[发明专利]基于视觉的测试体对准待测通道的方法、导航方法及系统

权利要求书

1.一种基于视觉的测试体对准待测通道的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取测试体摄像头拍摄的测试体前端待测通道的图像，从所述图像中提取出待测通道区域并获取所述待测通道区域的中心位置；

步骤S2，获取前端摄像头的镜面中心点到待测通道区域的中心位置的偏航角；

步骤S3，基于所述偏航角获取外部磁体的旋转角度，控制外部磁体按照所述旋转角度旋转。

2.如权利要求1所述的基于视觉的测试体对准待测通道的方法，其特征在于，在所述步骤S1之后还包括如下步骤：

计算所述图像中图像中心点与待测通道区域的中心位置的距离，记为第一距离，若所述第一距离大于距离阈值，则进入步骤S2，若所述第一距离不大于距离阈值，结束。

3.如权利要求1所述的基于视觉的测试体对准待测通道的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，从所述图像中提取出待测通道区域并获取所述待测通道区域的中心位置的过程包括：

步骤S11，对图像进行滤波处理和直方图均衡化处理；

步骤S12，将步骤S11处理后图像转换为灰度－梯度二维直方图，通过模拟退火算法在灰度－梯度二维直方图的双峰结构的山谷点附近搜索最优阈值，基于所述最优阈值利用灰度－梯度Otsu阈值分割算法对步骤S11处理后的图像进行待测通道区域和背景分割处理；

步骤S13，对分割处理后的图像进行空洞填充获得待测通道区域，获取待测通道区域的质心坐标，将所述质心作为待测通道区域的中心位置。

4.如权利要求3所述的基于视觉的测试体对准待测通道的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还包括对待测通道区域的中心位置进行修正的步骤，具体包括：

以图像中心点为原点，建立XOY平面坐标系，设原点坐标为(0，0)，设待测通道区域的质心坐标为(ΔX',ΔY')，ΔX'表示待测通道区域的质心的X轴坐标，ΔY'表示待测通道区域的质心的Y轴坐标，则待测通道区域的中心位置坐标(ΔX,ΔY)为：其中，所述r表示图像中心点与待测通道区域的中心位置的距离，所述K表示比例系数，0＜K＜0.2。

5.如权利要求1所述的基于视觉的测试体对准待测通道的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述偏航角包括水平方向偏航角Ψ和竖直方向偏航角θ，具体为：

其中，以图像中心点为原点，坐标为(0，0)；f表示前端摄像头的焦距；d_X表示单位像素的水平方向长度值；d_y表示单位像素的竖直方向长度值；ΔX表示待测通道区域的中心位置与图像中心点的水平方向偏移距离；ΔY表示待测通道区域的中心位置与图像中心点的竖直方向偏移距离。

6.如权利要求1所述的基于视觉的测试体对准待测通道的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，基于前端摄像头的镜面中心点到待测通道区域的中心位置的偏航角利用偏航角和外部永磁体的旋转角度的对应关系表查询获得外部永磁体的旋转角度；

步骤S32，将获得的外部永磁体的旋转角度输入外部磁控装置，外部磁控装置控制外部磁铁按照所述旋转角度旋转。

7.一种测试体的导航方法，其特征在于，测试体在待测通道中运行时执行以下步骤：

外部磁控装置获取测试体在待测通道内的位置，外部磁控装置控制外部磁铁驱动机构驱动外部磁铁移动来改变所述位置处的磁场进而带动测试体在待测通道内移动，同步地，外部磁控装置根据权利要求1－6之一所述的基于视觉的测试体对准待测通道的方法控制外部磁铁驱动机构旋转外部磁体使得测试体移动时对准待测通道。

8.一种磁控胶囊内窥镜，其特征在于，包括胶囊本体、设于所述胶囊本体内的处理器、第一无线通信单元和设于所述胶囊本体前端的摄像头；

所述摄像头的光入射面的轴线位于所述磁控胶囊内窥镜的中心轴线上，所述处理器分别与摄像头和第一无线通信单元连接，所述处理器按照权利要求1－6之一所述的基于视觉的测试体对准待测通道的方法获得外部磁体的旋转角度并通过第一无线通信单元传输至外部磁控装置。