圈对320a、320b、330a、330b、340a、340b可以实现传感器306的虚拟移动。
可以通过应用以下公式来构建用于实现虚拟发射器的激发模式：
其中s是3x3信号矩阵，k是设置范围的常数，r是范围，a是3x3方向余弦矩阵(传感器的取向)，c是耦合矩阵，并且p是球面坐标(α,β,r)的位置矩阵矩阵(如果测量传感器相对于发射器安置)。
a被定义为：
其中ca是cos(方位角)，sa是sin(方位角)，ce是cos(仰角)，se是sin(仰角)，cr是cos(侧倾角)，并且sr是sin(侧倾角)。p被定义为：
其中cα是cos(alpha)，sα是sin(alpha)，cβ是cos(beta)，并且sβ是sin(beta)。反过来，以下三角恒等式也适用：
r2＝x2+y2+z2w2＝x2+y2＝r2-z2(4)
cα＝x/wsα＝y/wcβ＝w/rsβ＝-2/r
耦合矩阵c描述同轴线圈和共面线圈的近场电磁耦合(例如，传感器的x方向线圈面对发射器的x方向线圈)。其被定义为：
用于准确确定传感器的取向和位置的校准
亥姆霍兹校准得到3x3的特性矩阵(characterizationmatrix)h。其与从传感器校准计算出的传感器特性矩阵sgo一起使用，所述传感器特性矩阵sgo如下所示：
sgo·s产生理想的传感器响应。k的确定是通过设置亥姆霍兹激励、从传感器收集电压并将电压乘以单个值k，直到算法产生例如x,y,z＝[8,0,0]来实现的。在观察所接收的传感器信号的同时，一次打开一个亥姆霍兹线圈(用于tdm实施方式)。注意helmholtzx线圈激励的值，称为bx。调整y和z亥姆霍兹线圈激励，使得其为其当前振幅的一半，并且相位被反转(180度相移)或振幅取反，并将激励分别存储为by和bz。然后，连接已校准的传感器并收集跨传感器线圈的电压。这形成s矩阵。人们一次可以收集一列s并形成完整的3x3矩阵s，如将在tdm实施方式的情况下发生的。
然后，形成具有以下形式的sgo*s*h：
其中v是常数。
然后，通过设置r(在此示例中＝8英寸)，a＝p＝3x3单位矩阵来求解等式(6)中的k，并且k是使左侧等于右侧的值(在最小二乘意义上)。也就是说：
或者，进行替换：
一旦确定了k，就可以相对于发射器虚拟地移动任何传感器。反之，将所期望地位置输入到等式(4)中。从等式(3)形成所期望的p矩阵。将所期望的取向输入到等式(2)中。然后使用所确定的k和传感器sgo形成下式：
计算分别标记为sv1、sv2和sv3的svirtual的每一列的rss(平方根值)。然后将sv1乘以bx，sv2乘以by，sv3乘以bz以分别形成ex、ey和ez。分别调整x、y和z线圈亥姆霍兹激励到ex、ey和ez。
由系统输出的所得到的位置和取向应该与最初输入的位置和取向信息相匹配。如果是这种情况，或者在可接受的误差量范围内(例如，位置偏差小于1mm且小于0.2度)，则证明校准已经成功。可以通过将发射器310虚拟地来回移动以确保传感器306对虚拟发射器的信号如预期的那样进行响应，来测试校准的传感器306。对传感器306的这种测试可以在已经对其进行校准的亥姆霍兹系统上进行，例如而无需从亥姆霍兹移除传感器306。
系统300还可以警告用户正在用系统300校准的传感器有故障。例如，如果遵循以上概述的步骤，则在一些情况下，所确定的校准参数在预定的公差值之外。由于发射器310的虚拟移动将导致不精确的位置和取向读数，因此系统300可以警告用户传感器未能达到可接受的校准标准。
参照图3，概述了相对于虚拟发射器310操纵传感器306的方法400。在步骤402处，系统生成与传感器306相对于虚拟发射器310的特定的位置和取向相对应的磁场。在步骤404处，系统在磁传感器处接收一系列发射器信号，该一系列发射器信号被检测为对应于由磁发射器提供的磁场相对于磁传感器的不同的位置和/或取向的一系列信号。在步骤406处，系统至少基于所接收的传感器信号以及传感器和亥姆霍兹校准矩阵，来计算指示磁传感器相对于磁发射器的取向的取向矩阵和指示磁传感器相对于磁发射器的位置的位置矩阵之一或两者。例如，这可以包括计算如上描述的等式(8)和(9)。
在上述步骤中，一系列发射器信号是从发射器310发射的，所述发射器310充当虚拟地在磁传感器306周围来回移动的虚拟发射器，而实际上发射器310相对于磁传感器306保持在相同的物理位置。
参照图4，示出了用于控制亥姆霍兹线圈组的一个轴的控制示意图600(例如，系统300的线圈对之一)。第一放大器650可以是单位增益、反相、可调的放大器或仅仅是直通连接。振荡器652产生ac或脉冲dc信号。它由第二放大器654放大，所述第二放大器654驱动亥姆霍兹线圈656(例如，系统300的线圈之一)。取决于第一放大器650的配置，第二亥姆霍兹线圈658(例如，系统300的线圈中的另一个)被同相或异相驱动。亥姆霍兹线圈656、658在传感器线圈660(为方便起见，仅示出一个线圈)之一处感应出电压，该电压由电压表662或相似的仪器测量。可以将相似的控制示意图用于具有三轴传感器的三轴亥姆霍兹组上的每对线圈，以便全面表征传感器660。
可以使用在计算机可读介质上包括的用于在以在计算机(例如，图1的计算机108)上执行的软件来实现上面描述的emt校准技术。图5示出了示例性计算机设备700和示例性移动计算机设备750，其可以用于实现本文描述的技术。例如，处理器(例如，图1所示的计算机108)的一部分或全部操作可以由计算机设备700和/或移动计算机设备750执行。计算设备700旨在表示各种形式的数字计算机，包括例如膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机和其他适当的计算机。计算设备750旨在表示各种形式的移动设备，包括例如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话和其他相似的计算设备。此处所示的组件、它们的连接和关系以及它们的功能仅仅是示例性的，并且不意味着限制本文档中描述和/或要求保护的技术的实施方式。
计算设备700包括处理器702、存储器704、存储设备706、连接到存储器704和高速扩展端口710的高速接口708、以及连接到低速总线714和存储设备706的低速接口712。组件702、704、706、708、710和712中的每一个使用各种总线互连，并且可以被安装在通用主板上或酌情以其他适当方式安装。处理器702可以处理用于在计算设备700内执行的指令，包括存储在存储器704中或存储在存储设备706上的指令(以针对外部输入/输出设备上的gui显示图形数据)，包括例如耦合至高速接口708的显示器716。在其他实施方式中，可以酌情使用多个处理器和/或多个总线，以及多个存储器和存储器类型。而且，可以连接多个计算设备700，其中每个设备提供必要操作的部分(例如，作为服务器组、一组刀片服务器或多处理器系统)。
存储器704将数据存储在计算设备700内。在一种实施方式中，存储器704是一个或多个易失性存储单元。在另一种实施方式中，存储器704是一个或多个非易失性存储单元。存储器704也可以是另一种形式的计算机可读介质，包括例如磁盘或光盘。
存储设备706能够为计算设备700提供大容量存储。在一种实施方式中，存储设备706可以是或包含计算机可读介质，包括例如软盘设备、硬盘设备、光盘设备、磁带设备、闪存或其他相似的固态存储设备或设备阵列，包括存储区域网络或其他配置中的设备。计算机程序产品可以有形地体现在数据载体中。计算机程序产品还可以包含在执行时执行一种或多种方法(包括例如上述方法)的指令。数据载体是计算机或机器可读介质，包括例如存储器704、存储设备706、处理器702上的存储器等。
高速控制器708管理计算设备700的带宽密集型操作，而低速控制器712管理较低带宽密集型操作。这样的功能分配仅仅是示例性的。在一种实施方式中，高速控制器708耦合至存储器704、显示器716(例如，通过图形处理器或加速器)，并且耦合至可以接受各种扩展卡(未示出)的高速扩展端口710。在实施方式中，低速控制器712耦合至存储设备706和低速扩展端口714。可以包括各种通信端口(例如，usb、
如图所示，计算设备700可以以多种不同的形式实现。例如，它可以被实现为标准服务器720，或者在一组这样的服务器中被实现多次。它还可以被实现为机架服务器系统724的一部分。附加地或替代地，它可以被实现在个人计算机(例如，膝上型计算机722)中。在一些示例中，来自计算设备700的组件可以与移动设备(未示出)(例如，设备750)中的其他组件组合。这样的设备中的每一个可以包含计算设备700、750中的一个或多个，并且整个系统可以由与彼此通信的多个计算设备700、750组成。
计算设备750包括处理器752、存储器764以及包括例如显示器754、通信接口766和收发器768以及其他组件的输入/输出设备。设备750还可以设置有存储设备，包括例如微驱动器或其他设备，以提供附加的存储装置。组件750、752、764、754、766和768均可以使用各种总线互连，并且组件中的若干个可以被安装在通用主板上或酌情以其他方式进行安装。
处理器752可以执行计算设备750内的指令，包括存储在存储器764中的指令。处理器可以被实现为包括分离的以及多个模拟和数字处理器的芯片的芯片组。处理器可以提供例如设备750的其他组件的协调，所述其他组件包括例如用户界面的控制、由设备750运行的应用、以及由设备750进行的无线通信。
处理器752可以通过控制接口758和耦合至显示器754的显示器接口756与用户通信。显示器754可以是例如tftlcd(薄膜晶体管液晶显示器)或oled(有机发光二极管)显示器或其他适当显示技术。显示器接口756可以包括用于驱动显示器754以向用户呈现图形和其他数据的适当电路。控制接口758可以接收来自用户的命令并且将它们转换以提交给处理器752。另外，外部接口762可以与处理器642通信，以便实现设备750与其他设备的近区域通信。外部接口762可以在一些实施方式中提供例如有线通信，或在其他实施方式中提供无线通信。还可以使用多个接口。
存储器764将数据存储在计算设备750内。存储器764可以被实现为一个或多个计算机可读介质、一个或多个易失性存储单元、或一个或多个非易失性存储单元中的一个或多个。还可以提供扩展存储器774，并且扩展存储器774通过扩展接口772连接到设备850，所述扩展接口772可以包括例如simm(单列存储模块)卡接口。这样的扩展存储器774可以为设备750提供额外的存储空间，和/或可以为设备750存储应用或其他数据。具体地，扩展存储器774还可以包括用于执行或补充上面描述的过程的指令，并且可以包括安全数据。因此，例如，扩展存储器774可以被提供作为设备750的安全模块，并可以用允许安全使用设备750的指令进行编程。此外，可以通过simm卡以及附加数据提供安全应用，包括例如以不可破解的方式将识别数据放置在simm卡上。
存储器可以包括例如闪存和/或nvram存储器，如下所讨论的。在一种实施方式中，计算机程序产品有形地体现在数据载体中。计算机程序产品包含在执行时执行一种或多种方法的指令，包括例如上述方法。数据载体是计算机或机器可读介质，包括例如存储器764、扩展存储器774和/或处理器752上的存储器，其可以例如通过收发器768或外部接口762接收。
设备750可以通过通信接口766进行无线通信，所述通信接口766可以在必要时包括数字信号处理电路。通信接口766可以提供各种模式或协议下的通信，所述模式或协议包括例如gsm语音呼叫、sms、ems或mms消息收发、cdma、tdma、pdc、wcdma、cdma2000或gprs等。这样的通信可以例如通过射频收发器768发生。此外，可以进行短程通信，包括例如使用
设备750还可以使用音频编解码器760以听觉方式进行通信，所述音频编解码器760可以接收来自用户的语音数据并将其转换为可用的数字数据。音频编解码器760同样可以为用户生成包括例如通过扬声器、例如在设备750的电话听筒中可听到的声音。这种声音可以包括来自语音电话呼叫的声音、录制的声音(例如，语音消息、音乐文件等)以及由在设备750上操作的应用生成的声音。
如图所示，计算设备750可以以多种不同的形式实现。例如，它可以被实现为蜂窝电话780。它也可以被实现为智能电话782、个人数字助理或其他相似的移动设备的一部分。
可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的asic(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现此处描述的系统和技术的各种实施方式。这些各种实施方式可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序。这包括至少一个可编程处理器(其可以是专用或通用的)，其被耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，以及向存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备发送数据和指令。
这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级程序和/或面向对象的编程语言和/或以汇编/机器语言的形式实现。如本文所使用的，术语机器可读介质和计算机可读介质是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的计算机程序产品、装置和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑设备(pld))，包括接收机器指令的机器可读介质。
为了提供与用户的交互，此处描述的系统和技术可以被实现在具有用于向用户呈现数据的显示设备(例如，crt(阴极射线管)或lcd(液晶显示器)显示屏)的计算机上，该计算机还具有用户可以通过其向计算机提供输入的键盘和定点设备(例如，鼠标或轨迹球)。其他种类的设备也可以用于提供与用户的交互。例如，向用户提供的反馈可以是传感反馈的形式(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)。来自用户的输入可以以包括声音、语音或触觉输入的形式被接收。
此处描述的系统和技术可以被实现在包括后端组件(例如，作为数据服务器)的计算系统中或包括中间件组件(例如，应用服务器)的计算系统中或包括前端组件(例如，具有用户界面或web浏览器的客户端计算机，用户可以通过其与此处描述的系统和技术的实施方式进行交互)的计算系统中，或包括后端、中间件或前端的组合的计算系统中。系统的组件可以通过数字数据通信的形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器之间的关系是凭借在相应的计算机上运行并彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序引起的。
在一些实施方式中，本文描述的引擎可以是分离的、组合的或被并入到单个或组合的引擎中。附图中描绘的引擎不旨在将此处描述的系统限制为附图中所示的软件架构。
已经描述了本发明的多个实施例。然而，将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。例如，该系统可以具有不同尺寸的标准亥姆霍兹线圈，以生成单轴、双轴或三轴磁场。因此，其他实施例在所附权利要求的范围内。
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