[发明专利]三维定位方法及实现其的三维定位装置、设备和介质

说明书

本申请的三维定位方法及实现其的三维定位装置、设备和介质，其中装置包括定位工具、三轴调向机构和位置测量仪，定位工具包括多个反光标记球，位置测量仪设置于以定位工具为中心的检测范围内，三轴调向机构用于调整定位工具的位置，位置测量仪用于测量定位工具的位置。根据定位工具可以建立第一坐标系，获取多个反光标记球在第一坐标系下的第一标记球位置。通过位置测量仪接收多个反光标记球的反射光，位置测量仪根据双目测距原理能够得到多个反光标记球在第二坐标系下的第二标记球位置。根据第一标记球位置和第二标记球位置能够计算出定位工具与目标位置之间的三维空间距离，三轴调向机构能够在三维空间中一次性将定位工具移动到目标位置。

技术领域

本申请涉及三维定位技术领域，例如涉及一种三维定位方法及实现其的三维定位装置、设备和介质。

背景技术

在踝关节置换手术过程中，通常需要植入多枚骨钉来固定微调模块，根据多枚骨钉的位置将定位工具移动到截骨部位。上述方法需要多次进行X光扫描以确定定位工具的准确性，不仅操作复杂而且十分耗时。现有的方法大多数是选择一个参照点，将定位工具多次在三维空间的不同方向上平移，不断测量定位工具与目标位置之间的距离将定位工具移动到目标位置，需要消耗大量的时间，导致三维定位的效率较低。

发明内容

本申请目的在于：提供一种三维定位方法及实现其的三维定位装置、设备和介质，其能够解决导致在一次性定位后无法调整定位工具的位置和角度的问题。

为达到上述目的，第一方面，本申请提供了一种三维定位装置，包括定位工具、三轴调向机构和位置测量仪，所述定位工具包括多个反光标记球，所述位置测量仪设置于以所述定位工具为中心的检测范围内，所述三轴调向机构用于调整所述定位工具的位置，所述位置测量仪用于测量所述定位工具的位置。

优选地，所述定位工具包括定位工具本体和支撑件，所述支撑件与所述定位工具本体固定连接，所述支撑件上设置有多个所述反光标记球，所述反光标记球用于确定所述定位工具的位置。

优选地，所述位置测量仪包括位置测量仪本体、第一镜头、第二镜头和显示屏，所述第一镜头与所述第二镜头相对设置于所述位置测量仪本体的两端，所述显示屏位于所述第一镜头与所述第二镜头之间，所述第一镜头与所述第二镜头用于获取多个所述反光标记球的位置，所述显示屏用于显示所述定位工具的位置。

第二方面，本申请提供了一种三维定位方法，包括：

检测每个所述反光标记球在第一坐标系下的第一标记球位置；

检测每个所述反光标记球在第二坐标系下的第二标记球位置；

计算各个所述第一标记球位置与各个所述第二标记球位置之间的位置对应关系；

根据所述位置对应关系计算定位工具位姿，根据所述定位工具位姿计算定位工具位置与目标位置之间的三维空间距离；

将所述三维空间距离投影到所述第二坐标系下的各个坐标轴上，得到多个坐标轴距离；

根据多个所述坐标轴距离调节所述定位工具的位置。

优选地，所述检测每个所述反光标记球在第一坐标系下的第一标记球位置，包括：

以所述定位工具的中心点为原点建立第一坐标系；

获取每个所述反光标记球在所述第一坐标系下的三维坐标，得到所述第一标记球位置。

优选地，所述检测每个所述反光标记球在第二坐标系下的第二标记球位置，包括：

建立基于所述位置测量仪的第二坐标系；

通过所述位置测量仪获取每个所述反光标记球在所述第二坐标系下的三维坐标，得到所述第二标记球位置。