器械标定系统、方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明实施例涉及仪器标定领域，尤其涉及一种器械标定系统、方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、手术导航系统中为了准确定位手术器械，需要在每次术前对手术器械尖端位置进行标定。现有主流的尖端点标定方法包括高精度靶标标定和固定尖端点标定方法。高精度靶标标定方法要求一个高精度的靶标，靶标表面拥有一个已知三维点坐标的标志点，通过使手术器械尖端点和靶标标志点触碰，获取手术器械尖端点定位。固定尖端点标定方法则是需求空间中固定点，通过将手术器械尖端嵌入空间固定点，再绕器械尖端点旋转，通过球面拟合确定圆心坐标，即可确定器械尖端点定位。

2、然而，高精度靶标标定方法操作简单，但对于靶标加工精度有需求，并且要求准确定位其上标志点三维位置，在实际使用过程中，由于温度湿度变化等可能会造成靶标变形，导致标志点三维坐标不准确，进而降低尖端点标定精度。固定尖端点的方式精度虽然很高，但要求空间中有固定点，且需要将手术器械绕尖端点旋转，实际旋转过程中，易造成空间中固定点位置发生偏移，降低尖端点标定精度甚至失败。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种器械标定系统、方法、装置、设备及存储介质，实现了无需高精度的靶标板即可完成器械尖端的准确标定。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种器械标定系统，包括标定装置、位置信息采集装置和处理器，其中：

3、所述标定装置，包括固定连接结构和靶标板，在对待标定器械进行标定时，所述标定装置通过所述固定连接结构与所述待标定器械固定连接；

4、所述位置信息采集装置，用于采集特征点位置信息，其中，所述特征点位置信息包括靶标板特征点标定位置信息和器械特征点位置信息，所述靶标板特征点标定位置信息包括所述靶标板的至少三个靶标板特征点的位置信息，所述器械特征点位置信息包括所述待标定器械的至少三个器械特征点的位置信息；

5、所述处理器，用于基于所述特征点位置信息将所述靶标板特征点标定位置信息转换至所述待标定器械坐标系下，得到靶标板器械坐标系位置信息，并基于所述靶标板器械坐标系位置信息确定所述标定装置和所述待标定器械的连接点位置，完成所述待标定器械的标定，其中，所述靶标板器械坐标系位置信息为所述靶标板特征点在器械坐标系下的位置信息，所述连接点为所述固定连接结构与所述待标定器械固定连接处的设定点。

6、第二方面，本发明实施例还提供了一种器械标定方法，由本发明任意实施例所提供的器械标定系统中的处理器执行，方法包括：

7、获取特征点位置信息，其中，所述特征点位置信息包括靶标板特征点标定位置信息和器械特征点位置信息，所述靶标板特征点标定位置信息包括所述靶标板的至少三个靶标板特征点的位置信息，所述器械特征点位置信息包括所述待标定器械的至少三个器械特征点的位置信息；

8、基于所特征点位置信息将所述靶标板特征点标定位置信息转换至所述待标定器械坐标系下，得到靶标板器械坐标系位置信息，其中，所述靶标板器械坐标系位置信息为所述靶标板特征点在器械坐标系下的位置信息；

9、基于所述靶标板器械坐标系位置信息确定所述靶标板和所述待标定器械的连接点位置，完成所述待标定器械的标定，所述连接点为所述固定连接结构与所述待标定器械固定连接处的设定点。

10、第三方面，本发明实施例还提供了一种器械标定装置，配置于本发明任意实施例所提供的器械标定系统中的处理器中，包括：

11、信息获取模块，用于获取特征点位置信息，其中，所述特征点位置信息包括靶标板特征点标定位置信息和器械特征点位置信息，所述靶标板特征点标定位置信息包括所述靶标板的至少三个靶标板特征点的位置信息，所述器械特征点位置信息包括所述待标定器械的至少三个器械特征点的位置信息；

12、坐标变换模块，用于基于所特征点位置信息将所述靶标板特征点标定位置信息转换至所述待标定器械坐标系下，得到靶标板器械坐标系位置信息，其中，所述靶标板器械坐标系位置信息为所述靶标板特征点在器械坐标系下的位置信息；

13、器械标定模块，用于基于所述靶标板器械坐标系位置信息确定所述靶标板和所述待标定器械的连接点位置，完成所述待标定器械的标定，所述连接点为所述固定连接结构与所述待标定器械固定连接处的设定点。

14、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，设备包括：

15、一个或多个处理器；

16、存储装置，用于存储一个或多个程序；

17、当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的器械标定方法。

18、第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的器械标定方法。

19、本发明实施例提供的器械标定系统包括标定装置、位置信息采集装置和处理器，其中：所述标定装置，包括固定连接结构和靶标板，在对待标定器械进行标定时，所述标定装置通过所述固定连接结构与所述待标定器械固定连接；所述位置信息采集装置，用于采集特征点位置信息，其中，所述特征点位置信息包括靶标板特征点标定位置信息和器械特征点位置信息，所述靶标板特征点标定位置信息包括所述靶标板的至少三个靶标板特征点的位置信息，所述器械特征点位置信息包括所述待标定器械的至少三个器械特征点的位置信息；所述处理器，用于基于所述特征点位置信息将所述靶标板特征点标定位置信息转换至所述待标定器械坐标系下，得到靶标板器械坐标系位置信息，并基于所述靶标板器械坐标系位置信息确定所述标定装置和所述待标定器械的连接点位置，完成所述待标定器械的标定，其中，所述靶标板器械坐标系位置信息为所述靶标板特征点在器械坐标系下的位置信息，所述连接点为所述固定连接结构与所述待标定器械固定连接处的设定点。实现了无需高精度的靶标板，单次位置信息采集的同时完成器械尖端的准确标定。

技术特征：

1.一种器械标定系统，其特征在于，包括标定装置、位置信息采集装置和处理器，其中：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于所述特征点位置信息将所述靶标板特征点标定位置信息转换至所述待标定器械坐标系下，得到靶标板器械坐标系位置信息，包括：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于所述靶标板器械坐标系位置信息确定所述标定装置和所述待标定器械的连接点位置，包括：

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置信息采集装置，还用于：

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述基于所述靶标板校准坐标位置信息确定所述标定装置的标定装置参数信息，包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基于所述拟合平面进行圆心拟合，确定目标圆心位置，包括：

7.一种器械标定方法，其特征在于，由权利要求1-6任一所述的器械标定系统中的处理器执行，所述方法包括：

8.一种器械标定装置，其特征在于，配置于权利要求1-6任一所述的器械标定系统中的处理器中，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求7所述的器械标定方法。

技术总结
本发明实施例公开了一种器械标定系统、方法、装置、设备及存储介质，所述系统包括标定装置、位置信息采集装置和处理器，其中：所述标定装置，包括固定连接结构和靶标板，在对待标定器械进行标定时，所述标定装置通过所述固定连接结构与所述待标定器械固定连接，所述位置信息采集装置，用于采集特征点位置信息；所述处理器，用于基于所述特征点位置信息将所述靶标板特征点标定位置信息转换至所述待标定器械坐标系下，得到靶标板器械坐标系位置信息，并基于所述靶标板器械坐标系位置信息确定所述标定装置和所述待标定器械的连接点位置，完成所述待标定器械的标定，实现了无需高精度的靶标板，单次位置信息采集的同时完成器械尖端的准确标定。

技术研发人员：张道文,陈云,盛鸿,刘技,章征贵,谷会东
受保护的技术使用者：苏州迪凯尔医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13