【技术实现步骤摘要】
基于光学定位仪的兼容少量标记点丢失的工具识别方法
[0001]本专利技术涉及光学手术导航的
，尤其是指一种基于光学定位仪的兼容少量标记点丢失的工具识别方法。
技术介绍
[0002]光学导航技术是利用物理光学测量的方式来检测光学导航装置和待检测物体之间的相对位置关系，在航天、医疗、工业等领域有着广泛的应用。且随着现代医学影像技术的飞跃发展为疾病的诊断和治疗带来了极大的帮助。以医学影像为基础和以光学定位仪为核心组件的手术导航系统，可视化手术工具和患者特征结构的在实际空间中的位置关系来帮助医生进行手术，在手术精度、手术消耗时间、手术创伤、术后疗效等方面提供了极大的帮助，也因此成为更多与时俱进的外科手术医生的选择。
[0003]手术导航系统对手术工具、病人的定位较常用的方式是基于标记点的点集匹配的方式，即定位仪识别到工具上或粘贴在病人皮肤表面的外部标记点并获取其三维坐标，再求取定位仪坐标系和工具或病人坐标系的相对位置关系的方式来进行实时定位的。本专利技术所提及的工具是指在外科手术尤其肿瘤消融手术过程中，用来在术前确定手...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于光学定位仪的兼容少量标记点丢失的工具识别方法，其特征在于，包括以下步骤：1)使用光学定位仪获取待识别工具的基础信息，包括：标准工具文件信息及能够被光学定位仪识别到的标记点的三维坐标；2)利用上述基础信息先进行工具识别的特殊判定：须先具备该工具出厂时的标准工具文件，以及当标记点少于3个或大于200个时提前终止识别；3)对标准工具文件中的标记点点集和光学定位仪识别到的标记点点集做点对匹配，当匹配完成后的点对个数不小于当前定位仪能够识别到的标记点个数时表示识别成功；4)对匹配的结果做工具识别精度计算，并输出本次识别完成的工具信息。2.根据权利要求1所述的基于光学定位仪的兼容少量标记点丢失的工具识别方法，其特征在于：在步骤1)中，所述标准工具文件信息是指工具出厂时配备的信息，包含工具名称、工具上反光标记球的个数和标记点在工具坐标系下的三维坐标点集。3.根据权利要求1所述的基于光学定位仪的兼容少量标记点丢失的工具识别方法，其特征在于：在步骤2)中，利用步骤1)的基础信息对工具识别先做的特殊判定包含以下三种，不符合的将不再继续当前识别并直接提示无法识别当前工具：a、待识别工具的标准工具文件要具备：工具出厂时已被制作，但需放入工具识别工程下；b、待识别工具的标记点个数和光学定位仪识别到的标记点个数均不能少于3个：三维物体在空间中位置的确定基于至少三个非共线点的特点，即至少要有3个标记球才能完成识别，否则将无法进行平面的拟合；c、待识别工具的标记点个数和光学定位仪识别到的标记点个数均不能大于200个：大于200个将超过光学定位仪的双目相机能识别到的最大点数。4.根据权利要求1所述的基于光学定位仪的兼容少量标记点丢失的工具识别方法，其特征在于：在步骤3)中，对工具文件中的标记点点集和定位仪识别到的标记点点集做点对匹配，包括以下步骤：3.1)计算工具文件上的标记点S
j
到点集S＝{S
j
|j＝1,2,3,...,8}中其它标记点的距离记为一维矩阵其中j是工具文件中标记点的初始序号，将点集S的所有记为m维距离矩阵Mat
S
；同理，计算光学定位仪识别到的标记点O
i
到点集O中其它标记点的距离其中i是光学定位仪识别到的标记点的初始序号点集O＝{O
i
|i＝1,2,3，...,8}的所有记为n维距离矩阵Mat
O
；3.2)遍历步骤3.1)计算出的工具文件的距离矩阵Mat
S
，以遍历得到的点S
j
的距离为基准，用于与光学定位仪采集点的距离Mat
O
进行匹配计数，具体如下：3.2.1)第一次配对：遍历光学定位仪的距离矩阵Mat
O
，得到每个点O
i
的距离将当前点O
i
的距离和步骤3.2)中的点S
j
的做比较，当的每个距离都和的距离匹配上时，则记作在点集O中查找到O
i
能匹配...
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