近年来,肠胃道疾病的发病率不断升高,这对世界各国都造成了极大的影响,早期及时有效的筛查治疗能够很好地预防此类疾病的发生和恶化,降低其致死率。利用无线胶囊内窥镜进行肠胃道检测可以极大地降低患者的不适感并提高检查的准确性和安全性,而这项技术应用的关键点之一是对胶囊机器人进行定位。由于外界环境磁场的干扰,现有定位方法只能保证患者在保持不动时对胶囊机器人进行较准确的定位,为了不对被检查的患者的正常生理活动造成影响,利用穿戴式传感器阵列对胶囊机器人进行定位成为了研究的热点,而面向可穿戴场景的胶囊机器人定位技术是研究的重点。本文提出一种基于差分信号的胶囊机器人实时定位方法,并对其进行仿真,以此验证算法的理论可行性;然后,对小范围内的地磁场信号进行测量和分析,证明算法成立的前提,表明算法的实际可行性;另外,对传感器阵列进行设计,提出对传感器阵列进行分组的方法,探究传感器之间距离对定位效果的影响,选择出最优效果的传感器间距,进而结合实际使用场景对整个传感器阵列进行搭建。在对所提出的基于差分信号的定位算法进行分析的基础上,本文进一步提出一种基于差分信号的降维定位算法,所提出的算法主要依据磁偶极子模型,对其磁场信号表达式进行数学运算后,进行分组差分处理,进而可以将每一分组内的磁场强度相关的表达式化为矩阵相乘的形式,通过对矩阵进行最小二乘求解和矩阵乘法运算,可以直接解算出待定位胶囊机器人的方向信息,再依据所解出的向量和方向值可以推导出胶囊机器人三维位置信息之间的关系。最终,六维待求解参数被降维成一维,再利用优化算法对其求解即可完整求解出胶囊机器人六维位姿信息。最后对所提出的降维定位算法进行仿真,仿真结果表明降维定位算法可以达到一定的定位精度,是后续可以对胶囊机器人进行实时定位的一种可行方法。本文提出两种胶囊机器人实时定位方法,基于差分信号的定位方法和降维定位算法,依据搭建的平台对所提出的方法进行了实验,验证它们的有效性,对胶囊机器人的实际临床使用有较好的参考意义。实验结果表明,所提出的方法中,在静态实验中平均位置误差为小于10 mm,方向误差小于15°。在动态实验中,所提出的算法也有着一定的定位效果,为后续研究奠定了基础。