[发明专利]一种双目视觉穴位定位仪及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于医学应用技术领域，特别涉及一种双目视觉穴位定位仪及其工作方法。

背景技术

针灸作为传统医学手段广泛应用于各种疾病的治疗，但是这种治疗方式对从业者的手法和经验要求相对较高，主要表现在穴位定位的准确程度上。医书上给出的基于同身寸的穴位定位方法，主要是以某一个器官或身体某个特征部位为基准，根据患者的身高，按一定比例分份，然后四肢部分用拇指同身寸法即以患者拇指指关节的宽度作为一寸来量取穴位，其它部分用中指同身寸法即以患者的中指中节屈曲时手指内侧两端横纹头之间的距离看作一寸来量取穴位。该取穴方法实施起来相对困难，主要靠医生的经验。因此，要想精确定位穴位位置，必须经过多年的临床实践，对于临床经验较少的医生来说，准确定位穴位具有较大难度。穴位定位不准确，严重影响治疗效果，耽误病人的病情。因此，亟需开发一种实现精准定位的穴位定位仪。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能实现精准定位的双目视觉穴位定位仪及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种双目视觉穴位定位仪，包括支撑架、相机、红外发射器、计算机和标定板，所述的支撑架上放置有两个相机和一个红外发射器，两个相机和红外发射器均安装在支撑架上，所述的相机通过数据线与计算机连接；所述的支撑架横跨检查床，所述的标定板安装在检查床上；所述的支撑架底部设置移动装置；所述的相机通过带驱动装置的万向铰链安装在支撑架上，所述的红外发射器通过带驱动装置的万向铰链安装在支撑架上。

进一步地，所述的支撑架为龙门结构。

进一步地，所述的两个相机对称安装在支撑架的横梁上的左右两侧，所述的红外发射器安装在支撑架的横梁上的中部。

进一步地，所述的标定板安装在检查床上床板的一角。

进一步地，所述的支撑架底部的移动装置为两组万向轮，每组4个万向轮，成矩形布局。

一种双目视觉穴位定位仪的工作方法，包括以下步骤：

A、相机的安装和标定

A1、相机的安装：两个相机通过万向铰链安装在龙门支撑架上，通过控制万向铰链的转角调整拍摄角度和位置，相机拍摄的图像信息通过采集卡传回计算机；

A2、相机的标定：在检查床的床板上平铺有一张黑白网格的棋盘格标定板，通过调整相机或者标定板采集不同位置、不同方向的标定板图像，进行特征点检测，从图像中提取棋盘格角点，根据公式估算内参数后得到内参数根据内参数矩阵得到外参数[R|T]，应用最小二乘法估算实际存在径向畸变下的畸变参数，最后运用极大似然法优化，提升参数精度；

具体步骤如下：

设棋盘格平面上的三维点坐标为Q＝[x,y,z]^T，其图像平面上的二维点坐标为q＝[u,v]^T，对应的齐次坐标分别为和因为相机成像模型采用的是小孔成像模型，所以图像点q与目标空间点Q之间的关系用下式表示：

s是任意的非零常数因子，M₁为相机内参数矩阵，则：

内参数矩阵M₁中图像主点坐标为(u₀,v₀)，参数α_x和α_y分别为图像像素坐标u轴和v轴的尺度因子，r为两坐标轴之间的不垂直因子；假设z＝0，即靶标平面位于世界坐标系的xy平面上。记旋转矩阵R的第i列为r_i，由式(1)有：

用Z表示靶标平面上的点，则Z＝[x,y]^T，靶标平面上的点Z与对应图像点m之间存在一个变换矩阵H：

式中H＝λM₁[r₁r₂t]为3×3的矩阵，λ为常数因子。令H＝[h₁h₂h₃]，有：

[h₁h₂h₃]＝λM₁[r₁r₂t](5)