一种激光导航标定方法技术

本申请实施例提供了一种激光导航标定方法，包括：将标定板平行固定在与探测器间隔第一距离的第一位置；控制激光模组倾斜投射激光至标定板，并通过深度相机拍摄标定板的第一深度图像，通过探测器获得标定板的第一探测图像；将所述标定板平行固定在与所述探测器间隔第二距离的第二位置，并通过深度相机拍摄标定板的第二深度图像，通过探测器获得标定板的第二探测图像；根据第一深度图像、第二深度图像、第一探测图像和第二探测图像，计算激光模组的入射角以及激光模组与探测器的位置映射关系。本申请实施例实现了激光模组的标定。本申请实施例实现了激光模组的标定。本申请实施例实现了激光模组的标定。

【技术实现步骤摘要】
一种激光导航标定方法


[0001]本申请涉及激光导航领域，尤其涉及一种激光导航标定方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展进步，越来越多的新兴技术被运用到医疗手术中，由机械臂执行的微创手术以手术创口小、创口恢复快等优点越来越普及。尤其是在骨科手术中，由于病灶点通常较小、病灶点的环境复杂敏感等原因，传统的骨科手术对手术经验和医学技术要求较高，特别是脊柱类的手术。
[0003]由于常见的骨科手术的病灶点较小，不便于观察，因此，传统的骨科手术一般都需要开大创口，对患者创伤大，术后康复周期长，术中风险大，而通过高精度的机器臂配合导航系统可以实现在小创口完成手术。相关技术中，导航系统通过光学跟踪器配合C臂机进行手术导航，这类设备操作复杂、设备成本高，手术成本高，导致普及率并不高。

技术实现思路

[0004]为解决骨科手术导航的问题，本申请提供了一种激光导航标定方法，用于透视成像设备，所述透视成像设备包括探测器、激光模组，其中，所述激光模组安装在所述探测器上，所述探测器上还安装有深度相机，所述方法包括：
[0005]将标定板平行固定在与所述探测器间隔第一距离的第一位置，其中，所述标定板上设置有能被所述探测器检测到的标记；
[0006]控制所述激光模组倾斜投射激光至所述标定板，并通过所述深度相机拍摄所述标定板的第一深度图像，通过所述探测器获得所述标定板的第一探测图像；
[0007]将所述标定板平行固定在与所述探测器间隔第二距离的第二位置，所述第二距离不同于所述第一距离，并通过所述深度相机拍摄所述标定板的第二深度图像，通过所述探测器获得所述标定板的第二探测图像；
[0008]根据所述第一深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第一位置关系，以及所述标定板的第一深度信息，所述第二深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第二位置关系，以及所述标定板的第二深度信息，计算所述激光模组的入射角，得到所述激光模组与探测器的角度标定关系，其中，所述标记的中心点根据所述第一探测图像或第二探测图像得到；
[0009]根据所述第二位置关系、第二深度信息和入射角，得到所述激光模组与所述探测器的位置映射关系。
[0010]在一些实施例中，所述标记设置在所述标定板的顶角上。
[0011]在一些实施例中，所述标定板上设置有四个绕所述标定板的中心点成中心对称的十字铅标，所述十字铅标为所述标记。
[0012]在一些实施例中，根据所述第一深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第一位置关系，以及所述标定板的第一深度信息，所述第二深度图像中所述标记的中心点与
激光投射点的第二位置关系，以及所述标定板的第二深度信息，计算所述激光模组的入射角，包括：
[0013]将所述第一深度图像与第一探测图像进行融合，得到第一融合图像；
[0014]将所述第二深度图像与第二探测图像进行融合，得到第二融合图像；
[0015]分别在所述第一融合图像和第二融合图像中建立坐标系，其中，所述坐标系的坐标原点设置为所述第一融合图像或第二融合图像的中心点，所述第一融合图像和第二融合图像的中心点均为所述探测器的中心点的投影；
[0016]基于所述坐标系、所述标定板的第一深度信息、第二深度信息、所述第一深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第一位置关系、所述第二深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第二位置关系，通过三角函数计算所述激光模组的入射角。
[0017]在一些实施例中，所述标记为十字铅标，所述坐标系的x轴与所述十字铅标的一条边相平行，所述坐标系的y轴与所述十字铅标的另一条边相平行。
[0018]在一些实施例中，根据所述第二位置关系、第二深度信息和入射角，得到所述激光模组与所述探测器的位置映射关系，包括：
[0019]基于所述第二位置关系、第二深度信息和入射角，通过三角函数关系计算所述激光模组在所述探测器上的位置与所述探测器中心点之间的间距，将所述间距和入射角确定为所述激光模组与所述探测器的位置映射关系。
[0020]在一些实施例中，所述深度相机与所述探测器朝向所述探测板的平面平齐。
[0021]在一些实施例中，所述透视成像设备包括显示器，所述显示器与探测器电连接，用于显示所述探测器获得的第一探测图像和第二探测图像。
[0022]在一些实施例中，所述激光模组包括第一激光源和第二激光源，所述第一激光源和第二激光源分布在所述探测器的相邻且垂直的两侧。
[0023]在一些实施例中，所述深度相机与所述探测器朝向所述探测板的平面平齐。在一些实施例中，所述深度相机与所述探测器朝向所述探测板的平面平齐。
[0024]本申请提供的激光导航标定方法及偏置角度测量方法的有益效果包括：
[0025]本申请提供的激光导航标定方法，通过标定板和深度相机即可完成激光模组的位置和角度标定，所需工具较少，标定成本较低；本申请实施例使用的标定板设置有能被探测器探测到的标记，基于深度相机拍摄的深度图像和探测器的探测图像之间的对应关系，实现了术前对激光模组的快速标定，有利于激光导航在骨科手术中的普及。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1中示例性示出了一种X射线机的结构示意图；
[0028]图2中示例性示出了一种探测器的仰视示意图；
[0029]图3中示例性示出了一种探测器的侧视示意图；
[0030]图4中示例性示出了一种X射线的检测场景的示意图；
[0031]图5中示例性示出了一种激光导航标定方法的流程示意图；
[0032]图6中示例性示出了一种标定板的示意图；
[0033]图7中示例性示出了一种标定板在第一位置的示意图；
[0034]图8中示例性示出了一种标定板在第二位置的示意图；
[0035]图9中示例性示出了一种第一深度图像的示意图；
[0036]图10中示例性示出了一种第一探测图像的示意图；
[0037]图11中示例性示出了一种第一融合图像的示意图。
具体实施方式
[0038]为使本申请的目的和实施方式更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0039]需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
[0040]本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光导航标定方法，其特征在于，用于透视成像设备，所述透视成像设备包括探测器、激光模组，其中，所述激光模组安装在所述探测器上，所述探测器上还安装有深度相机，所述方法包括：将标定板平行固定在与所述探测器间隔第一距离的第一位置，其中，所述标定板上设置有能被所述探测器检测到的标记；控制所述激光模组倾斜投射激光至所述标定板，并通过所述深度相机拍摄所述标定板的第一深度图像，通过所述探测器获得所述标定板的第一探测图像；将所述标定板平行固定在与所述探测器间隔第二距离的第二位置，所述第二距离不同于所述第一距离，并通过所述深度相机拍摄所述标定板的第二深度图像，通过所述探测器获得所述标定板的第二探测图像；根据所述第一深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第一位置关系，以及所述标定板的第一深度信息，所述第二深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第二位置关系，以及所述标定板的第二深度信息，计算所述激光模组的入射角，得到所述激光模组与探测器的角度标定关系，其中，所述标记的中心点根据所述第一探测图像或第二探测图像得到；根据所述第二位置关系、第二深度信息和入射角，得到所述激光模组与所述探测器的位置映射关系。2.根据权利要求1所述的激光导航标定方法，其特征在于，所述标记设置在所述标定板的顶角上。3.根据权利要求1所述的激光导航标定方法，其特征在于，所述标定板上设置有四个绕所述标定板的中心点成中心对称的十字铅标，所述十字铅标为所述标记。4.根据权利要求1所述的激光导航标定方法，其特征在于，根据所述第一深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第一位置关系，以及所述标定板的第一深度信息，所述第二深度图像中所述标记的中心点与激光投射点的第二位置关系，以及所述标定板的第二深度信息，计算所述激光模组的入射角，包括：将所述第一深度图像与第一探测图像进行融合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光鑫，郭强，王雪，
申请(专利权)人：佗道医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：