视觉空间调整系统和方法、以及可读存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种视觉空间调整方法、可读存储介质和视觉空间调整系统。所述视觉空间调整方法包括以下步骤：步骤S1基于第一目标物相对于摄像机的空间变化数据对所述摄像机进行第一调整，并获得所述摄像机的第一空间数据；步骤S2基于摄像机的第一空间数据和第二目标物的第二空间数据对摄像机进行第二调整。本发明专利技术的视觉空间调整方法允许在无需调整患者身体的位置与姿态的情况下，将空间摄像机的视野调整到与患者最佳的空间位置及角度，从而在保证捕捉到的空间信息的准确性的同时避免了不良的体验效果。良的体验效果。良的体验效果。

【技术实现步骤摘要】
视觉空间调整系统和方法、以及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及医疗设备领域，特别涉及一种视觉空间调整方法、一种视觉空间调整系统和一种可读存储介质。

技术介绍

[0002]近些年，医疗设备领域中的手术导航设备被广泛应用。具体地，视觉导航设备的精度保证最重要的因素是视觉摄像机在系统应用场景下的视野范围及视野精度。
[0003]在手术机器人的使用场景中，具有两种方式来调整视觉导航设备的视野范围和视野精度。
[0004]一种方式是根据设备的空间布局，将患者调整到空间摄像机易于捕捉的姿态和位置。然而，在该调整过程中，需要不停地摆动患者的身体以调整患者身体的位置及角度。这会在治疗过程中加剧患者的生理痛苦及心理压力，从而给患者带来不佳的治疗体验。
[0005]另一种方式是选用具有较大捕捉范围的空间摄像机。这一方式允许在较大的范围内捕捉到患者佩戴的空间信息反馈装置。但是，任何视觉原理的空间摄像机的最佳捕捉角度及范围都是一定的。在超过这个范围后，空间定位信息的准确度就会下降。
[0006]因此，如何在较好的治疗体验下，让患者的空间信息反馈装置处于最佳捕捉空间及角度是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本专利技术的实施例提供了一种视觉空间调整方法、一种视觉空间调整系统和一种可读存储介质。本专利技术的视觉空间调整方法、视觉空间调整系统和可读存储介质允许在无需调整患者身体的位置与姿态的情况下，将空间摄像机的视野调整到与患者最佳的空间位置及角度，从而在保证捕捉到的空间信息的准确性的同时确保了良好的治疗体验。
[0008]本专利技术的一个目的是提供了一种视觉空间调整方法。
[0009]本专利技术的另一目的是提供了一种可读存储介质。
[0010]本专利技术的又一目的是提供了一种视觉空间调整系统。
[0011]根据本专利技术的一个方面，提供了一种视觉空间调整方法，所述视觉空间调整方法包括以下步骤：步骤S1基于第一目标物相对于摄像机的空间变化数据对所述摄像机进行第一调整，并获得所述摄像机的第一空间数据；步骤S2基于摄像机的第一空间数据和第二目标物的第二空间数据对摄像机进行第二调整。
[0012]根据本专利技术的另一方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述实施例中任一实施例所述的视觉空间调整方法。
[0013]根据本专利技术的又一方面，提供了一种视觉空间调整系统，所述视觉空间调整系统包括：摄像机；用于固定摄像机并调整摄像机的摄像机调整云台；分别与摄像机和摄像机调
整云台通信的上位机，所述上位机设置有根据上述实施例中任一实施例所述的可读存储介质。
[0014]根据本专利技术的视觉空间调整方法、视觉空间调整系统和可读存储介质具有以下优点中的至少一个：
[0015](1)本专利技术的视觉空间调整方法、视觉空间调整系统和可读存储介质允许通过调整空间摄像机获得了最佳的视野范围和视野精度，从而保证了捕捉到的空间信息的准确性；
[0016](2)本专利技术的视觉空间调整方法、视觉空间调整系统和可读存储介质允许在获得最佳的视野范围和视野精度的过程中无需调整患者身体的位置与姿态，故可以免于因调整患者身体的位置与姿态所引起的治疗体验不佳；
[0017](3)本专利技术的视觉空间调整方法、视觉空间调整系统和可读存储介质基于患者的空间数据对摄像机的视野范围和视野精度进行调整，故一定程度上消除了摄像机自身的最佳捕捉角度及范围的限制；
[0018](4)本专利技术的视觉空间调整方法、视觉空间调整系统和可读存储介质可以实时获得患者身体的位置与姿态，并基于该位置与姿态进行空间摄像机的调整以获得最佳的视野范围和视野精度，故实现了实时的调整过程。
附图说明
[0019]本专利技术的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1示出了根据本专利技术的实施例的视觉空间调整方法；
[0021]图2示出图1所示视觉空间调整方法中的空间变化数据的获得方法；
[0022]图3示出图1所示视觉空间调整方法中的步骤S2的详细过程；
[0023]图4示出了根据本专利技术实施例的视觉空间调整系统。
具体实施方式
[0024]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。
[0025]在本专利技术的实施例中，提供了一种视觉空间调整方法。如图1所示，所述视觉空间调整方法包括以下步骤：
[0026]步骤S1基于第一目标物相对于摄像机的空间变化数据对所述摄像机进行第一调整，并获得所述摄像机的第一空间数据；
[0027]步骤S2基于摄像机的第一空间数据和第二目标物的第二空间数据对摄像机进行第二调整。
[0028]本专利技术的视觉空间调整方法基于第一目标物(例如，用于支撑患者的支撑设备或者其他辅助设备，包括治疗椅、治疗床、理疗床或医用床等)相对于摄像机的空间变化数据对摄像机进行第一调整(即，粗调整)，并基于粗调整后获得的摄像机的第一空间数据和第二目标物(例如，位于躺在治疗床上的患者头部)的第二空间数据对摄像机进行第二调整
(即，精调整)，从而获得了期望的视觉空间。也就是，本专利技术的视觉空间调整方法允许分别通过调整所述第一目标物(例如支撑设备)和空间摄像机(例如粗调整和精调整)获得了最佳的视野范围和视野精度，从而保证了捕捉到的空间信息的准确性。
[0029]本专利技术的视觉空间调整方法允许在获得最佳的视野范围和视野精度的过程中仅调整摄像机的位置和姿态，而无需调整患者身体的位置与姿态，从而免于因调整患者身体的位置与姿态所引起的治疗体验不佳。
[0030]而且，本专利技术的视觉空间调整方法基于目标物的空间数据对摄像机的视野范围和视野精度进行调整，而不完全依赖于摄像机自身的参数，故一定程度上消除了摄像机自身的最佳捕捉角度及范围的限制。
[0031]下面将以第一目标物为治疗床进行示例性说明，调整其他支撑设备或者辅助设备的原理与调整治疗床的原理相同或相似，在此不再一一赘述。
[0032]在实施例中，如图2所示，所述空间变化数据的获得方法包括以下步骤：
[0033]获取摄像机的初始空间数据。在一示例中，摄像机的初始空间数据包括摄像机的初始坐标和初始俯仰角度。具体地，构建一基准坐标系O
‑
XYZ，该基准坐标系为以支撑摄像机的支撑装置为原点O建立的空间直角坐标系(例如笛卡尔坐标系)；获取摄像机在基准坐标系O
‑
XYZ中的初始位置坐标(x1,y1,z1)和初始俯仰角度δ1，患者头部在基准坐标系O
‑
XYZ中的初始位置坐标(x
11
,y
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视觉空间调整方法，所述视觉空间调整方法包括以下步骤：步骤S1基于第一目标物相对于摄像机的空间变化数据对所述摄像机进行第一调整，并获得所述摄像机的第一空间数据；步骤S2基于摄像机的第一空间数据和第二目标物的第二空间数据对摄像机进行第二调整。2.根据权利要求1所述的视觉空间调整方法，其中，所述空间变化数据的获得方法包括以下步骤：获取所述摄像机的初始空间数据；获取用于摄像机与第一目标物之间相互空间转换的第一变换数据；调整所述第一目标物以获得所述第一目标物的调整后空间数据；基于所述第一变换数据对所述调整后空间数据进行第一空间变换以获得第一目标物的转换数据；基于所述转换数据与所述摄像机的初始空间数据获得所述第一目标物相对于摄像机的空间变化数据。3.根据权利要求2所述的视觉空间调整方法，其中，所述初始空间数据包括摄像机的初始坐标和初始俯仰角度，所述转换数据包括转换坐标和转换俯仰角度；所述空间变化数据包括所述转换坐标与所述初始坐标之间的第一坐标变化量和所述转换俯仰角度与所述初始俯仰角度之间的第一俯仰角度变化量。4.根据权利要求1所述的视觉空间调整方法，其中，所述步骤S2进一步包括：基于所述第一空间数据和所述第二空间数据，获得所述摄像机与所述第二目标物之间的相对位置关系；比较所述相对位置关系和空间阈值之间的关系，根据所述关系对所述摄像机进行第二调整。5.根据权利要求4所述的视觉空间调整方法，其中，所述第二空间数据的获得方法包括以下步骤：注册所述第二目标物以建立所述第二目标物与可视化目标物模型之间的映射关系；基于所述映射关系获取所述第二目标物在所述可视化目标模型的空间下的子空间数据；获取可视化目标物模型与所述摄像机之间相互空间转换的第二变换数据；基于所述第二变换数据对所述子空间数据进行第二空间变换以获得所述第二空间数据。6.根据权利要求5所述的视觉空间调整方法，其中，所述第一空间数据和第二空间数据是在基准坐标系中的数据，所述基准坐标系以支撑所述摄像机的支撑装置为原点建...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海军，
申请(专利权)人：北京优脑银河科技有限公司，
类型：发明
国别省市：