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公开(公告)号：CN105919669A
公开(公告)日：2016-09-07
申请号：CN201610519671.8
申请日：2016-07-01
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B34/20
Abstract: 本发明公开了一种利用标定装置实现光学手术导航手术器械标定的方法，包括步骤：1)建立标定装置坐标系；2)计算手术导航坐标系到标定装置坐标系转换矩阵；3)建立手术器械坐标系，并计算与手术导航坐标系转换矩阵；4)计算标定装置坐标系到手术器械坐标系转换矩阵；5)计算手术器械坐标系下手术器械尖端坐标和朝向。本发明方法可以减少操作复杂度，减少标定时间，适用于现场标定，具有较高的临床应用价值。
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公开(公告)号：CN109620408B
公开(公告)日：2020-06-19
申请号：CN201811500979.3
申请日：2018-12-10
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B34/20
Abstract: 本发明公开了一种基于电磁定位的增强现实手术导航系统标定方法，需用到电磁导航仪、磁场发射器、传感器、单目相机和标定板，磁场发射器用于构建电磁空间，传感器有三个，其一安装在单目相机上，其二固定在增强现实的实验对象背部，其三用于获取标定板上各点的坐标，传感器基于磁场发射器获得当前坐标与偏转角度，并由电磁导航仪输出，标定板由网格状的50个圆形凹槽构成，传感器置入其中获取各凹槽中心坐标，凹槽之间的相对位置已知；通过利用上述部件完成单目相机与实验对象的坐标变换关系的标定，进而传输至虚拟空间下，实现增强现实的功能。本发明能够完成手术现场的快速标定，提高虚实融合的精度。
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公开(公告)号：CN107595388B
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201710646652.6
申请日：2017-08-01
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B34/20
Abstract: 本发明公开了一种基于反光球标记点的近红外双目视觉立体匹配方法，该方法是利用反光球标记点的三维几何尺寸特征，剔除近红外双目视觉标记点的伪匹配点对，以获得快速、鲁棒的立体匹配结果，从而精确地计算出标记点的空间三维坐标，进而实现对标记点的实时、鲁棒的跟踪定位。本发明可以高效、准确地找到标记点在左右摄像机像点的对应关系，有效地消除伪匹配，从而排除了虚假三维空间点对光学定位的干扰，以提高近红外光学定位系统的定位精度和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN104688351B
公开(公告)日：2017-04-19
申请号：CN201510091839.5
申请日：2015-02-28
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B90/10
Abstract: 本发明公开了一种基于两个双目视觉系统的手术器械无遮挡定位方法，包括以下步骤：(1)把A安装于机械臂前端，与机械臂一起运动；(2)把B固定于机械臂支架中部，并在A上固定一标记物，用于实现B对A的定位；(3)获取手术器械在A坐标系下的位置，并根据A在B中的位置确定手术器械在世界坐标系下的位置；(4)当有障碍物在手术器械前方造成遮挡时，A在机械臂控制下绕开障碍物，获取手术器械在新的A坐标系下的位置；(5)B再次对运动后的A定位，并通过空间坐标变换即可实现对手术器械的无遮挡定位。具有有效的解决了手术过程中标记物易被遮挡的问题和降低了对机械臂运动精度的要求等优点。
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公开(公告)号：CN109620408A
公开(公告)日：2019-04-16
申请号：CN201811500979.3
申请日：2018-12-10
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B34/20
Abstract: 本发明公开了一种基于电磁定位的增强现实手术导航系统标定方法，需用到电磁导航仪、磁场发射器、传感器、单目相机和标定板，磁场发射器用于构建电磁空间，传感器有三个，其一安装在单目相机上，其二固定在增强现实的实验对象背部，其三用于获取标定板上各点的坐标，传感器基于磁场发射器获得当前坐标与偏转角度，并由电磁导航仪输出，标定板由网格状的50个圆形凹槽构成，传感器置入其中获取各凹槽中心坐标，凹槽之间的相对位置已知；通过利用上述部件完成单目相机与实验对象的坐标变换关系的标定，进而传输至虚拟空间下，实现增强现实的功能。本发明能够完成手术现场的快速标定，提高虚实融合的精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107595388A
公开(公告)日：2018-01-19
申请号：CN201710646652.6
申请日：2017-08-01
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B34/20
Abstract: 本发明公开了一种基于反光球标记点的近红外双目视觉立体匹配方法，该方法是利用反光球标记点的三维几何尺寸特征，剔除近红外双目视觉标记点的伪匹配点对，以获得快速、鲁棒的立体匹配结果，从而精确地计算出标记点的空间三维坐标，进而实现对标记点的实时、鲁棒的跟踪定位。本发明可以高效、准确地找到标记点在左右摄像机像点的对应关系，有效地消除伪匹配，从而排除了虚假三维空间点对光学定位的干扰，以提高近红外光学定位系统的定位精度和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN103948431B
公开(公告)日：2016-01-20
申请号：CN201410149067.1
申请日：2014-04-14
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B34/20
Abstract: 本发明公开了一种应用于手术导航标记点误差指示的示踪器设计方法，包括：获取双目光学定位系统的内外部参数及确定系统坐标系；定义一离散空间点集合；依据小孔成像原理，将空间离散点投射到左右摄像机的成像面上，计算出理论亚像素点坐标；以理论亚像素点为中心，确定一误差范围，在左右摄像机成像面上各随机取上述误差范围内的点若干个，根据双目视觉的对极几何原理重建这些配对像素点的空间点坐标，并计算这些空间点与原空间点的距离，将这些距离的均值作为原空间点的空间相对误差值；将手术器械所在位置的空间相对误差分布可视化。本发明可指导外科医生在空间相对误差较小的区域内操作手术器械进行导航，以提高手术导航的精度。
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公开(公告)号：CN105055021A
公开(公告)日：2015-11-18
申请号：CN201510381200.0
申请日：2015-06-30
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种手术导航穿刺针的标定装置，包括：固定杆体、卡锁装置、滑动杆体、滑动销体和V型槽条。本发明还公开了一种应用于手术导航穿刺针的标定装置的标定方法，包括以下步骤：1)建立直角坐标系；2)确定V型凹槽槽沟在直角坐标系下的方向；3)确定固定杆体上方V型凹槽槽沟起始点在直角坐标系下的坐标；4)确定滑动销体上方的反光球球心初始坐标位置；5)锁紧手术导航穿刺针；6)手术导航穿刺针的针尖与滑动销体的销尖接触时，记录滑动销体上方的反光球球心的坐标；7)计算针尖的坐标和针轴方向；8)得到在手术导航穿刺针坐标下的针尖坐标和针轴方向。具有方便、快速和精确地标定不同规格穿刺针的方向和针尖三维坐标等优点。
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公开(公告)号：CN117257456A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311077375.3
申请日：2023-08-25
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于结构光的手术导航表面注册方法，包括：1)用投影仪投影编码结构光模板到待测对象表面，光学定位仪获取带编码光斑的双目图像；2)处理双目图像获得所有光斑中心的亚像素坐标点集；3)通过解码和极线约束处理步骤2)中点集，获得匹配点集；4)通过三角测量原理将匹配点集计算为实际手术空间中的待测对象表面三维点集；5)通过待测对象的CT图像获取其在图像空间的外表面点集，与步骤4)中获得的点集进行空间注册，获得手术空间到图像空间的坐标转换关系。本发明使用编码结构光获取实际手术空间的待测对象表面三维点集，不仅减少亚像素点误匹配概率，且一帧双目图像能够在更短时间内获取数量更多的三维点，操作便捷。
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公开(公告)号：CN105055021B
公开(公告)日：2017-08-25
申请号：CN201510381200.0
申请日：2015-06-30
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种手术导航穿刺针的标定装置，包括：固定杆体、卡锁装置、滑动杆体、滑动销体和V型槽条。本发明还公开了一种应用于手术导航穿刺针的标定装置的标定方法，包括以下步骤：1)建立直角坐标系；2)确定V型凹槽槽沟在直角坐标系下的方向；3)确定固定杆体上方V型凹槽槽沟起始点在直角坐标系下的坐标；4)确定滑动销体上方的反光球球心初始坐标位置；5)锁紧手术导航穿刺针；6)手术导航穿刺针的针尖与滑动销体的销尖接触时，记录滑动销体上方的反光球球心的坐标；7)计算针尖的坐标和针轴方向；8)得到在手术导航穿刺针坐标下的针尖坐标和针轴方向。具有方便、快速和精确地标定不同规格穿刺针的方向和针尖三维坐标等优点。
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