具有压缩和/或CMOS开窗的高速光学跟踪制造技术

本发明专利技术提供了具有压缩和CMOS开窗的高速光学跟踪，其用于跟踪在递送姿势(定向和位置)数据时要求高速和/或低等待时间的应用。具有压缩和CMOS开窗的高速光学跟踪大体上包括光学跟踪系统(10)，其通过扩展标记(20)感测基准(22)。标记可以集成在由操作员(例如，外科医生)(50)操作的工具(20)上或者固定在要跟踪的主体(例如，患者)(40)上。在跟踪系统内实现低水平处理(101，107，140)，以减少要传送的总体数据，并大大减少处理工作。姿势数据(127)最终被计算并传送到PC/监视器(30，31)或平板电脑(60)以由终端用户应用程序(130)使用。

High speed optical tracking with compression and / or CMOS windowing

The invention provides high-speed optical tracking with compression and CMOS windowing, which is used for tracking applications requiring high-speed and / or low waiting time when delivering posture (orientation and position) data. High speed optical tracking with compression and CMOS windowing generally includes an optical tracking system (10) which senses a reference (22) by an extended marker (20). The markers may be integrated on a tool (20) operated by an operator (E. G., a surgeon) (50) or fixed on a subject (E. G., a patient) (40) to be tracked. Low level processing (101107140) is implemented in the tracking system to reduce the overall data to be transmitted and greatly reduce the processing work. Posture data (127) is finally calculated and transmitted to a PC / monitor (30, 31) or tablet (60) for use by an end-user application (130).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有压缩和/或CMOS开窗的高速光学跟踪相交申请的交叉引用本申请要求于2017年2月14日提交的较早的美国临时申请USSN62/458,697的优先权，该较早申请的内容通过全文引用的方式并入本申请中。
本专利技术大体上涉及高速光学跟踪，并且更具体地涉及具有压缩和CMOS开窗的高速光学跟踪，其用于跟踪在递送姿势(定向和位置)数据时要求高速和/或低等待时间的应用。
技术介绍
通常，此类光学跟踪系统用在计算机辅助外科或牙科、机器人辅助外科或牙科、康复和其它类似医学应用领域中。在更一般的水平上，所述系统用在工业零件检查或需要跟踪的其它应用的领域中。传统的光学姿势跟踪系统包括两个或更多个相机。他们使用三角测量来确定空间中光生成元件的3D位置。这些光生成元件可以是有源的(他们发射光(例如，LED))或者无源的(他们反射光(例如，反射盘或球))或有源和无源的组合。在无源的情况下，常常在位于光学跟踪系统的相机周围的LED环上生成光。所发射的光又在被跟踪对象上反射，并由相机感测。此类跟踪系统能够计算(即，确定)每个光生成元件的3D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高速跟踪光学基准和标记的方法，其中，/n-)由至少一个光学传感器(11)检测附接到标记(20)的至少一个基准(22)，所述标记设置在对象(20)和/或人(40)上，所述光学传感器(11)提供传感器数据；/n-)由所述传感器数据的数据处理步骤确定由所述光学传感器(11)检测的所述标记(21)的位置和/或定向；/n-)通过通信装置将所确定的位置和/或定向作为经处理的数据传输到应用程序以进行进一步处理，/n其中，在所述数据处理步骤中，/n将所述传感器数据传送到压缩模块以压缩所述传感器数据，并且其中，从所述压缩数据确定所述标记的所述位置和/或定向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170214 US 62/458,6971.一种用于高速跟踪光学基准和标记的方法，其中，
-)由至少一个光学传感器(11)检测附接到标记(20)的至少一个基准(22)，所述标记设置在对象(20)和/或人(40)上，所述光学传感器(11)提供传感器数据；
-)由所述传感器数据的数据处理步骤确定由所述光学传感器(11)检测的所述标记(21)的位置和/或定向；
-)通过通信装置将所确定的位置和/或定向作为经处理的数据传输到应用程序以进行进一步处理，
其中，在所述数据处理步骤中，
将所述传感器数据传送到压缩模块以压缩所述传感器数据，并且其中，从所述压缩数据确定所述标记的所述位置和/或定向。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，传感器数据读出是部分的，由此所述读出包含用于确定要被跟踪的基准的充足信息。


3.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的方法，其中，为确定所述标记的所述位置和/或定向，不压缩所述基准的所述部分传感器数据。


4.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的方法，其中，在所述数据处理步骤中，根据像素的强度对所述压缩数据分段。


5.根据前述权利要求所述的方法，其中，在分段之后，在分段图像中检测斑点并且确定斑点的位置。


6.根据前述权利要求所述的方法，其中，在3D重构点云和所述对象的几何形状之间进行几何匹配。


7.根据前述权利要求所述的方法，其中，对数据的进一步处理包括用于跟踪所述光学标记的导航应用。


8.根据前述权利要求中的一项权利要求所述的方法，其中，使用所述原始和/或经处理的数据来控制机器人结构。


9.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述机器人结构用在外科应用中。


10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述机器人结构由操作员抓握。


11.根据权利要求1-10中的一项权利要求所述的方法，其中，所述至少一个光学传感器是全光相机。


12.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述全光相机包括设置在传感器阵列前方的微透镜阵列，每个微透镜和所述传感器阵列上的底层像素形成微型相机。


13.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述部分传感器数据被限定为只检索特定的微型相机像素。


14.根据权利要求11-13中的一项权利要求所述的方法，其中，使用来自至少一个微型相机的信息限定图像中基准的粗略位置。


15.一种用于高速跟踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖坦·马蒂，莫里斯·哈尔格，伯纳德·马克斯维尔·阿鲁拉吉，
申请(专利权)人：阿特雷塞斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH