[发明专利]一种获取3D腹腔镜手眼矩阵的方法和装置

摘要

一种获取3D腹腔镜手眼矩阵的方法和装置，包括采集数据步骤、获取相机坐标系坐标步骤、优化手眼矩阵步骤和获取手眼矩阵步骤。在本发明的具体实施方式中，包括对手眼矩阵进行迭代优化，得到最优手眼矩阵，根据所述最优手眼矩阵和姿态矩阵反投影得到相机坐标系下的三维空间坐标，比较反投影到相机坐标系下的三维空间坐标和金标准数据，若误差满足要求，最优手眼矩阵为最终结果，若误差不满足要求，转采集数据步骤继续处理；本发明采用渐进式策略和优化算法迭代求得手眼矩阵各个分量的值，在误差精度满足预先设置的阈值后即停止渐进迭代过程，并输出最终的手眼校准变换结果，实现了自动、快速获取3D腹腔镜手术导航系统手眼校准变换。

主权项

一种获取3D腹腔镜手眼矩阵的方法，其特征在于，包括：采集数据步骤：使用腹腔镜相机采集当前状态下校准参考物的左右图像，同时记录所述动态参考帧在光学定位系统坐标系的姿态矩阵；获取相机坐标系坐标步骤：对所述左右图像进行处理，获取所述校准参考物标记点的图像像素坐标，根据所述图像像素坐标获取所述校准参考物标记点在相机坐标系的三维坐标，第一个状态的所述校准参考物标记点在相机坐标系的三维空间坐标为所述校准参考物标记点的金标准数据；优化手眼矩阵步骤：将所述校准参考物标记点在相机坐标系的三维坐标经手眼矩阵和所述姿态矩阵变换后得到的光学定位系统下的三维坐标，根据所述变换后得到的光学定位系统下的三维坐标与所述校准参考物标记点在光学定位系统坐标系下的坐标的误差，对手眼矩阵进行迭代优化，得到最优手眼矩阵；获取手眼矩阵步骤：读取所述校准参考物标记点在光学定位系统坐标系下的坐标，根据所述最优手眼矩阵和所述姿态矩阵反投影得到相机坐标系下的三维空间坐标，比较反投影到相机坐标系下的三维空间坐标和所述金标准数据，若误差满足要求，所述最优手眼矩阵为最终结果，若误差不满足要求，转采集数据步骤继续处理。