本发明专利技术公开了一种电子内窥镜系统校准装置及校准方法，该装置包括：镜体支架用于实现电子内窥镜镜体的支撑固定，测标单元包括静态测标单元及动态测标单元，前端支架用于实现测标单元的位姿调整，成像支架用于实现工业相机的位姿调整，工业相机用于采集电子内窥镜显示系统的显示图像，电控单元用于实现前端支架、成像支架的驱动控制以及动态测标单元的成像控制，并根据工业相机采集的图像进行测量校准。本发明专利技术通过静态测标单元及动态测标单元对光学成像能力、显示系统和机械功能进行测试，具有结构简单、操作方便、测量精度高等特点，能够满足电子内窥镜系统综合多参数的测试需求，为电子内窥镜的计量校准提供可靠的技术支持。为电子内窥镜的计量校准提供可靠的技术支持。为电子内窥镜的计量校准提供可靠的技术支持。
【技术实现步骤摘要】
一种电子内窥镜系统校准装置及校准方法
[0001]本专利技术涉及一种电子内窥镜系统校准装置及校准方法，属于医疗器械计量检测
技术介绍
[0002]电子内窥镜的工作原理是以光电耦合原件CCD采集人体器官图像，将图像转换为电信号，经电缆传输线传递给图像处理器，图像处理器再还原为光信号，这些光信号在显示器上还原为人体器官图像，医护人员可选择记录并打印出这些图像。
[0003]整套电子内窥镜系统主要由内镜(endoscopy) 、电视信息系统中心(video information system center) 和电视监视器(television monitor) 三个主要部分组成。从详细部件构成上，电子内窥镜主要包括先端弯曲部、插入部、操作部、电气接头部。电子内窥镜按照人体器官的种类可分为上消化道内窥镜、电子支气管镜、大肠内窥镜、结肠镜、胰腺镜、电子食道镜等。
[0004]现行的电子内窥镜相关标准规范有很多版本，然而电子内窥镜的校准方法主要还是通过人工进行检测，存在操作复杂、测量周期长、测量精度难以保障、重复性查等问题，多用于电子内窥镜的出厂鉴定，不适用于医院、计量院所等机构的常规测量维护，导致大多的医疗检测单位无法开展有关电子内窥镜的计量检测工作，也缺乏对电子内窥镜的定期检测维护措施。
技术实现思路
[0005]专利技术目的：针对现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种电子内窥镜系统校准装置及校准方法，适用于医用电子内窥镜的质量检测，装置具有结构简单、操作方便、测量精度高等特点，能够满足电子内窥镜系统综合多参数的测试需求，为电子内窥镜的计量校准提供可靠的技术支持。
[0006]技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种电子内窥镜系统校准装置，包括前端支架、镜体支架、成像支架、测标单元、工业相机及电控单元，其中镜体支架用于实现电子内窥镜镜体的支撑固定，测标单元包括静态测标单元及动态测标单元，前端支架用于实现测标单元的位姿调整，成像支架用于实现工业相机的位姿调整，工业相机用于采集电子内窥镜显示系统的显示图像，电控单元用于实现前端支架、成像支架的驱动控制以及动态测标单元的成像控制，并根据工业相机采集的图像进行测量校准。
[0007]进一步的，所述静态测标单元包括一系列静态测标卡，且静态测标卡采用电子束直写技术在石英玻璃材料上直接加工而成，其分辨率范围为1～100 Lp/mm，最小加工尺寸（线宽）为5μm，加工精度为
±
2μm，用于对电子内窥镜系统的畸变、视场角、景深、分辨率、色彩还原能力及综合光效参数等展开测试。
[0008]进一步的，所述静态测标卡上设有LED背景板，其与电控单元电连接，用于实现亮度调节。
[0009]进一步的，所述动态测标单元采用分辨率高于2K的超高清显示屏，用于对电子内窥镜系统的空间频率响应、亮度响应特性、动态范围等参数展开测试。
[0010]进一步的，所述前端支架包括X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构、旋转平台及测标支架，其中测标支架用于实现测标单元的安装固定，X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构分别用于实现测标支架沿X、Y、Z轴三个方向的位移调整，旋转平台用于实现测标支架在水平面内的转动调整。
[0011]其中Y轴调节机构和Z轴调节机构用于实现测标单元中心在电子内窥镜视场内的调整，X轴调节机构用于实现测标单元在电子内窥镜显示系统上的成像清晰度调整。此外，在试验过程中也需要进行空间坐标X、Y、Z三轴调整，以获取相应的测试参数，同时为了测量电子镜先端弯曲部弯转后图像获取能力，需要通过旋转平台对测标角度进行调整。
[0012]进一步的，所述X轴调节机构、Y轴调节机构均包括由伺服电机实现位移驱动的丝杆模组，所述旋转平台包括由伺服电机实现旋转驱动的旋转臂，所述Z轴调节机构包括位于旋转臂末端的Z轴支架，所述测标支架与Z轴支架之间滑动配合，且两者的配合面上均设有条形齿，通过测标支架与Z轴支架之间的螺栓紧固实现滑动锁定。
[0013]进一步的，所述成像支架包括移动小车平台及安装于移动小车平台上的多轴机械臂，通过多轴机械臂实现工业相机相对于内窥镜显示系统的位姿调整。
[0014]进一步的，所述电控单元包括计算机、控制器，且控制器包括控制板、伺服驱动器、微型处理器，所述控制板用于接收计算机的控制指令，并通过伺服驱动器实现前端支架的驱动控制，所述计算机通过微型处理器连接动态测标单元，从而展示设定的动态测标视频，所述计算机分别与工业相机和多轴机械臂信号连接，用于实现多轴机械臂的驱动控制，并获取工业相机采集的图像。
[0015]此外，还有一种基于上述电子内窥镜系统校准装置的校准方法，包括以下步骤：A、电子内窥镜安装：将电子内窥镜镜体安装于镜体支架上，并通过成像支架调整工业相机的初始位置和角度，使得电子内窥镜显示系统在工业相机的视距范围内清晰显示；B、动态测标试验：b1、将动态测标单元安装于前端支架上，并通过前端支架调整动态测标单元的初始位置和角度，使得动态测标单元的成像中心与电子内窥镜镜体的视场中心重合，且电子内窥镜显示系统上的图像达到最清晰状态；b2、通过电控单元控制动态测标单元展示设定的动态测标视频，进而根据工业相机采集的图像进行测量校准；C、静态测标试验：将静态测标单元安装在前端支架上，并通过前端支架调整静态测标单元的初始位置和角度，使得静态测标单元中心与电子内窥镜镜体的视场中心重合，且电子内窥镜显示系统上的图像达到最清晰状态，进而根据工业相机采集的图像进行测量校准。
[0016]进一步的，所述步骤A中在安装电子内窥镜镜体后，进一步对先端弯曲部进行拉直或弯转处理，由此评估电子内窥镜先端弯曲部弯转后的成像能力变化。
[0017]有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供的一种电子内窥镜系统校准装置及校准方法，具有以下优点：
1、通过一系列标准静态测标卡对电子内窥镜系统的光学成像能力、显示功能和机械功能进行高效测试，全面评价电子内窥镜系统的性能指标，充分满足电子内窥镜系统综合多参数的测试需求；2、通过动态测标单元对电子内窥镜系统的显示系统进行高效检测，即通过超高清显示屏的动态输出效果对电子内窥镜显示系统的空间频率响应、亮度响应特性、亮度宽容度、动态响应范围等参数展开全面测试，填补了国内相关领域的空白；3、装置自动化程度高，有效保证了测量精度，同时具有小型化、便携化的特点，便于现场检测工作的开展。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例中校准装置的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例中校准装置的局部结构放大图；图3为本专利技术实施例中校准装置的电气结构图；图4为本专利技术实施例中Z轴调节机构的结构示意图；图5为本专利技术实施例中进行视场角测量的原理图；图6为本专利技术实施例中进行空间频率响应测量的测试状态图；图7为本专利技术实施例中先端弯曲部弯转后进行畸变性能测量的测试状态图；图中包括：1、计算机，2、控制器，3、控制板，4、第一伺服驱动器，5、第二伺服驱动器，6、第三伺服驱动器，7、微型处理器，8、第一伺服电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电子内窥镜系统校准装置，其特征在于，包括前端支架、镜体支架、成像支架、测标单元、工业相机及电控单元，其中镜体支架用于实现电子内窥镜镜体的支撑固定，测标单元包括静态测标单元及动态测标单元，前端支架用于实现测标单元的位姿调整，成像支架用于实现工业相机的位姿调整，工业相机用于采集电子内窥镜显示系统的显示图像，电控单元用于实现前端支架、成像支架的驱动控制以及动态测标单元的成像控制，并根据工业相机采集的图像进行测量校准。2.根据权利要求1所述的一种电子内窥镜系统校准装置，其特征在于，所述静态测标单元包括一系列静态测标卡，且静态测标卡采用电子束直写技术加工而成，其分辨率范围为1～100 Lp/mm，最小加工尺寸为5μm，加工精度为
±
2μm。3.根据权利要求2所述的一种电子内窥镜系统校准装置，其特征在于，所述静态测标卡上设有LED背景板，其与电控单元电连接，用于实现亮度调节。4.根据权利要求1所述的一种电子内窥镜系统校准装置，其特征在于，所述动态测标单元采用分辨率高于2K的超高清显示屏。5.根据权利要求1所述的一种电子内窥镜系统校准装置，其特征在于，所述前端支架包括X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构、旋转平台及测标支架，其中测标支架用于实现测标单元的安装固定，X轴调节机构、Y轴调节机构、Z轴调节机构分别用于实现测标支架沿X、Y、Z轴三个方向的位移调整，旋转平台用于实现测标支架在水平面内的转动调整。6.根据权利要求5所述的一种电子内窥镜系统校准装置，其特征在于，所述X轴调节机构、Y轴调节机构均包括由伺服电机实现位移驱动的丝杆模组，所述旋转平台包括由伺服电机实现旋转驱动的旋转臂，所述Z轴调节机构包括位于旋转臂末端的Z轴支架，所述测标支架与Z轴支架之间滑动配合，且两者的配合面上均设有条形齿，通过测标...
【专利技术属性】
技术研发人员：张超，马百乐，李冰莹，顾加雨，李明明，
申请(专利权)人：江苏省计量科学研究院江苏省能源计量数据中心，
类型：发明
国别省市：
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