本发明专利技术公开了一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法及系统，对双目视觉进行下的反光阵列进行偏移的检测，当偏移大于阈值时，打开卡尔曼滤波通道，对NDI采集到的阵列位置、姿态信息进行卡尔曼滤波，消除漂移，有效的改善当前双目视觉下反光阵列发生漂移，误差大于1mm的情况，提高了采集数据的稳定性，提高了手术精度及手术机器人系统的鲁棒性。自动检测的开关式滤波器算法设计适用场景普遍且实用性高，减少了对手术精度产生影响的风险因素，使手术的过程更高效，手术效果更好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学领域，尤其涉及一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法。
技术介绍
1、目前，手术机器人普遍使用红外双目视觉进行反光阵列的追踪，获取患者在手术中的实时位置，从而进行精确的手术定位。由于红外双目视觉进行反光阵列追踪的过程里，由于存在一定的噪声，采集数据呈波动分布。反光阵列在位置比较接近边缘，或面对ndi的角度比较大时，会产生大于1mm的漂移。对机器人手术验证、配准、定位及导航精度会产生一定影响。目前，市面上的基于双目视觉导航的手术机器人中，尚未有对反光阵列在ndi下漂移进行滤波和计算处理的产品。
2、综上所述，需要一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法来解决现有技术中所存在的不足之处。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，旨在解决上述问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：安装反光阵列marker并采集反光阵列marker数据，设定滤波阈值；
4、步骤s2：计算反光阵列marker漂移波动计算；
5、步骤s3：判断波动是否达到滤波阈值，得到判断结果；
6、步骤s4：判断结果为是，则启动卡尔曼滤波模块进行滤波，反之，则结束；
7、步骤s5：应用滤波结果。
8、可选的，所述步骤s2中漂移拨动计算具体为：
<
p>9、drf_x＝max(vecxmarker)-min(vecxmarker)10、drf_y＝max(vecymarker)-min(vecymarker)
11、drf_z＝max(veczmarker)-min(veczmarker)
12、drf_rx＝max(vecrxmarker)-min(vecrxmarker)
13、drf_ry＝max(vecrymarker)-min(vecrymarker)
14、drf_rz＝max(vecrzmarker)-min(vecrzmarker)
15、其中：vecxmarker表示n组反光阵列的x坐标，drf_x为x方向的最大漂移，vecymarker表示n组反光阵列的y坐标，drf_y为y方向的最大漂移，veczmarker表示n组反光阵列的z坐标，drf_z为z方向的最大漂移；
16、vecrxmarker表示n组反光阵列的rx位姿，drf_rx为rx方向的最大漂移，vecrymarker表示n组反光阵列的ry位姿，drf_ry为ry方向的最大漂移，vecrzmarker表示n组反光阵列的rz位姿，drf_rz为rz方向的最大漂移。
17、可选的，所述步骤s3中滤波判断具体为：
18、设置滤波阈值为t，同时满足以下条件：
19、
20、此时，关闭滤波器，否则卡其卡尔曼滤波。
21、可选的，所述步骤s4中卡尔曼滤波模块进行滤波计算具体为：
22、计算结果为x，计算公式为：
23、x(k|k-1)＝fx(k-1|k-1)+bu(k)
24、p(k|k-1)＝fp(k-1|k-1)f′+q
25、
26、x(k|k)＝x(k|k-1)+k(k)(z(k)-hx(k|k-1))
27、p(k|k)＝(i-k(k)h)p(k|k-1)
28、其中，x(k|k-1)表示第k步的状态预测值，f表示状态转移矩阵，b表示输入矩阵，u(k)表示第k步的控制输入，p(k|k-1)表示第k步的估计误差，q表示系统噪声协方差矩阵。
29、可选的，所述步骤s5中应用滤波结果具体为：计算结果x为滤波结果，将其应用到系统中。
30、一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波系统，其特征在于，包括marker数据采集模块、marker漂移波动计算模块、marker漂移波动判断及滤波开关控制模块和卡尔曼滤波模块，
31、marker数据采集模块，用于采集反光阵列marker数据，
32、marker漂移波动计算模块，用于marker漂移波动的计算，
33、marker漂移波动判断及滤波开关控制模块，用于判断波动是否达到滤波阈值，并根据判断结果来确定是否开启滤波，
34、卡尔曼滤波模块，用于计算滤波结果。
35、本专利技术的有益效果：
36、1、本专利技术中，对双目视觉进行下的反光阵列进行偏移的检测，当偏移大于阈值时，打开卡尔曼滤波通道，对ndi采集到的阵列位置、姿态信息进行卡尔曼滤波，消除漂移。
37、2、本专利技术中，当检测到反光阵漂移小于阈值时，关闭滤波通道，使用ndi实时采集到的阵列位置、姿态信息。
38、3、本专利技术中，有效的改善当前双目视觉下反光阵列发生漂移，误差大于1mm的情况，提高了采集数据的稳定性，提高了手术精度及手术机器人系统的鲁棒性。自动检测的开关式滤波器算法设计适用场景普遍且实用性高，减少了对手术精度产生影响的风险因素，使手术的过程更高效，手术效果更好，具有一定的使用价值和推广价值。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，所述步骤S2中漂移拨动计算具体为：
3.根据权利要求1所述针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，所述步骤S3中滤波判断具体为：
4.根据权利要求1所述针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，所述步骤S4中卡尔曼滤波模块进行滤波计算具体为：
5.根据权利要求4所述针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，所述步骤S5中应用滤波结果具体为：计算结果x为滤波结果，将其应用到系统中。
6.一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波系统，其特征在于，包括Marker数据采集模块、Marker漂移波动计算模块、Marker漂移波动判断及滤波开关控制模块和卡尔曼滤波模块，
【技术特征摘要】
1.一种针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，所述步骤s2中漂移拨动计算具体为：
3.根据权利要求1所述针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，所述步骤s3中滤波判断具体为：
4.根据权利要求1所述针对双目视觉下反光阵列消除漂移的滤波方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马震川，任志杰，任骊澄，杨旸，赵文娟，
申请(专利权)人：杭州邦杰星医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。