靶标和位姿追踪系统技术方案

本申请涉及一种靶标和位姿追踪系统，该靶标包括靶标基板、设置于靶标基板的深度靶点以及平面靶点。其中，靶标基板包括深度区域和非深度区域，并且深度区域设置有深度靶点，非深度区域设置有平面靶点，深度靶点所构成的平面与平面靶点所构成的平面非共面。上述靶标中不仅包括位于深度区域的深度靶点，还包括位于非深度区域的平面靶点，在丰富了靶标结构的同时，由于靶标在同一视场角的成像中，深度靶点的偏移趋势与平面靶点的偏移趋势不同，使得整个靶标携带了更多的信息，并且深度靶点的坐标位置具备深度信息，基于深度靶点的坐标位置便可更为准确地确定靶标相对于靶标追踪设备的位姿，进而提高了对于靶标追踪定位的准确性。进而提高了对于靶标追踪定位的准确性。进而提高了对于靶标追踪定位的准确性。

【技术实现步骤摘要】
靶标和位姿追踪系统


[0001]本申请涉及医疗设备领域，特别是涉及一种靶标和位姿追踪系统。

技术介绍

[0002]在医疗领域中，增强现实(Augmented Reality，AR)技术是基于机器视觉所实现的一种将虚拟信息与现实场景巧妙融合，以对现实场景进行“增强”的技术。
[0003]以AR手术为例，通常需要在现实场景中设置靶标，通过靶标追踪设备对现实场景中的靶标进行追踪定位，以确定靶标相对靶标追踪设备的位姿信息。
[0004]传统技术中，通常对平面靶标进行追踪定位，然而平面靶标结构简单，所携带的信息有限，降低了追踪定位的准确性。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种靶标和位姿追踪系统。
[0006]第一方面，本申请提供了一种靶标，包括：
[0007]靶标基板，靶标基板包括深度区域和非深度区域；
[0008]深度区域设置有深度靶点，非深度区域的靶标基板的表面设置有平面靶点，深度靶点所构成的平面与平面靶点所构成的平面非共面。
[0009]在其中一个实施例中，平面靶点包括参考平面靶点和编码平面靶点；靶标基板的表面包括多个象限区域；
[0010]多个象限区域分别设置一个参考平面靶点；且，多个象限区域中的其中一个象限区域未设置编码平面靶点，其他象限区域分别设置至少一个编码平面靶点。
[0011]在其中一个实施例中，靶标基板的表面包括以靶标基板的表面中心点为中心划分的四个象限区域。
[0012]在其中一个实施例中，非深度区域设置有预留点位，预留点位用于形成编码平面靶点。
[0013]在其中一个实施例中，深度区域的表面与非深度区域的表面平行。
[0014]在其中一个实施例中，深度区域为位于靶标基板中间的凹陷区域，且凹陷区域的侧面与底面之间的角度大于90度。
[0015]在其中一个实施例中，深度靶点和/或平面靶点的材料为反光材料。
[0016]在其中一个实施例中，靶标还包括设置于靶标基板周边的追踪外框，追踪外框将靶标基板上的深度靶点和平面靶点包围。
[0017]在其中一个实施例中，追踪外框的材料为反光材料。
[0018]在其中一个实施例中，深度靶点的数量为多个。
[0019]第二方面，本申请还提供了一种位姿追踪系统，包括：
[0020]靶标追踪设备和靶标；其中，靶标包括：
[0021]靶标基板，靶标基板包括深度区域和非深度区域；
[0022]深度区域设置有深度靶点，非深度区域设置有平面靶点，深度靶点所构成的平面与平面靶点所构成的平面非共面。
[0023]上述靶标和位姿追踪系统中，靶标包括靶标基板、设置于靶标基板的深度靶点以及平面靶点。其中，靶标基板包括深度区域和非深度区域，并且深度靶点设置于深度区域，平面编码设置于非深度区域，深度靶点所构成的平面与所述平面靶点所构成的平面非共面。上述靶标中不仅包括位于深度区域的深度靶点，还包括位于非深度区域的平面靶点，在丰富了靶标结构的同时，由于靶标在同一视场角的成像中，深度靶点的偏移趋势与平面靶点的偏移趋势不同，使得整个靶标携带了更多的信息，并且深度靶点的坐标位置具备深度信息，基于深度靶点的坐标位置便可更为准确地确定靶标相对于靶标追踪设备的位姿，进而提高了对于靶标追踪定位的准确性。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，并不能理解为其对本技术的构成任何限制。对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他实施例以及其他实施例相对应的附图。
[0025]图1为一个实施例中靶标的结构示意图；
[0026]图2为另一个实施例中靶标结构的侧视图；
[0027]图3为一个实施例中靶标的成像效果示意图；
[0028]图4为另一个实施例中靶标的结构示意图；
[0029]图5为一个实施例中靶标基板的侧视图；
[0030]图6为另一个实施例中靶标的结构示意图；
[0031]图7为一个实施例中位姿追踪系统的应用示意图；
[0032]附图标记说明：
[0033]110——靶标基板
[0034]111——深度区域112——非深度区域113——预留点位
[0035]120——深度靶点
[0036]130——平面靶点131——参考平面靶点132——编码平面靶点
[0037]140——追踪外框
[0038]100——靶标200——靶标追踪设备。
具体实施方式
[0039]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0040]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
[0041]还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同或者等同要素。另外，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等并不构成绝对的空间关系限制，只是一种相对的概念。
[0042]本申请提供一种靶标，应用于AR
中，用于被靶标追踪设备追踪定位。如图1所示，本实施例中所提供的靶标包括：
[0043]靶标基板110，靶标基板110包括深度区域111和非深度区域112。
[0044]其中，深度区域111设置有深度靶点120，非深度区域112设置有平面靶点130，并且深度靶点120所构成的平面与平面靶点130所构成的平面非共面，即深度靶点120所在平面与平面靶点130所在平面不在同一平面。
[0045]可选地，深度区域111设置有多个深度靶点120，可通过相互校验的方式降低单一深度靶点120进行追踪定位所导致的误差，以进一步提高靶标追踪定位的准确性。
[0046]需要说明的是，本实施例所提供的深度靶点120和平面靶点130均为采用反光材料形成的标记点，以便在靶标追踪设备的成像中显影，靶标追踪设备可基于识别到的靶点确定靶标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶标，其特征在于，所述靶标包括：靶标基板(110)，所述靶标基板(110)包括深度区域(111)和非深度区域(112)，所述深度区域(111)设置有深度靶点(120)，所述非深度区域(112)设置有平面靶点(130)，所述深度靶点(120)所构成的平面与所述平面靶点(130)所构成的平面非共面。2.根据权利要求1所述的靶标，其特征在于，所述平面靶点(130)包括参考平面靶点(131)和编码平面靶点(132)；所述靶标基板(110)的表面包括多个象限区域；所述多个象限区域分别设置一个所述参考平面靶点(131)；且，所述多个象限区域中的其中一个象限区域未设置所述编码平面靶点(132)，其他象限区域分别设置至少一个所述编码平面靶点(132)。3.根据权利要求2所述的靶标，其特征在于，所述靶标基板(110)的表面包括以所述靶标基板(110)的表面的中心点为中心划分的四个象限区域。4.根据权利要求2所述的靶标，其特征在于，所述非深度区域(112)设置有预留点位(113)，所述预留点位(113)用于形成所述编码平面靶点(132)。5.根据权利要求1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙飞，杨敬钧，
申请(专利权)人：武汉联影智融医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：