(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210695720.9 (22)申请日 2022.06.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114782434 A (43)申请公布日 2022.07.22 (73)专利权人 青岛大学附属医院 地址 266000 山东省青岛市 市南区江苏路 16号 (72)发明人 马金龙　于腾波　时春峰　王晓南　 赵海波　付海涛　陈进利　 (74)专利代理 机构 青岛联智专利商标事务所有 限公司 37101 专利代理师 张少凤 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01)G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) A61B 1/04(2006.01) A61B 1/06(2006.01) A61B 5/00(2006.01) 审查员 栾越 (54)发明名称 一种内窥镜合作目标定位方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种内窥镜合作目标定位方 法及系统， 属于通过计算机对内窥镜测量目标进 行定位的技术领域， 投影设备对准被观测目标进 行已知图案的投影， 摄像设备对准被观测目标进 行拍摄， 计算得到投影设备和摄像 设备之间的相 对关系T_pc； 计算得到已知图案投影至被观测目 标表面对应的三维点集合； 计算得到投影设备和 被观测目标之间的相对关系T_po、 摄像设备和被 观测目标之间的相对关系T_co； 保持任意两者之 间的相对关系不变， 移动第三者， 通过不变的相 对关系计算出新的变换后的相对关系， 最终根据 T_co得到被观测目标在摄像设备中的位置。 本发 明利用计算机代替人眼， 可以始终对 特点目标进 行定位。 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 114782434 B 2022.09.27 CN 114782434 B 1.一种内窥镜合作目标定位方法， 所述内窥镜包括投影设备和摄像设备， 其特征在于， 所述内窥镜正常的工作模式和定位的工作模式交替进行， 所述正常的工作模式时， 所述摄 像设备的光源打开， 所述投影设备的光源关闭， 所述定位的工作模式时， 所述摄像 设备的光 源关闭， 所述投影设备的光源打开； 所述定位的工作模式的定位方法包括： 投影设备对准被观测目标进行已知投影图案的投影， 所述已知投影图案的特征点集合 P_projector={P_projector(i)}； 摄像设备对准被观测目标进行拍摄， 所述摄像设备拍摄得到的图像的像点坐标集合P_ camera={P_camera(i)}； 利用双目视 觉方法计算得到所述投影设备和所述摄 像设备之间的相对关系T_pc； 计算得到所述已知投影图案投影至被观测目标表面对应的三维点集合P_object={P_ object(i)}； 利用单据视觉方法计算得到所述投影设备和被观测目标之间的相对关系T_ po、 所述摄 像设备和被观测目标之间的相对关系T_co； （1） 保持所述摄像设备和被观测目标的相对关系T_co不变， 移动所述投影设备到一个 新的位置， 利用图像匹配计算找到所述投影 设备和摄像 设备中的同名点P_projector(i)和 P_camera(i)， 利用不变的T_co找到P_camera(i)对应的三维点P_object(i)， 然后利用P_ projector(i)和P_object(i)计算出所述投影设备和被观测目标之间的新的相对关系T_ po， 解算出T_pc； （2） 保持所述投影设备和被观测目标之间的相对关系T_po不变， 移动所述摄像设备到 一个新的位置， 利用图像匹配计算找到所述投影设备和摄像设备中的同名点P_projector (i)和P_camera(i)， 利用不变的T_po找到P_p rojector(i)对应的三维点P_object(i)， 然后 利用P_camera(i)和P_object(i)计算出所述摄像设备和被观测目标之间的新的相对关系 T_co， 解算出T_pc； （3） 保持所述投影设备和摄像设备的相对关系T_pc不变， 移动所述被观测目标到一个 新的位置， 利用图像匹配计算找到所述投影 设备和摄像 设备中的同名点P_projector(k)和 P_camera(k)， 利用不变的T_pc计算出新的三维点集合P_object ={P_object(K)}； 利用三维 点云拼接算法计算P_object(k)和P_object(i)之间的变换关系， 解 算出新的T_po和T_co； 所述 （1） 、 （2） 、 （3） 以任意的排列组合方式进行， 任意组合方式至少包括 （2） 或 （3） ， 根据 所述T_co得到被观测目标在所述摄 像设备中的位置 。 2.根据权利要求1所述的内窥镜合作目标定位方法， 其特征在于， 所述投影设备的移动 范围不能使投影范围超出 所述摄像设备的视野。 3.根据权利要求1所述的内窥镜合作目标定位方法， 其特征在于， 所述摄像设备的移动 范围不能使摄 像视野超出所述投影设备的投影范围。 4.根据权利要求1所述的内窥镜合作目标定位方法， 其特征在于， 所述被观测目标的移 动范围不能超出 所述摄像设备的视野。 5.一种内窥镜合作目标定位系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 投影设备， 用于对准被观测目标进行已知投影图案的投影， 所述已知投影图案的特征 点集合P_projector={P_projector(i)}； 摄像设备用于对准被观测目标进行拍摄， 所述摄像设备拍摄得到的图像的像点坐标集 合P_camera={P_camera(i)}；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114782434 B 2控制模块， 用于控制所述内窥镜在正常的工作模式和定位的工作模式交替进行， 所述 正常的工作模式时， 所述摄像 设备的光源打开， 所述投影设备的光源关闭， 所述定位的工作 模式时， 所述摄像设备的光源关闭， 所述投影设备的光源打开； 所述控制模块在定位的工作 模式时， 用于计算得到所述投影设备和所述摄像设备之间的相对关系T_pc； 用于计算得到 所述已知投影图案投影至被观测目标表面对应的三维点集合P_object={P_object(i)}； 用 于计算得到所述投影 设备和被观测目标之间的相对关系T_po、 所述摄像 设备和被观测目标 之间的相对关系T_co； 所述控制模块用于在 （1） 、 （2） 、 （3） 以任意的排列组合方式进行， 任意组合方式至少包 括 （2） 或 （3） ， 根据所述T_co得到被观测目标在所述摄 像设备中的位置； 其中， （1） 保持所述摄像设备和被观测目标的相对关系T_co不变， 移动所述投影设备到 一个新的位置， 利用图像匹配计算找到所述投影设备和摄像设备中的同名点P_projector (i)和P_camera(i)， 利用不变的T_co找到P_camera(i)对应的三维点P_object(i)， 然后利 用P_projector(i)和P_object(i)计算出所述投影设备和被观测目标之间的新的相对关系 T_po， 解算出T_pc； （2） 保持所述投影设备和被观测目标之间的相对关系T_po不变， 移动所述摄像设备到 一个新的位置， 利用图像匹配计算找到所述投影设备和摄像设备中的同名点P_projector (i)和P_camera(i)， 利用不变的T_po找到P_p rojector(i)对应的三维点P_object(i)， 然后 利用P_camera(i)和P_object(i)计算出所述摄像设备和被观测目标之间的新的相对关系 T_co， 解算出T_pc； （3） 保持所述投影设备和摄像设备的相对关系T_pc不变， 移动所述被观测目标到一个 新的位置， 利用图像匹配计算找到所述投影 设备和摄像 设备中的同名点P_projector(k)和 P_camera(k)， 利用不变的T_pc计算出新的三维点集合P_object ={P_object(K)}； 利用三维 点云拼接算法计算P_object(k)和P_object(i)之间的变换关系， 解 算出新的T_po和T_co。 6.根据权利要求5所述的内窥镜合作目标定位系统， 其特征在于， 所述投影设备的移动 范围不能使投影范围超出 所述摄像设备的视野。 7.根据权利要求5所述的内窥镜合作目标定位系统， 其特征在于， 所述摄像设备的移动 范围不能使摄 像视野超出所述投影设备的投影范围。 8.根据权利要求5所述的内窥镜合作目标定位系统， 其特征在于， 所述被观测目标的移 动范围不能超出 所述摄像设备的视野。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114782434 B 3