CN115736979B 基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法及系统 （深圳市纬思精准科技有限公司）

道长源社区学苑大道1001号南山智园基于二维超声探头标定的三维超声探头标本发明公开一种基于二维超声探头标定的再通过坐标系之间的变换关系与最小二乘法进一次二维超声探头标定即可通过计算得到三维2基于跟踪器对三维超声探头和二维超声探头标定模板的空间位对选取的一张所述二维超声图像进行以二维超声探头标定方法进行标定维超声图像的坐标系与所述三维超声探头的跟踪器的坐标系的转基于多张所述二维超声图像之间的位置关系、所述比例尺、所2.根据权利要求1所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在在所述三维超声探头和所述二维超声探头标定模板上基于光学定位系统，获取所述三维超声探头上的光学跟踪器和所模板上的光学跟踪器在所述光学定位系统下3.根据权利要求1所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在在所述三维超声体数据的坐标系的一轴线上对所述三维4.根据权利要求1所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在5.根据权利要求4所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在计算已知尺寸物体的所述三维超声体数据的像素长6.根据权利要求1所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在设定所述二维超声图像的坐标系为S，所述三维超声体数据的坐标系为37.根据权利要求1所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在根据任意点及其在所述三维超声探头的跟踪器的空间坐标系的投影点之间的像素差计算所述二维超声图像在所述三维超声探头根据所述二维超声图像的坐标系与所述三维超声探头的跟踪器的坐标系的转换关系，得到所述二维超声图像坐标系下的投影点到所述三维超声探头的跟踪器的空间坐标系原根据所述二维超声图像坐标系下的投影点到所述三维超声探头的跟踪器的空间坐标8.根据权利要求7所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在标系P的齐次转换矩阵为所述三维超声体数据中任意点通过坐标系S的X轴方向与Y轴方向叉乘得4其中scale为所述比例尺；将表示任意点PA在坐标系P下的齐次坐标值表示为投影点PB在坐标系P下的根据所述二维超声图像的坐标系与所述三维超声探头的跟踪器的坐标系的所述转换设任意点PA在坐标系R下的齐次坐标值为转化得到：计算得到所述三维超声体数据中任意点PA在所述三维超声探头的跟踪器的坐标系P下9.根据权利要求8所述的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法，其特征在基于所述跟踪器对所述三维超声探头和所述二维超声探头标定模板的空间位置进行采集所述三维超声探头扫描所述二维超声探头标定模板所得到的三维超对选取的一张所述二维超声图像进行以二维超声探头标定方法进行标定维超声图像的坐标系与所述三维超声探头的跟踪器的坐标系的转基于多张所述二维超声图像之间的位置关系、所述比例尺、所5[0004]本发明的目的在于提供一种基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法及[0006]根据本发明的一方面，公开一种基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方模板上的光学跟踪器在所述光学定位系统下6述三维超声探头的跟踪器的空间坐标系为P，坐标系R的X轴和Y轴与坐标系S的X轴和Y轴平在所述二维超声图像平面上的投影点为PB，表示投影点PB在坐标系R下的齐次坐标值，示在坐标系P下坐标系S的Y轴的方向向量，表示在坐标系S下的坐标系S的X轴方向向7[0018]=丽+丽;[0028]根据所述二维超声图像的坐标系与所述三维超声探头的跟踪器的坐标系的所述=[xa,ya,za,1]T,转化得到：[0033]计算得到所述三维超声体数据中任意点PA在所述三维超声探头的跟踪器的坐标8[0038]图1为本说明书实施例中的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法流程[0039]图2为为本说明书实施例中的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定方法原[0041]图4为本说明书实施例中三维超声探头扫描得到的超声体数据重新切片的原理示[0042]图5为本说明书实施例中的基于二维超声探头标定的三维超声探头标定系统的结该方法包括步骤S101-S105，以及结合图2，为了便于理解，图2示范性展示了步骤S101至9数据的坐标系与所述三维超声探头的跟踪器的坐标系的转多个垂直于所述三维超声体数据的坐标系轴线且相互平行的平面。该平面可以为图2所示[0062]其中，二维超声图像可以是n张图像中任何一个能够满足二维超声探头标定质量坐标系R的Z轴方向上，坐标系S与坐标系P的齐次转换矩阵为所述三维超声体数据中任[0068]-丽+刚·ir标系S的X轴方向与Y轴方向叉乘得到：[0075]其中scale为所述比例尺,具体为现实空间与所述三[0076]将表示任意点PA在坐标系P下的齐次坐标值即需要求解的表示为投影点PB在坐标系P下的齐次坐标值对于唱,可由上述的二维超声图像的坐标系S与三维超声探头的跟踪器的坐标系P的所述转换关系得到：意一点A在所述三维超声体数据坐标系R的坐标值转化为其在所述光学跟踪器坐标系P下维超声体数据坐标系R与三维超声探头上跟踪器坐标系P的,1],的坐标系的转换关系，计算得到所述三维超声体数据中多个任意点在所述三维超声探头3利用最小二乘法拟合得到所述三维超声体数据的坐标系与所述三维超声探头3的跟踪器2[0100]上述系统中各模块/设备的具体细节在方法部分实