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专利号: 2009101090860
申请人: 深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种医用内窥镜标定方法,其特征在于,所述方法包括:

A.获取标定参数,所述标定参数包括棋盘网格的大小和数目;

B.利用多模态配准算法构建磁跟踪器与内窥镜之间的相对坐标关系,具体是:分别建立磁跟踪器、磁跟踪器底座、内窥镜及棋盘网格的坐标系统,根据磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的相对坐标关系、棋盘网格与内窥镜之间的相对坐标关系和磁跟踪器底座与棋盘网格的相对坐标关系得到磁跟踪器与内窥镜之间的相对坐标关系,再采用从内窥镜到磁跟踪器,再从磁跟踪器到磁跟踪器底座,最后从磁跟踪器底座到棋盘网格的迂回关系表达棋盘网格与内窥镜之间的相对坐标关系;

C.采集多个磁跟踪器读数和棋盘网格的图像信息,对上述表达棋盘网格与内窥镜之间的相对关系得到的表达式设置多个约束条件,推断得到内窥镜的运动参数。

2.根据权利要求1所述的医用内窥镜标定方法,其特征在于,所述步骤B还包括:所述磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的相对坐标关系表示为:其中, 表示磁跟踪器底座的空间坐标, 表示磁跟踪器的

空间坐标,Rbm是磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的旋转矩阵,Tbm是磁跟踪器底座与磁跟踪器T之间的平移矩阵,0=(0,0,0),所述磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的相对坐标关系由磁跟踪器测量得到。

3.根据权利要求1所述的医用内窥镜标定方法,其特征在于,所述步骤B还包括:所述棋盘网格与内窥镜之间的相对坐标关系表示为:其中, 表示内窥镜的空间坐标, 表示棋盘网格的空间坐

标,Rcg是内窥镜与棋盘网格之间的旋转矩阵,Tcg是内窥镜与棋盘网格之间的平移矩阵,0=T(0,0,0),所述棋盘网格与内窥镜之间的相对坐标关系根据张正友两步法的内窥镜标定算法得到。

4.根据权利要求1所述的医用内窥镜标定方法,其特征在于,所述磁跟踪器与内窥镜之间的相对坐标关系表示为: 其中,Rcm是磁跟踪器与内窥镜之间的旋转矩阵,Tcm是磁跟踪器与内窥镜之间的平移矩阵;所述磁跟踪器底座与棋盘网格之间的相对坐标关系表示为:其中,Rbg是磁跟踪器底座与棋盘网格之间的旋转矩阵,Tbg是磁跟踪器底座与棋盘网格之间的平移矩阵;则所述棋盘网格和内窥镜之间的相对坐标关系表示公式为:Rbm是磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的旋转矩

T

阵,Tbm是磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的平移矩阵,0=(0,0,0)。

5.根据权利要求4所述的医用内窥镜标定方法,其特征在于,所述步骤B具体是:采集磁跟踪器读数和棋盘网格的图像信息,根据所述磁跟踪器底座与磁跟踪器之间的相对坐标关系、磁跟踪器读数和棋盘网格中的图像信息及棋盘网格与内窥镜之间的相对坐标关系预估算出磁跟踪器与内窥镜之间的相对坐标关系。

6.根据权利要求5所述的医用内窥镜标定方法,其特征在于,所述方法还包括:根据极线约束条件构建目标函数为: 其中,e是目标函数的代价函数值,n是采用的图像帧数,和 分别表示第k帧到第l帧图像的内窥镜的平移和旋转参数,mkl表示第k帧和第l帧之间的匹配特征个数, 和 分别表示第k帧与第l帧的第i个匹配特征的坐标位置。

7.根据权利要求6所述的医用内窥镜标定方法,其特征在于,所述步骤C具体是:利用所述目标函数对计算得到的内窥镜平移和旋转参数进行非线性优化,取使所述目标函数的代价函数值最小的内窥镜平移和旋转参数作为所述内窥镜的运动参数。