【技术实现步骤摘要】
光位置和/或形状感测本申请是申请日为2010年9月16日、题为“光位置和/或形状感测”的中国专利技术专利申请201080041709.6的分案申请。本申请要求享有2009年9月18日提交的美国临时专利申请61/243,746、2009年10月28日提交的美国临时专利申请61/255,575以及2010年6月1日提交的美国临时专利申请61/350,343的优先权,其全部内容通过引用结合到本文中。
本
涉及光测量,更具体地涉及光位置和/或形状感测。
技术介绍
形状测量是一个通用的术语,其包括感测三维空间中的某一结构的位置。此测量与人眼看见的物体的位置相符。由于人眼持续地完成此任务,因此可能会觉得这种测量很简单。如果考虑的是绳子的长度,那么人可能要物理性地测量沿绳子上的每一英寸处的位置,以便估计其形状。但是,这种任务是单调的,并且形状越复杂其越困难。另一考虑是,如果该绳子无法物理性地够到或看到,那么如何进行这种测量。如果绳子装在一个密封的盒子里,它的位置就不可能通过常规的测量技术来确定。这种例子中的绳子可用光纤来代替。感测细长形圆柱体如光纤的形状在例如从制造和施工到医药和航空的许多应用中都是有用的。在大多数的这些应用中,形状感测系统必须能精确地确定光纤的位置,误差例如小于其长度的百分之一,而在许多情况下要小于其长度的千分之一。针对形状测量问题存在许多方法,但是均未充分满足多数应用的要求,因为它们太慢,不能接近所需要的精度,在出现拉紧弯曲时无法工作,或者不能充分地补偿光纤的扭转。在许多应用中,存在使光纤扭转的扭力降低了精度,因此也消弱了这些方法的有效性。测量 ...
【技术保护点】
一种用于多芯光纤的测量方法,包括:检测多芯光纤的纤芯中的光程总变化,该总变化反映多个光纤分段长度直到多芯光纤上的一点处的所有光程变化的累积,以及基于所检测到的多芯光纤的光程总变化确定与多芯光纤上的该点处的多芯光纤相关联的扭转参数。
【技术特征摘要】
2009.09.18 US 61/243,746;2009.10.28 US 61/255,575;1.一种用于多芯光纤的测量方法,包括:检测多芯光纤的纤芯中的光程总变化,该总变化表示多个光纤分段长度直到多芯光纤上的一点处的所有光程变化的累积,以及基于多芯光纤的光程总变化确定与多芯光纤上的该点处的多芯光纤相关联的扭转参数。2.如权利要求1所述的方法,其中,还包括:基于扭转参数确定多芯光纤上该点处的的位置或指向。3.如权利要求1所述的方法,其中,还包括校正多个光纤分段长度中的每个光纤分段长度上的双折射。4.如权利要求1所述的方法,其中,所述检测包括检测针对多个分段长度中的每一个直到多芯光纤上该点的多芯光纤中的纤芯中的光程增量变化,其中,光程总变化基于增量变化的组合。5.如权利要求4所述的方法,其中,多芯光纤包括三个外围芯,它们围绕着沿多芯光纤中心的第四芯间隔开,所述方法还包括:确定来自多个光纤分段长度中的各个分段长度的在四个芯的每一个中反射的光信号的相位,其中在多个光纤分段长度中的一个或多个分段长度处的多芯光纤上的应变导致了四个芯中的每一个中反射的光信号的相移,对针对三个外围芯而确定的相位进行平均,将所平均的相位与针对第四个芯而确定的相位相组合,以消除共模应变并产生组合的相位,以及从所组合的相位中确定扭转参数。6.如权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括:确定沿多芯光纤的由弯曲引发的光程变化,以及在确定扭转参数时补偿由弯曲引发的光程变化。7.如权利要求6所述的方法,其中,所述方法还包括:计算光纤分段长度之一处的弯曲,平方化所计算的弯曲,将平方化的弯曲与一个常数相乘,以得到弯曲积,将所述弯曲积与沿光纤分段长度之一处的多芯光纤的外芯的由弯曲引发的光程变化相组合。8.如权利要求1所述的方法,其中,确定包括基于光程总变化来确定多芯光纤的至少一部分的形状。9.一种用于多芯光纤的测量方法,包括:检测多芯光纤的纤芯中的光程总变化,该总变化表示多个光纤分段长度直到多芯光纤上的一点处的所有光程变化的累积,以及基于直到沿多芯光纤的位置的光程变化计算在该位置处多芯光纤的弯曲角度。10.如权利要求9所述的方法,其中,该计算弯曲角度包括计算两维或三维的弯曲角度。11.如权利要求9所述的方法,其中,所述弯曲角度对应于多芯光纤上的该点处的指向。12.如权利要求9所述的方法,其中,该方法进一步包括:基于弯曲角度来确定多芯光纤上的该点处的多芯光纤部分的形状。13.如权利要求9所述的方法,其中,该方法进一步包括:校正多纤光纤中的双折射影响。14.一种用于进...
【专利技术属性】
技术研发人员:马克·E·弗罗加特,贾斯丁·W·克莱恩,道恩·K·吉福德,史蒂芬·托德·克瑞格,
申请(专利权)人:直观外科手术操作公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。