[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

说明书

本发明公开了一种基于视觉的测试体对准待测通道的方法、导航方法及系统。包括：S1，获取测试体摄像头拍摄的测试体前端待测通道的图像，从图像中提取出待测通道区域并获取待测通道区域的中心位置；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；S3，基于偏航角获取外部磁体的旋转角度，控制外部磁体按照旋转角度旋转。该方法能够使得测试体在待测通道内对准待测通道中心运动，能够加快检测速度，降低漏检率，能够依据图像中待测通道区域的中心位置坐标和摄像头的相机内部参数快速获得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，避免了坐标系之间复杂变换运算，提高了对准速度。

技术领域

本发明涉及视觉导航领域，特别是涉及一种基于视觉的测试体对准待测通道的方法、导航方法及系统。

背景技术

传统胶囊内窥镜主要依靠肠道蠕动和自身重力在体内移动，是一种被动式的检测方法，耗时长，漏检率高。采取主动控制的无线胶囊内窥镜(Wireless Capsule Endoscopy，简称WCE)的能减少检测时长，提高病变区域诊断效率而减少疾病漏检率。

为实现WCE的闭环主动控制，准确定位胶囊的位置是关键，现有胶囊定位技术中大多采用磁定位技术，磁定位技术主要是通过人体外的磁感应传感器阵列对体内胶囊磁体进行检测，再利用适当的数学模型计算得出胶囊的位置以实现定位。但是由于人体内待测通道内褶皱、弯曲等复杂结构，使得胶囊内窥镜在待测通道内的姿态不可控制，对待测通道内的胶囊内窥镜给出准确和快速的导航指导，在移动过程中无法确保前端摄像头对准待测通道中心拍摄，使得漏检率和重复拍摄率较高，检测耗时较长。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于视觉的测试体对准待测通道的方法、导航方法及系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种基于视觉的测试体对准待测通道的方法，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。

上述技术方案：该方法能够使得测试体在待测通道内对准待测通道中心运动，能够加快检测速度，降低漏检率，同时，在待测体前端设置摄像头，且摄像头的光入射口中心轴线与待测体的中心轴线重叠，因此使得摄像头的相机坐标系与拍摄的图像的坐标系一致，直观地引入了方向参考，能够依据图像中待测通道区域的中心位置坐标和摄像头的相机内部参数快速获得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，避免了坐标系之间复杂变换运算，提高了对准速度。

在本发明的一种优选实施方式中，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。

上述技术方案：通过距离阈值对判断是否需要调整测试体的角度，增强了鲁棒性和稳态，避免了过调节，提高了测试体在待测通道中的检测速度。

在本发明的一种优选实施方式中，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。