[发明专利]一种点云配准方法、装置、电子设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种点云配准方法，用于脑神经外科手术，所述方法包括：加载第一组脑部点云数据；加载第二组脑部点云数据；特征点提取以及特征点对比；通过第一组脑部点云数据与第二组脑部点云数据的位置转换关系进行图像配准，获得旋转矩阵，以便将第一组脑部点云坐标系向第二组脑部点云坐标系转换，进而得到第一组脑部点云数据在第二组脑部点云数据坐标系下的转换坐标。本申请采用自动与手动相结合的配准方法，保证结构光相机拍摄的点云中存在与CT点云相似的少量局部特征就可以满足点云配准精度要求。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，具体而言，涉及一种点云配准方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

随着医学领域的不断发展，医疗辅助机器人慢慢出现在人们的视野中，其中诞生了一种名为神经外科导航系统，是依靠医疗影像、计算机技术、空间定位技术来协助手术医生进行精准手术定位系统。

随着与点云相关的研究得到了极大程度的发展，在具体手术中需要把CT模型下的穿刺点坐标转换到相机坐标系，利用结构光相机拍摄的点云文件和CT模型的点云文件进行匹配，得到旋转矩阵，实现坐标系间的转换，从而也就得到相机坐标系下的穿刺点坐标。

为了达到精准配准，在实际手术中对医生、环境、设备以及灯光的要求都很高，万一出现突发情况，拍摄出来的点云与CT模型的点云将会存在很大区别，点云自动配准可能就达不到想要的精度。

发明内容

为了解决现有技术中自动点云配准依赖的是算法本身，对于外界的条件要求非常高，如果无法满足外部所需要的条件，就无法满足算法本身，也就无法达到精度要求的问题，本发明提供了一种点云配准方法，采用自动与手动相结合的配准方法，保证无论在什么环境下只要结构光相机拍摄的点云中存在与CT点云相似的少量局部特征就可以满足精度要求。

一种点云配准方法，用于脑神经外科手术，其改进之处在于，所述方法包括：

获取第一组脑部点云数据；

获取第二组脑部点云数据；

所述获取第一组脑部点云数据包括：通过第一算法获得第一点云数据，以及通过第二算法获得第二点云数据；

所述获取第二组脑部点云数据包括：通过第一算法获得第三点云数据，以及通过第二算法获得第四点云数据；

所述第二算法包括特征点提取以及特征点对比，所述特征点选自以下任一或其组合：眼角点、鼻尖点、鼻翼点、嘴角点、颅骨特征点和脑特征点；

通过第一组脑部点云数据与第二组脑部点云数据的位置转换关系进行图像配准，获得旋转矩阵，以便将第一组脑部点云坐标系向第二组脑部点云坐标系转换，进而得到第一组脑部点云数据在第二组脑部点云数据坐标系下的转换坐标。

其中，所述通过第一算法获得第一点云数据包括：

获得脑部CT模型文件，通过第一算法进行所述脑部CT模型文件格式转换，由所述脑部CT模型文件stl格式转化为点云文件ply格式，获得第一点云数据；

所述通过第二算法获得第二点云数据包括：从所述第一点云数据中提取第一特征点，以建立第二点云数据。

其中，所述通过第一算法获得第三点云数据包括：

获取脑部图像信息，所述脑部图像信息为多组图像信息的平均值；

通过第一算法加载所述脑部图像信息，对所述脑部图像信息进行去除远距离冗余点操作，获得第三点云数据；

所述通过第二算法获得第四点云数据包括：从所述第三点云数据中提取第二特征点，以建立第四点云数据。

其中，所述第二算法包括：手动提取特征点，所述特征点由检测到与触敏显示器接触的区域获得；