[发明专利]一种三维导航系统中目标物的精确定位方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种三维导航系统中目标物的精确定位方法及装置，方法包括：根据局部三维扫描手段获取跟踪器与目标物连接部分的三维扫描数据；根据连接部分的三维扫描数据中跟踪器的几何形状，计算连接部分的三维扫描数据在三维导航系统中的第一位姿；根据连接部分的三维扫描数据中目标物的几何形状，计算目标物在连接部分的三维扫描数据中的第二位姿；根据第一位姿和第二位姿，将目标物配准到三维导航系统中。通过计算三维扫描数据在三维导航系统中的第一位姿和目标物在三维扫描数据中的第二位姿，将目标物配准到三维导航系统中，来实现目标物在三维导航系统中的精确定位，无需在目标物的表面进行划点，不会造成目标物受损。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种三维导航系统中目标物的精确定位方法及装置。

背景技术

三维扫描可以精确确定目标物的内部结构，例如3D模型的内部结构，方便用户根据不同的目的对目标物的内部结构进行探究，主要通过对目标物的内部结构进行精确定位，进而实现该位置的探究。对于一些较为精细的3D模型，无法实时进行三维扫描，需要借助光学导航设备等空间定位设备，结合空间配准，实现手术部位的精确定位。

但是，现有技术中对3D模型的定位方法主要利用光学导航设备，通过探针在3D模型的表面划点，获取划过3D模型表面在特定坐标系中的点云，获取此点云与对应3D模型表面的表面点的空间转换关系，进行特定坐标系的配准，进而实现3D模型的精确定位。

因此，现有的定位方法需要在目标物的表面进行划点，对于较为精细的目标物，容易导致目标物受损。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种三维导航系统中目标物的精确定位方法及装置。

第一方面，本发明实施例提出一种三维导航系统中目标物的精确定位方法，包括：

根据局部三维扫描手段获取跟踪器与目标物连接部分的三维扫描数据，所述跟踪器与所述目标物固定设置；

根据连接部分的三维扫描数据中跟踪器的几何形状，计算连接部分的三维扫描数据在三维导航系统中的第一位姿；

根据连接部分的三维扫描数据中目标物的几何形状，计算目标物在连接部分的三维扫描数据中的第二位姿；

根据所述第一位姿和所述第二位姿，将目标物配准到三维导航系统中，实现所述目标物在所述三维导航系统中的精确定位。

可选地，所述根据连接部分的三维扫描数据中跟踪器的几何形状，计算连接部分的三维扫描数据在三维导航系统中的第一位姿，具体包括：

根据连接部分的三维扫描数据重建连接部分的三维模型，将预先获取的完整跟踪器三维模型，通过点云配准的方式，配准到连接部分的三维模型上，获取跟踪器在连接部分的三维扫描数据中的第三位姿；

由跟踪器在连接部分的三维扫描数据中的第三位姿和跟踪器在三维导航系统中的第四位姿，计算连接部分的三维扫描数据在三维导航系统中的第一位姿。

可选地，所述根据连接部分的三维扫描数据中目标物的几何形状，计算目标物在连接部分的三维扫描数据中的第二位姿，具体包括：

根据连接部分的三维扫描数据重建连接部分的三维模型，将预先获取的完整目标物三维模型，通过点云配准的方式，配准到连接部分的三维模型上，计算在连接部分的三维扫描数据中的第二位姿。

可选地，所述根据所述第一位姿和所述第二位姿，将目标物配准到三维导航系统中，实现所述目标物在所述三维导航系统中的精确定位，具体包括：

根据所述第二位姿，将目标物配准到连接部分的三维扫描数据坐标系中，根据所述第一位姿，将目标物进一步配准到三维导航系统的坐标系，实现所述目标物在所述三维导航系统中的精确定位。