[发明专利]一种增强现实头盔显示器位置实时跟踪的标定方法

权利要求书

1.一种增强现实头盔显示器位置实时跟踪的标定方法，其特征在于，包括：

步骤S1：捕捉增强现实头盔显示器移动前和移动后的位置，并得到移动前和移动后增强现实头盔显示器参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵；

步骤S2：获得患者移动前和移动后，患者参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵；

步骤S3：通过配准操作，获得导航系统虚拟图像坐标系与患者参考坐标系之间的空间变换矩阵；

步骤S4：重建三维虚拟模型，使三维虚拟模型的坐标系与虚拟图像坐标系一致，获得三维虚拟模型移动前在虚拟图像坐标系下的空间位置矩阵，其中，所述空间位置矩阵为单位矩阵；

步骤S5：根据增强现实头盔显示器参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵、患者参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵和间变换矩阵计算获得增强现实头盔显示器的标定矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种增强现实头盔显示器位置实时跟踪的标定方法，其特征在于，所述增强现实头盔显示器上固定有与所述增强现实头盔显示器相对位置不变的定位参考架，其中，所述定位参考架上设有用于被光学定位跟踪系统跟踪的反光小球；

所述增强现实头盔显示器参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵由光学定位跟踪系统计算获取。

3.根据权利要求2所述的一种增强现实头盔显示器位置实时跟踪的标定方法，其特征在于，所述患者参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵由光学定位跟踪系统计算获取。

4.根据权利要求1所述的一种增强现实头盔显示器位置实时跟踪的标定方法，其特征在于，所述步骤S3中，三维虚拟模型移动前在虚拟图像坐标系下的空间位置矩阵根据点配准或者面配准获得。

5.根据权利要求1所述的一种增强现实头盔显示器位置实时跟踪的标定方法，其特征在于，所述步骤S5中，增强现实头盔显示器的标定矩阵为三维虚拟模型移动后在虚拟图像坐标系下的空间位置矩阵B₂。

6.根据权利要求5所述的一种增强现实头盔显示器位置实时跟踪的标定方法，其特征在于，所述增强现实头盔显示器的标定矩阵计算公式为：

其中：A₁(R₁,T₁)和A₂(R₂,T₂)分别为移动前和移动后增强现实头盔显示器参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵，A₃(R₃,T₃)和A₄(R₄,T₄)分别为移动前和移动后患者参考坐标系相对于世界坐标系的空间变换矩阵，R(R_R,T_R)为虚拟图像坐标系与患者参考坐标系之间的空间变换矩阵，B₁(R_B1,T_B1)为三维虚拟模型移动前在虚拟图像坐标系下的空间位置矩阵。