[發明專利]一種基于圖像特征的配準系統及配準方法

在審

• 申請號: 202010981602.5
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112258562A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 趙泉洲;張嘉偉;王新強;陳亮
• 申請（專利權）人: 常州錦瑟醫療信息科技有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T19/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種基于圖像特征的配準系統，其特征在于，包括光學定位模塊、校準模塊、混合現實模塊和控制模塊，所述光學定位模塊和混合現實模塊與控制模塊連接，所述校準模塊包括固定連接的特征圖像模塊和光敏模塊，

所述光學定位模塊用于追蹤所述光敏模塊，通過計算得到所述特征圖像模塊中心點在所述光學定位模塊中的位置數據，

所述混合現實模塊用于識別所述特征圖像模塊得到所述特征圖像中心點在所述混合現實模塊中的位置數據，

所述光學定位模塊與所述混合現實模塊通過在同一時刻內識別所述校準模塊從而得到同一空間位置在所述混合現實模塊與所述光學定位模塊之間的坐標轉換矩陣。

2.根據權利要求1所述的基于圖像特征的配準系統，其特征在于，所述光學定位模塊為紅外定位設備或電磁定位設備。

3.根據權利要求1所述的基于圖像特征的配準系統，其特征在于，所述特征圖像模塊包括至少一個特征圖像。

4.根據權利要求1所述的基于圖像特征的配準系統，其特征在于，所述光敏模塊包括至少三個光敏球。

5.根據權利要求4所述的基于圖像特征的配準系統，其特征在于，所述至少三個光敏球處于同一平面且組成的圖形面積不小于40cm²。

6.根據權利要求1-5任一所述的基于圖像特征的配準系統的配準方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)首先將光學定位模塊、混合現實模塊與控制模塊連接，然后校驗所述校準模塊；

(2)啟動光學定位模塊，使其追蹤所述光敏模塊，并通過計算得到所述特征圖像模塊中心點在所述光學定位模塊中的位置數據；

(3)啟動混合現實模塊，使其追蹤所述特征圖像模塊，得到所述特征圖像中心點在所述混合現實模塊中的位置數據；

(4)基于所述特征圖像模塊中心點在所述光學定位模塊和所述混合現實模塊中的位置數據，得到同一空間位置在所述混合現實模塊與所述光學定位模塊之間的坐標轉換矩陣

7.根據權利要求6所述的基于圖像特征的配準系統的配準方法，其特征在于：所述步驟(1)中，校驗過程為：通過調整光學定位模塊和校準模塊的位置和角度，使所述光敏模塊能夠被所述光學定位模塊探測到，同時特征圖像模塊能夠被混合現實模塊探測到。

8.根據權利要求6所述的基于圖像特征的配準系統的配準方法，其特征在于：所述步驟(2)中，所述特征圖像模塊中心點在所述光學定位模塊中的位置數據的計算過程為：首先通過光學定位模塊獲得校準模塊的位置矩陣為由于校準模塊中的特征圖像的中心點與光學定位模塊識別的光敏模塊具有剛性位置關系可得其在光學定位模塊中位置為

9.根據權利要求8所述的基于圖像特征的配準系統的配準方法，其特征在于：所述步驟(4)中，所述坐標轉換矩陣的計算過程為：通過混合現實模塊獲取特征圖像在混合現實坐標系中的位置矩陣為可計算出光學定位模塊的坐標系在混合現實模塊坐標系中的轉換矩陣為

10.根據權利要求6所述的基于圖像特征的配準系統的配準方法，其特征在于：所述步驟(3)中，特征圖像中心點在所述混合現實模塊中的位置數據為