[發明專利]一種C型臂空間標定器

在審

• 申請號: 201810657200.2
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108742843A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 郭娜;楊標;胡磊;王昱涵;劉洪升;韓仲浩
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種C型臂空間標定器，其特征在于，包括以下幾個部分：

由5個面組成；

上平面與其余4個面相交；

兩個帶標定點的平面B、平面C分別與其他2個支撐平面相交；其中，

標定點1,2,5,6,7在平面C上，標定點3,4,8,9在平面B上；

(1,5,6)三點共線；

直線(1,5,6)、(2,7)、(3,8)、(4,9)相交于同一點O2；

直線(1,2)、(3,4)、(6,7)、(8,9)相交于點O1；

直線(7,8)、(6,9)相交于一點O3；

直線(1,4)、(6,9)平行。

2.一種C型臂空間標定器，其特征在于，上平面A、平面B、平面C上有可以被視覺跟蹤設備識別的標志。

3.一種C型臂空間標定器，其特征在于，標定點采用可以在X光下顯影的材料；標定器主體平面采用在X光不顯影或微顯影材料。

4.一種C型臂空間標定器，其特征在于，使用時放置在C性臂成像范圍的任何一處。

5.一種C型臂空間標定器，其特征在于，通過標記點在C型臂成像的位置，可以求解出C型臂的內外部參數。

C型臂的模型如下：

A₁x+A₂y+A₃z+A₄-A₅xu-A₆yu-A₇zu＝u

A₈x+A₉y+A₁₀z+A₁₁-A₅xv-A₆yv-A₇zv＝v

給定n(n≥6)組標記點的空間坐標(x_i,y_i,z_i)(n＝1,2,L n)以及相應的屏幕坐標(u_i,v_i)(n＝1,2,L n)，則可以得到2n個關于A_i(i＝1,2,L 11)的線性方程組，表示成矩陣的形式為：

A_11×1＝[A₁ A₂ A₃ A₄ A₅ A₆ A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁]^T

C_(2×n)×1＝[u₁ u₂ … u_n v₁ v₂ … v_n]^T

所以

E·A＝C

A＝(E^TE)^-1E^TC

從而求得A_i(i＝1,2,L 11)。

6.一種C型臂空間標定器，其特征在于，可以根據標定后的相機參數，求解圖像中的點在空間對應的直線方程；

圖像上一點對應的空間直線l方程：

7.一種C型臂空間標定器，其特征在于，通過視覺跟蹤設備跟蹤標定器上的標志，可建立C型臂相機空間與視覺空間的轉換關系。

8.一種C型臂空間標定器，其特征在于，

每個視覺跟蹤標志有3個黑白相間的角點，沿角點分割方向首尾相連，存在垂直的兩條向量；

角點內側顏色統一，若為白色，兩向量逆時針旋轉，反之順時針旋轉；

兩直線中較長直線中點為坐標系原點，長軸為X軸，短軸為Y軸。