[发明专利]一种轮廓采集装置及配准定位的方法

权利要求书

1.一种轮廓采集装置，其特征在于：包括光电跟踪设备和采集设备，所述采集设备包括感应组件和探杆，所述感应组件包括固定部和位于所述固定部上的感应部，所述探杆的前端为尖端，所述探杆的后端与所述固定部连接，所述尖端在所述感应部组成标定坐标系中标定，所述尖端接触被测样体的内表面并可在所述被测样体的内表面移动，所述光电跟踪设备与所述感应部电连接，以采集所述尖端的位置信息形成所述被测样体的内表面轮廓。

2.根据权利要求1所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述探杆包括直杆段与弧杆段，所述直杆段一端与所述固定部连接，另一端与所述弧杆段连接，所述弧杆段的弧度为20°～30°。

3.根据权利要求1所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述感应部包括三个主定位球。

4.根据权利要求3所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述感应部还包括至少一个辅助定位球。

5.根据权利要求4所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述固定部为十字型的固定杆，三个所述主定位球和一个所述辅助定位球分别位于所述固定杆的四个杆端。

6.根据权利要求5所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述探杆的后端与所述辅助定位球所在的所述固定杆的杆端连接。

7.根据权利要求1所述的轮廓采集装置，其特征在于：所述探杆为刚性件。

8.一种利用上述权利要求1-7任意一项的轮廓采集装置进行配准定位的方法，其特征在于：目标物体为位于基础物体内侧的非可视物体，包括以下步骤：

S1，获取基础物体和目标物体的三维CT数据，根据基础物体和目标物体的三维CT数据重建出基础物体和目标物体的三维轮廓，得到基础物体与目标物体在虚拟环境中的相对位置关系；

S2，根据基础物体与目标物体在虚拟环境中的相对位置关系，选取实际环境中目标物体附近的部分基础物体作为配准的基准参考物体；

S3，通过轮廓采集装置获取基准参考物体的三维轮廓；

S4，将基准参考物体的三维轮廓与基础物体和目标物体的三维轮廓进行配准，使基础物体和目标物体在实际环境中的位置关系与其在虚拟环境中的位置关系实现统一；

S5，通过虚拟环境下目标物体的位置来引导定位实际环境下目标物体的位置。

9.根据权利要求8所述的配准定位的方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：

S31，将采集设备进入基础物体的内侧；

S32，在基准参考物体的内侧表面划点，获取基准参考物体的内侧表面数据；

S33，通过光电跟踪设备根据基准参考物体的内侧表面数据形成基准参考物体内侧表面的三维轮廓。

10.根据权利要求8所述的配准定位的方法，其特征在于：步骤S1中的基础物体和目标物体的三维轮廓，以及步骤S3中的基准参考物体的三维轮廓均显示在三维可视化环境下，步骤S5中在定位目标物体的实际位置时可参看三维可视化环境中配准后的三维轮廓进行定位。