[发明专利]一种基于九轴传感器的三维超声图像重组方法

权利要求书

1.一种基于九轴传感器的三维超声图像重组方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、初始位置重置、九轴传感器重置，并解算起始位置及姿态；

S2、利用三轴陀螺仪和三轴加速度计，基于S1中三轴加速度计重置的绝对坐标解算当前探头空间位置；

S3、利用三轴加速度计和三轴磁力计解算当前探头空间姿态；

S4、获取当前超声图像信息，并计算超声图像插入的空间位置；

S5、进行三维点插值后输出三维超声图像。

2.根据权利要求1所述的基于九轴传感器的三维超声图像重组方法，其特征在于：S1中解算起始位置及姿态，包括：

以磁力方向为Y轴正方向，重力方向为Z轴负方向，正交于两个方向的唯一方向为X轴，并利用右手定则确定X轴正、负方向，解算起始位置及姿态。

3.根据权利要求2所述的基于九轴传感器的三维超声图像重组方法，其特征在于：S2中利用三轴陀螺仪和三轴加速度计，基于S1中三轴加速度计重置的绝对坐标解算当前探头空间位置，包括：

在三轴加速度计重置的位置获得X轴、Y轴、Z轴三个方向的加速度，对加速度进行积分得到速度：

v(t)＝∫a(t)dt＝v'(t)+v₀

其中，v(t)为理论待求速度，v’(t)为速度的原函数，v₀为初始速度；

进一步对速度进行积分得到位移：

s(t)＝∫v(t)dt＝s'(t)+s₀

其中，s(t)为理论待求位移，s’(t)为位移的原函数，s₀为初始位移。

4.根据权利要求3所述的基于九轴传感器的三维超声图像重组方法，其特征在于：所述三轴加速度计重置位置处的绝对坐标作为三维坐标系的原点。

5.根据权利要求3所述的基于九轴传感器的三维超声图像重组方法，其特征在于：S3中利用三轴加速度计和三轴磁力计解算当前探头空间姿态，包括：

利用回传的四元数数据解算当前探头空间姿态：

r＝atan2(2(q2*q3+q0*q1),(q0*q0-q1*q1-q2*q2+q3*q3))

p＝asin(2(q0*q2+q1*q3),(q0*q0+q1*q1+q2*q2+q3*q3))

y＝atan2(2(q1*q2+q0*q3),(q0*q0+q1*q1-q2*q2-q3*q3))

其中，r、p、y分别为翻转角、俯仰角、航向角，q0、q1、q2、q3为回传的四元数数据。

6.根据权利要求5所述的基于九轴传感器的三维超声图像重组方法，其特征在于：S4中计算超声图像插入的空间位置，包括：

根据当前探头空间位置、当前探头空间姿态，计算超声图像在三维超声图像中的位置及角度。