远程手术中的实时姿态测量系统技术方案

本发明专利技术涉及远程手术技术领域，尤其为远程手术中的实时姿态测量系统，包括：手术操作端：用于提供远程操作端进行手术操作；上位机：用于接收手术操作端的操作数据并进行分析，并接收和发送手术相关数据；设备控制端；手术设备端。本发明专利技术提出远程手术中的实时姿态测量系统，通过基于双目视觉标定的方法对远程手术中的三维图像进行重新构建，并通过平面特征和曲面特征的分割和匹配获取远程手术中的绝对姿态，并利用平面特征点与曲面特征点的匹配关系，通过姿态解算方法进行当前姿态的求解，以获取高精度的手术图像和操作姿态数据，提高手术的操作精度。术的操作精度。术的操作精度。

【技术实现步骤摘要】
远程手术中的实时姿态测量系统


[0001]本专利技术涉及远程手术
，尤其是远程手术中的实时姿态测量系统。

技术介绍

[0002]随着计算机辅助视觉和机器人技术的不断发展，现代外科手术发生了翻天覆地的变化。用灵巧且精密的手术操作器械代替传统外科医生进行手术操作的机器人辅助微创手术，已经逐渐走进了人们的生活。与传统的开放式外科手术相比，采用机器人辅助的微创手术有着目标定位精确、手术易于实现微创化、可实现远程控制等优点，同时还可以通过减小手术切口大小降低病人的痛楚和创伤，从而缩短病人的恢复时间。现有技术中，通过将惯性测量单元应用于远程手术的控制端，测量使用载体的姿态角度信息，并通过 、加速度计和磁力计等对姿态信息进行纠正，提高了手术的操作难度，但是手术过程中存在各种不同情况，更需要根据精确的手术部位图像进行实况判断，以采取更为稳妥的手术措施。故本专利技术提出远程手术中的实时姿态测量系统，通过基于双目视觉标定的方法对远程手术中的三维图像进行重新构建，并通过平面特征和曲面特征的分割和匹配获取远程手术中的绝对姿态，并利用平面特征点与曲面特征点的匹配关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
取最小值：；其中，，，分别指邻域点的三维坐标，对上式求偏导求解最佳拟合曲面的参数，，的值：；曲面K在点处的一阶偏导、表示为：；计算曲面K的第一基本量P、Q、R：；曲面K在点处的法向量n表示为：；曲面K在邻域中心点处的二阶偏导、、表示为：；计算曲面K的第二基本量E、F、G：；高斯曲率L和平均曲率M为：；
主曲率为：；设定种子集合S，聚类集合B，对邻域点进行分析，如果邻域点和种子点法向量差值小于阈值，将这个点放入集合B；若曲率大于阈值，将其作为种子点；若S为非空集合，重复上述步骤，直到S为空集。8.根据权利要求5所述的远程手术中的实时姿态测量系统，其特征在于：特征匹配具体为：定义参考点云，分割后特征点云分别定义为：O1、O2、O3，定义目标点云为第p时刻点云，将目标点云分割后的特征点云定义为：V1、V2、V3；置信概率如下：；其中，u1、u2、u3分别代表对应点云特征的置信概率，、、、、、分别代表对应点云数量，以置信概率最高的目标特征点云与参考点云进行匹配，以最优匹配结果计算变换矩阵和变换矩阵，其中R0，T0满足：；其中，T0以点云...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛海涛，杨学成，褚光迪，苑航，张丰圆，
申请(专利权)人：青岛大学附属医院，
类型：发明
国别省市：