一种基于视觉的手术导航系统设计与实现

发布时间：2018-03-01 05:33

  本文关键词： 手术导航系统 空间注册 正弦结构光 卡尔曼滤波　出处：《系统仿真学报》2017年09期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对现有手术导航系统中存在不同三维空间注册精度低、需要额外复杂设备辅助完成手术器械实时跟踪的问题,设计并实现一种基于视觉的手术导航系统。利用正弦结构光重建病人空间面部点云;利用人脸面部特征进行病人空间与模型空间由粗到精的空间注册;利用分步角点检测算法和双目立体视觉原理恢复手术器械上标记点的三维坐标,并利用卡尔曼滤波获取手术器械精确的位置与姿态。实验表明,基于视觉的手术导航系统能够实现准确、稳定、实时的手术器械跟踪要求。
[Abstract]:In order to solve the problem of low registration accuracy in different three dimensional space and the need of additional complicated equipment to complete the real-time tracking of surgical instruments in the existing surgical navigation system, A vision-based surgery navigation system is designed and implemented. The facial point cloud is reconstructed by sinusoidal structured light, and the patient space and model space are registered from coarse to fine by using facial features. The three dimensional coordinates of marked points on surgical instruments are restored by using step corner detection algorithm and binocular stereo vision principle, and the precise position and attitude of surgical instruments are obtained by Kalman filter. The experimental results show that, Visual-based surgery navigation system can achieve accurate, stable and real-time surgical instrument tracking requirements.
【作者单位】： 长治医学院;北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室;
【基金】：国家863计划(2013AA013803)
【分类号】：R61;TP391.41

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本文编号：1550661