标定装置及系统制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种标定装置，包括：底座和标定结构；标定结构设置在底座上，标定结构用于容置待标定工具，以对待标定工具进行标定；底座上还设置有第一标识，第一标识用于被传感器模块感应，得到指示标定装置位姿的位姿数据，以配合标定结构对待标定工具进行标定，位姿数据包括标定装置的位置数据和标定装置的姿态数据。本申请实施例所提供的标定装置体积小，可以手持固定，使用方便，可以标定多种自定义手术工具上固定位置的特征点与手术工具的相对位姿关系，有效的避免将工具的加工误差，形变误差等带入的手术导航系统中，提高了导航的精度。导航的精度。导航的精度。

【技术实现步骤摘要】
标定装置及系统


[0001]本申请实施例涉及手术导航领域，尤其涉及一种标定装置及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着医学成像技术、图像处理技术等研究领域的发展，手术导航系统在微创外科领域发挥着越来越重要的作用。手术导航系统(Surgical Navigation System)通过对局部解剖结构的可视化，高精度定位病变部位的位置，有效地引导手术器械，扩大医生有限的视觉范围，使外科手术更精确和安全。医生使用手术导航系统进行手术时，需要通过计算机屏幕观察和操作手术器械，因此手术器械实时跟踪是手术导航的关键技术之一。目前有多种手术器械跟踪方法，如机械跟踪、超声跟踪、光学跟踪(optical tracking,OPT)、电磁跟踪(electromagnetic tracking,EMT)等。无论是哪类跟踪方法，都需要识别器械固定位置上的特征点，再利用已知的工具参数转换为器械的位置和姿态来进行显示。而手术中的大部分器械我们无法获得其理论参数，且在实际应用当中，工具的加工过程造成的尺寸误差、工具自身受环境影响而带来的形变误差等等，这些误差均会引入到导航的误差中，因此在将手术工具投入使用之前先需要对其进行标定，确定手术工具上固定位置的特征点与手术工具的相对位姿关系，以便于在使用手术导航系统时能够根据手术工具上固定位置的特征点的位姿数据得到手术工具的位姿数据。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例提供了一种标定装置，方法及存储介质，用以对工具进行标定。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种标定装置，包括：底座和标定结构；标定结构设置在底座上，标定结构用于容置待标定工具，以对待标定工具进行标定；底座上还设置有第一标识，第一标识用于被传感器模块感应，得到指示标定装置位姿的位姿数据，以配合标定结构对待标定工具进行标定，位姿数据包括标定装置的位置数据和标定装置的姿态数据。
[0005]可选地，在一种具体地的实施方式中，标定结构包括标定槽，标定槽设置在底座的顶部，标定槽相对于第一标识的位姿数据为已知数据。
[0006]可选地，在一种具体地的实施方式中，标定装置还包括压力模块，压力模块用于向待标定工具施加压力以将待标定工具固定在标定结构中。
[0007]可选地，在一种具体地的实施方式中，标定装置还包括压盖，压盖设置于底座的顶部，用于安装压力模块。
[0008]可选地，在一种具体地的实施方式中，压力模块包括调节元件，连接元件和施压元件；
[0009]连接元件贯穿压盖，上端伸出压盖的顶部，下端位于标定结构中；
[0010]施压元件与连接元件的下端连接，施压元件用于向待标定工具施加压力以固定待
标定工具；
[0011]调节元件与连接元件的上端连接，调节元件用于调节施压元件向待标定工具施加的压力。
[0012]可选地，在一种具体地的实施方式中，标定结构还包括至少一个标定孔，标定孔设置在底座上，标定孔相对于第一标识的位姿数据位已知数据。
[0013]可选地，在一种具体地的实施方式中，底座设置有凹槽，将底座分为标定板和底座主体；标定孔位于标定板上并贯穿标定板，以使得待标定工具穿过标定孔和凹槽，并抵在底座主体上。
[0014]可选地，在一种具体地的实施方式中，每个标定孔的直径数据不同，且标定孔旁设置有用于指示标定孔直径数据的数字。
[0015]可选地，在一种具体地的实施方式中，标定装置包括至少三个第一标识，第一标识设置在底座的顶部，呈圆形，圆内由黑白两色间隔填充。
[0016]可选地，在一种具体地的实施方式中，底座上还设置有至少一个验证凹槽，验证凹槽用于验证标定装置的标定精度，验证凹槽相对于第一标识的位姿数据为已知数据。
[0017]可选地，在一种具体地的实施方式中，底座的底部还设置有手持部，用于通过握持固定标定装置。
[0018]第二方面，本申请实施例提供了一种标定系统，包括：如第一方面任一项标定装置，传感器模块，待标定工具和计算模块；待标定工具固定在标定装置的标定结构中；传感器模块与计算模块通信连接；
[0019]传感器模块用于根据感应到的标定装置上的第一标识，生成第一标识相对于传感器模块的第一位姿数据，第一位姿数据包括第一标识相对于传感器模块的位置数据和第一标识相对于传感器模块的姿态数据；
[0020]传感器模块还用于根据感应到待标定工具上的第二标识，生成第二标识相对于传感器模块的第二位姿数据，第二位姿数据包括第二标识相对于传感器模块的位置数据和第二标识相对于传感器模块的姿态数据；
[0021]计算模块用于根据第一位姿数据和第二位姿数据对待标定工具进行标定。
[0022]本申请实施例所提供的标定装置体积小，可以手持固定，使用方便，可以标定多种自定义手术工具上固定位置的特征点与手术工具的相对位姿关系，有效的避免将工具的加工误差，形变误差等带入的手术导航系统中，提高了导航的精度。
附图说明
[0023]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或相同的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比值绘制的。附图中：
[0024]图1为本申请实施例提供的一种标定装置的示意图；
[0025]图2为本申请实施例提供的一种第一标识的示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的标定装置中标定孔和验证孔的示意图；
[0027]图4为本申请实施例提供的标定装置中手持部的示意图；
[0028]图5为本申请实施例提供的一种标定方法的流程图；
[0029]图6为本申请实施例提供的一种验证标定精度的方法的流程图；
[0030]图7为本申请实施例提供的又一种标定方法的流程图；
[0031]图8为本申请实施例提供的一种验证标定误差的方法的流程图。
[0032]附图标记说明：底座10，第一标识101，凹槽102，标定板103，底座主体104，验证凹槽105，手持部106，标定结构20，标定槽201，标定孔202，压力模块30，调节元件301，连接元件302，施压元件303，压盖40。
具体实施方式
[0033]下面结合本专利技术实施例附图进一步说明本专利技术实施例具体实现。
[0034]实施例一
[0035]请参阅图1，本申请实施例提供了一种标定装置，包括：底座10和标定结构20；标定结构20设置在底座10上，标定结构20用于容置待标定工具，以对待标定工具进行标定；底座10上还设置有第一标识101，第一标识101用于被传感器模块感应，得到指示标定装置位姿的位姿数据，以配合标定结构20对待标定工具进行标定，位姿数据包括标定装置的位置数据和标定装置的姿态数据。
[0036]具体地，底座10的大小可以为95mm*70mm*48mm，如此便于用手握持，使得使用标定装置对待标定工具的标定过程更加方便快捷。第一标识101为可以为被传感器模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标定装置，其特征在于，包括：底座和标定结构；所述标定结构设置在所述底座上，所述标定结构用于容置待标定工具，以对所述待标定工具进行标定；所述底座上还设置有第一标识，所述第一标识用于被传感器模块感应，得到指示所述标定装置位姿的位姿数据，以配合所述标定结构对所述待标定工具进行标定，所述位姿数据包括所述标定装置的位置数据和所述标定装置的姿态数据。2.根据权利要求1所述标定装置，其特征在于，所述标定结构包括标定槽，所述标定槽设置在所述底座的顶部，所述标定槽相对于所述第一标识的位姿数据为已知数据。3.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括压力模块，所述压力模块用于向所述待标定工具施加压力以将所述待标定工具固定在所述标定结构中。4.根据权利要求3所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括压盖，所述压盖设置于所述底座的顶部，用于安装所述压力模块。5.根据权利要求4所述的标定装置，其特征在于，所述压力模块包括调节元件，连接元件和施压元件；所述连接元件贯穿所述压盖，上端伸出所述压盖的顶部，下端位于所述标定结构中；所述施压元件与所述连接元件的下端连接，所述施压元件用于向所述待标定工具施加压力以固定所述待标定工具；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王棋，谢永召，宫明波，肖森雄，
申请(专利权)人：北京柏惠维康科技有限公司，
类型：新型
国别省市：