[发明专利]一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法

说明书

本发明公开了一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法，包括胃部图像采集系统，图像处理系统和三维模型重建系统；其中，胃部图像采集系统工作，由医疗胶囊机器人采集图像传输到上位机软件，接着进入图像处理系统，最后进入三维模型重建系统。本发明将医疗胶囊机器人采集的多视角图像，改进SIFT算法提取特征描述符，之后进行特征匹配，运动恢复结构技术建立稀疏点云模型，然后PMVS算法计算图像的深度图，进行稠密重建，再接着网格优化和纹理贴图，重建胃部三维模型，以获得视野范围更广、更清晰、全方位的胃部图像。

技术领域

本发明涉及一种折叠机构，具体为一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法，属于机械化在新能源光伏发电技术领域。

背景技术

由于社会环境和人们生活方式的改变，大部分人的胃肠道都处于亚健康状态。根据世界卫生组织最新发布的《2020年世界癌症报告》，中国新发癌症人数位居全球第一，且胃肠道恶性肿瘤(结直肠癌和胃癌)的发病率居前五位。因此，广泛开展胃肠道的早期临床检查尤为重要，是避免胃癌以及其它胃肠道疾病发展的关键。

目前的研究，针对胶囊机器人视觉图像的三维环境重建方法较少，现存的三维重建技术主要分为基于主动视觉的重建技术，主要包括结构光、TOF(Time of Flight)、激光雷达等，和基于被动视觉的重建技术，主要包括单目或多目相机。

但是，由于医疗胶囊机器人胃部工作环境狭窄，且在运动过程中存在拍摄的图片存在视野范围窄、倾角和旋转角度变化复杂和重叠区域未知等问题，不容易确定疾病的具体位置。此外，采用其他三维重建方法由于胶囊机器人本身质量轻、体积小等特点，也不满足胃部环境三维重建的要求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法，以能够在医疗胶囊机器人工作过程中，获取胃部图像，重建出胃部三维模型，帮助医护人员更好的检查和诊断胃部疾病。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法，包括

图像采集系统，其用于采集胃部图像，由胶囊机器人视觉模块以及胶囊机器人无线传输模块构成，具体包括以下步骤：

①开启胶囊机器人的胶囊机器人视觉模块，查看胶囊机器人拍摄胃部图像是否满足清晰度条件，若满足，采集胃部图像Img1，Img2，Img3，…，ImgN，否则，调整胶囊机器人微型摄像焦距参数重新采集图像；

②胶囊机器人无线传输模块将采集的图像传到PC端，PC端对图像进行编号分类，并判断图像是否连续且连续两张图像有无重叠，若满足进行下一步，否则，原因在于胶囊机器人运动速度过快，运动轨迹有差异等问题，通过调整胶囊机器人运动速率与运动轨迹，辅助调整胶囊机器人参数满足判定条件，最后，输出图像集至胃部图像处理系统；

图像处理系统，其用于对所采集到的图像进行处理，由图像平滑处理模块以及图像特征点检测与匹配模块构成，具体包括以下步骤：

①输入胶囊机器人采集的胃部图像，对采集的图像集中畸变的图像进行矫正，进行畸变校正，之后对图像集进行双边滤波处理，去除椒盐噪声并保留图像的边缘信息；

②改进SIFT算子提取图像特征点，生成特征点描述符，然后，计算出两两图像之间的空间变换矩阵H；

③使用邻近比算法剔除误匹配点，计算特征点a最邻近距离D(a,b*)，次邻近距离D(a,b**)，由式计算出阈值δ，若δ5为精确匹配点，保留并存储至精确匹配点列表；否则，进行判断若满足5≤δ＜8为粗匹配点，保留并存储至粗匹配点列表；若δ≥8则视为误匹配点，并删除；

④最后利用相位相关算法将两两图像的精确匹配点与粗匹配点融合，并且按照每个两两图像匹配点数目大小顺序由大到小存储，然后输出融合后的匹配点至三维模型重建系统。