[發明專利]智能化乳房外形3D測量方法及系統

在審

• 申請號: 202010684498.3
• 申請日: 2020-07-16
• 公開（公告）號: CN113940662A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 李建一;邱繼紅;孫澤俊;孫原博;黃崢;李雪僑
• 申請（專利權）人: 沈陽曼德醫療系統有限公司;沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.智能化乳房外形3D測量系統，其特征在于，包括：

拍攝裝置，包括多個相機，用于拍攝胸部點云圖像；

圖像處理模塊，用于對多個相機拍攝的點云圖像進行預處理和配準融合，形成一幅三維圖像，并根據拼接后的三維圖像繪制胸部特征曲線；

測量計算模塊，用于根據三維圖像和顯示標定模塊發送的特征點對胸部進行測量得到胸部幾何信息，并將胸部幾何信息發送至顯示標定模塊；

顯示標定模塊，用于標定特征點，將特征點發送至測量計算模塊，并接收測量計算模塊反饋的胸部幾何信息進行顯示。

2.根據權利要求1所述的智能化乳房外形3D測量系統及方法，其特征在于，所述拍攝裝置包括三個相機，三個相機設于支架上；第一相機與第三相機等高且位于同一水平面，并以第一相機與第三相機連線中點對稱設置；所述第一相機的光軸與第三相機光軸相交于一點；第二相機位于所述中點正下方，且光軸與所述水平面所成角度為銳角。

3.智能化乳房外形3D測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

多個相機同時拍攝胸部形成點云圖像；

將多個點云圖像進行預處理和配準融合，形成一幅三維圖像；

根據拼接后的三維圖像繪制胸部特征曲線；

在三維圖像上標定特征點；

通過特征點三維坐標和胸部特征曲線得到胸部幾何信息，實現對胸部的測量。

4.根據權利要求3所述的智能化乳房外形3D測量方法，其特征在于，所述將多個點云圖像進行預處理和配準融合，包括以下步驟：

圖像預處理:以第二相機拍攝的點云圖像為基準圖像，記為PCD-2；將第一相機拍攝的點云圖像作為待拼接圖像，記為PCD-1；將第三相機拍攝的點云圖像作為待拼接圖像，記為PCD-3；

所有點云圖像以各自相機鏡頭為空間原點；第二相機的空間坐標為(0，0，0)，第一相機相對第二相機的空間坐標為(X₁，Y₁，0)；將PCD-1點云數據進行坐標變換，轉變為以第二相機為空間原點的圖像數據，即對所有點進行矢量運算(-X₁，-Y₁，0)；形成新的點云Z-PCD-1；

第三相機相對第二相機的空間坐標為(X₃，Y₃，0)；將PCD-3點云數據進行坐標變換，轉變為以第二相機為空間原點的圖像數據，即對所有點進行矢量運算(-X₃，-Y₃，0)；形成新的點云Z-PCD-3；

圖像配準：計算Z-PCD-1與基準圖像PCD-2的重疊部分，將Z-PCD-1與PCD-2的不重疊的部分截取，記為PZ-PCD-1；

計算Z-PCD-3與基準圖像PCD-2的重疊部分，將Z-PCD-3與PCD-2的不重疊的部分截取，記為PZ-PCD-3；

圖像融合：將PZ-PCD-1，PCD-2，PZ-PCD-3依次連接，形成完整圖像。

5.根據權利要求4所述的智能化乳房外形3D測量方法，其特征在于，所述圖像融合后進行邊界平滑：對融合后的圖像，按垂直邊界進行截斷、擬合補全，實現平滑邊界。

6.根據權利要求4所述的智能化乳房外形3D測量方法，其特征在于，所述根據拼接后的三維圖像繪制胸部特征曲線，包括以下步驟：

選取三維圖像空間上距離三個相機所成平面最近的2點作為頂定a，頂點b；

分別以頂點a、b為原點，按設定間隔繪制平行于頂點垂直面的等高線，形成緯線；最低緯線所在平面為胸部基面；所述垂直面為與三個相機所成平面平行的平面；

分別以頂點a、b為原點，以12點鐘方向為0度線，按順時針增加設定值，形成經線；

緯線和經線構成胸部特征曲線。

7.根據權利要求4所述的智能化乳房外形3D測量方法，其特征在于，所述通過特征點三維坐標和胸部特征曲線得到胸部幾何信息，具體為：在三維圖像上通過標記的特征點形成直線和曲線，計算直線和曲線的距離；根據空間中的點與胸部表面輪廓上的點構成的直線和曲線，計算直線和曲線的距離；顯示直線和曲線以及直線長度、曲線長度。