[實用新型]AR眼鏡及其追蹤系統

有效

• 申請號: 201721049595.5
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN207164367U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 劉洋
• 申請（專利權）人: 劉洋;黃亞磊;上海霖晏醫療科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 薛琦,羅朗

技術領域

本實用新型涉及一種AR眼鏡及其追蹤系統。

背景技術

增強現實(Augmented Reality，AR)是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。

現有技術中，為了使醫生能夠清晰的了解手術器械相對病人解剖結構的位置，普遍采用計算機輔助導航技術，在骨科手術中尤為普遍。該技術采用相應定位手段對手術部位和術中的手術器械進行精確的實時跟蹤，并實現將圖像發送到AR眼鏡中進行顯示，從而引導醫生根據三維圖像輔助或引導手術，該方法中，由于未將AR眼鏡的位置信息納入手術導航系統中，醫生所佩戴的AR眼鏡上顯示的圖像不能很好的跟隨醫生頭部的運動而發生相應的變化，使得手術過程中AR眼鏡上顯示的虛擬圖像不能與患者的實際手術部位精準的疊加，反而不能起到輔助手術的目的。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中AR眼鏡的位置信息未能加入到手術導航系統中時導致的AR眼鏡本體上顯示的虛擬圖像不能與患者的實際手術部位精準的疊加的缺陷，提供一種AR眼鏡及其追蹤系統。

本實用新型是通過下述技術方案解決上述技術問題：

一種AR眼鏡，包括AR眼鏡本體和N個標記部件，N為大于2的整數；

所述標記部件設置在所述AR眼鏡本體上且位于同一水平面，任意兩個所述標記部件之間的距離不相等；

所述標記部件用于向外部反饋表征位置信息的信號。

本方案中，通過在AR眼鏡本體上設置標記部件，而該標記部件能夠向外部反饋其位置信息，即可以獲得標記部件的位置信息，再根據已有的標記部件與鏡片的位置關系進一步得出AR眼鏡的位置信息，該AR眼鏡的位置信息為佩戴AR眼鏡時醫生的視點位置信息。

較佳地，所述標記部件包括有源標記部件，所述AR眼鏡還包括一觸發裝置，用于發送觸發信號至所述有源標記部件，所述有源標記部件用于根據所述觸發信號發射紅外光。

較佳地，所述標記部件包括無源標記部件，所述無源標記部件用于接收外部紅外光并反射所述紅外光。

本方案中，標記部件根據需求可以使用有源標記部件，即標記部件在電信號的觸發下，自身就能發出紅外光，外部設備接受所述紅外光并根據接收到的紅外光得出標記部件的位置信息，或，標記部件使用無源標記部件，即需要外部設備先發射紅外光，標記部件再反射所述紅外光，外部設備再根據反射的紅外光來確定標記部件的位置信息。

較佳地，所述標記部件為球形標記部件，所述球形標記部件的球心位于同一水平面。

較佳地，所述AR眼鏡還包括一支撐裝置，所述支撐裝置與所述AR眼鏡本體固定連接；

所述支撐裝置用于支撐所述標記部件。

較佳地，所述支撐裝置包括支撐底座和支撐柱，所述支撐底座與所述AR眼鏡本體固定連接，所述支撐柱與所述支撐底座固定連接，所述支撐柱上設有所述標記部件。

本方案中，為確保醫生使用AR眼鏡的過程中，確保AR眼鏡本體上的標記部件的穩定性，設有固定支撐標記部件的支撐裝置。

較佳地，所述距離不小于5cm，任意兩個所述距離之差不小于5mm。

本方案中，為確保標記部件能夠有效的被識別，對任意兩個標記部件之間的距離有精準的設定范圍。

一種AR眼鏡的追蹤系統，包括光學測量裝置和上述各優選項任意組合的AR眼鏡；

所述光學測量裝置包括位置傳感器和數據處理器，所述位置傳感器與所述數據處理器通信連接；

所述位置傳感器用于接收所述信號并生成所述標記部件的位置信息，并將所述位置信息發送至所述數據處理器；

所述數據處理器用于根據至少3個所述標記部件的位置信息生成所述AR眼鏡的位置信息和方位信息。

本方案中，通過3個標記部件的位置信息即可得到AR眼鏡的位置信息，在實際使用過程中，考慮到醫生手術時可能會出現部分標記部件被遮擋而未能獲取其位置信息的情況，所以AR眼鏡本體上設置的標記部件需多于3個。

較佳地，當所述標記部件為有源標記部件時，所述位置傳感器用于接收所述有源標記部件發射的紅外光并根據所述紅外光生成所述有源標記部件的位置信息。

較佳地，當所述標記部件為無源標記部件時，所述追蹤系統還包括一照明器；

所述照明器用于發射紅外光至所述位置傳感器，所述位置傳感器用于反射所述紅外光至所述無源標記部件，所述無源標記部件用于接收并反射所述紅外光至所述位置傳感器，所述位置傳感器用于根據接收到的所述紅外光生成所述無源標記部件的位置信息。