基于雙目視覺的手術(shù)器械三維精確定位研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本課題基于雙目視覺研制一種低成本、高精度、實時、無框架圖像導航手術(shù)器械定位系統(tǒng),該系統(tǒng)能達到臨床應用要求,并將主要應用于醫(yī)學圖像導航手術(shù)中。本文針對系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進行可行性研究,并給出相應的實驗結(jié)果。 為實現(xiàn)高精度的三維定位,在棋盤格特征提取階段,本文利用SUSAN,Harris角點提取算法進行特征粗提取,基于灰度矩的特性獲取亞像素級特征邊緣,通過加權(quán)全距離平方和做直線擬合,最終精確得出亞像素對角角點圖像坐標。 攝

2、像機的標定精度直接影響系統(tǒng)的最終定位精度,針對攝像機標定過程中復雜的成像和畸變模型,本文使用基于平面模板的方法進行線性標定,基于極大似然估計的非線性優(yōu)化方法估計最佳參數(shù),然后進行立體標定。在特征線的基礎(chǔ)上,理論分析平面模板標定方法,得出四個重要性質(zhì)并應用于指導標定模板配置過程。 為快速檢測目標,本文設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單,特征明顯,易識別的人工定位標識器,并提出其快速檢測算法。本文利用多分辨率的思想減少計算復雜度,并提出一種黑白積分圖

3、對縮略圖動態(tài)分塊并檢測感興趣區(qū),最后利用目標局部對角角點,綜合顏色分布、形狀、紋理等多種特征篩選出定位標識器。 為重建手術(shù)器械三維空間位置,本文對捕獲的圖像進行畸變補償,在標定的基礎(chǔ)上,利用視差完成目標點的三維空間坐標重建,在重建出人工標識器四個特征點三維空間坐標的基礎(chǔ)上,直接利用旋轉(zhuǎn)矩陣性質(zhì)或四元數(shù)法對手術(shù)器械進行運動分析。 基于以上關(guān)鍵技術(shù)的研究,本文構(gòu)建了一套1.0~2.0m3的工作范圍的實驗原型系統(tǒng),進行了系統(tǒng)實

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