一种示踪器识别信息的生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种示踪器识别信息的生成方法及装置，所述方法包括获取每个近红外发光点在光学定位系统坐标系下的三维坐标；对所述三维坐标进行去中心化，并对去中心化后得到的点集进行最小平面拟合；获取点集至最小平面的投影点，并根据投影点和最小平面的法向量确定新三维坐标系；根据新三维坐标系变换至光学定位系统坐标系中的偏移量得到旋转平移关系；根据旋转平移关系计算每个近红外发光点在新三维坐标系中的三维坐标，并根据所述三维坐标生成示踪器识别信息。上述方法生成的示踪器识别信息可在不同光学定位系统中使用，具备高兼容性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种示踪器识别信息的生成方法及装置


[0001]本专利技术涉及示踪器定位
，特别是涉及一种示踪器识别信 息的生成方法及装置。

技术介绍

[0002]随着机器人技术与医学科学交叉应用的快速发展，手术机器人、 手术导航等研究在医学领域中得到越来越广泛的应用。当前，基于光 学定位系统的手术导航系统和手术机器人系统主要通过识别夹持在手 术器械上的示踪器来确定手术器械尖端的位置，实现精确定位，确保 手术精度和稳定性。
[0003]由于实际手术过程中需用到不同手术器械，每个手术器械上的示 踪器均不同，而不同的光学定位系统厂家又定义了不同的识别文件和 协议，因此需结合每个示踪器的特定识别文件才能对手术器械进行区 分。实际临床应用中，医护人员需在手术导航软件中利用识别信息分 别生成识别文件，再依靠定位系统的特定编码对手术器械上的示踪器 进行识别，操作过程不仅繁琐且耗时。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种示踪器识别信息的生成方法、装置和 计算机可读存储介质，能够解决当前示踪器识别文件依赖于光学定位 系统完成，缺乏兼容性的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种示踪器识别信息的生成方法， 所述示踪器包括多个近红外发光点，所述方法包括：
[0006]获取每个近红外发光点在光学定位系统坐标系下的三维坐标；
[0007]对所述三维坐标进行去中心化处理，并对去中心化后得到的点集 进行最小平面拟合；
[0008]获取所述点集至所述最小平面的投影点，并根据所述投影点和所 述最小平面的法向量确定新三维坐标系；
[0009]根据所述新三维坐标系变换至所述光学定位系统坐标系中的偏移 量得到旋转平移关系；
[0010]根据所述旋转平移关系计算每个近红外发光点在所述新三维坐标 系中的三维坐标，并根据所述三维坐标生成所述示踪器的识别信息。
[0011]在某一个实施例中，所述对所述三维坐标进行去中心化处理，并 对去中心化后得到的点集进行最小平面拟合，具体为：
[0012]获取所述三维坐标的中心点；
[0013]根据所述中心点坐标对所述三维坐标进行去中心化，得到去中心 化后的点集；
[0014]对所述点集进行最小平面拟合，所述拟合方法包括最小二乘法。
[0015]在某一个实施例中，所述获取所述点集至所述最小平面的投影点， 并根据所述投影点和所述最小平面的法向量确定新三维坐标系，具体 为：
[0016]将所述最小平面的法向量定义为新三维坐标的Z轴；选取任一个 所述点集至所述最小平面的投影点，将所述投影点与所述三维坐标的 中心点连接，得到新三维空间的X轴，并根据右手定则确定Y轴。
[0017]在某一个实施例中，在根据所述三维坐标生成所述示踪器的识别 信息之后，还包括：
[0018]自定义识别协议，结合所述识别协议和所述三维坐标生成识别信 息进一步生成所述示踪器的识别文件。
[0019]在某一个实施例中，所述示踪器还可由多个被动式近红外反光点 组成。
[0020]第二方面，本专利技术实施例提供一种示踪器识别信息的生成装置， 包括：
[0021]坐标采集模块，用于获取每个近红外发光点在光学定位系统坐标 系下的三维坐标；
[0022]平面拟合模块，用于对所述三维坐标进行去中心化处理，并对去 中心化后得到的点集进行最小平面拟合；
[0023]空间构建模块，用于获取所述点集至所述最小平面的投影点，并 根据所述投影点和所述最小平面的法向量确定新三维坐标系；
[0024]坐标转换模块，用于根据所述新三维坐标系变换至所述光学定位 系统坐标系中的偏移量得到旋转平移关系；
[0025]信息生成模块，用于根据所述旋转平移关系计算每个近红外发光 点在所述新三维坐标系中的三维坐标，并根据所述三维坐标生成所述 示踪器的识别信息。
[0026]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算 机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述 任一个实施例所述的方法。
[0027]相比现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于：
[0028]本专利技术提供的示踪器识别信息的生成方法通过坐标转换的方式使 生成的示踪器识别信息可以兼容不同厂家的光学定位系统，有效简化 医护人员在手术过程中的操作流程，实现快速且准确地识别手术器械 上的示踪器。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术实施例提供的示踪器识别信息生成方法流程示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的坐标转换关系示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的示踪器识别信息生成装置结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例， 都属于本专利技术保护的范围。
[0034]应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为 对步骤执行先后顺序的限定。
[0035]应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定 实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利 要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数 形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0036]术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和 /或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、 元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0037]术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及 所有可能组合，并且包括这些组合。
[0038]如图1所示，本专利技术一个实施例提供一种示踪器识别信息的生成 方法，所述示踪器包括多个近红外发光点，所述方法具体包括：
[0039]S11：获取每个近红外发光点在光学定位系统坐标系下的三维坐标。
[0040]在该实施例中，所述示踪器还可由多个被动式近红外反光点组成， 数量一般为3-4个。
[0041]示踪器的基本结构为十字架型，架子末端安装主动式的近红外发 光点或被动式的近红外反光点，光学定位系统通过采集发光球或反光 球的图像计算其在光学定位系统下的三维坐标。
[0042]S12：对所述三维坐标进行去中心化处理，并对去中心化后得到的 点集进行最小平面拟合。
[0043]在该实施例中，所述对所述三维坐标进行去中心化处理，并对去 中心化后得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种示踪器识别信息的生成方法，所述示踪器包括多个近红外发光点，其特征在于，所述方法包括：获取每个近红外发光点在光学定位系统坐标系下的三维坐标；对所述三维坐标进行去中心化处理，并对去中心化后得到的点集进行最小平面拟合；获取所述点集至所述最小平面的投影点，并根据所述投影点和所述最小平面的法向量确定新三维坐标系；根据所述新三维坐标系变换至所述光学定位系统坐标系中的偏移量得到旋转平移关系；根据所述旋转平移关系计算每个近红外发光点在所述新三维坐标系中的三维坐标，并根据所述三维坐标生成所述示踪器的识别信息。2.根据权利要求1所述的示踪器识别信息的生成方法，其特征在于，所述对所述三维坐标进行去中心化处理，并对去中心化后得到的点集进行最小平面拟合，具体为：获取所述三维坐标的中心点；根据所述中心点坐标对所述三维坐标进行去中心化，得到去中心化后的点集；对所述点集进行最小平面拟合，所述拟合方法包括最小二乘法。3.根据权利要求1所述的示踪器识别信息的生成方法，其特征在于，所述获取所述点集至所述最小平面的投影点，并根据所述投影点和所述最小平面的法向量确定新三维坐标系，具体为：将所述最小平面的法向量定义为新三维坐标的Z轴；选取任一个所述点集至所述最小平面的投影点，将所述投影点与所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，晏泽平，关沛峰，李春田，马家兴，薛富云，
申请(专利权)人：广州艾目易科技有限公司，
类型：发明
国别省市：