[发明专利]一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法

权利要求书

1.一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于放疗室的固有设备，获取具有立方体结构的标定物的第一初始位置；

基于所述第一初始位置，设置三台3D点云相机，并根据放射治疗坐标系isocenter，确定所述3D点云相机的相机前表面中心点的第二初始位置；

根据空间约束原则，依据所述第一初始位置和所述第二初始位置，对所述3D点云相机进行标定,获取放疗室世界坐标系和3D点云相机坐标系间的旋转平移矩阵。

2.根据权利要求1所述一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法，其特征在于：

在设置三台3D点云相机的过程中，将每台所述3D点云相机进行标注，根据所述第一初始位置，调整每个所述3D点云相机的位置，其中，按照所述第一初始位置的0°、90°和180°的三个方向吊顶安装。

3.根据权利要求2所述一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法，其特征在于：

在获取第二初始位置的过程中，将每台所述3D点云相机的所述相机前表明中心点调整至与isocenter距离均为1.8米的位置，获取所述第二初始位置。

4.根据权利要求3所述一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法，其特征在于：

在对患者进行定位的过程中，基于所述标定物，通过任一一台所述3D点云相机，对所述标定物的三个面进行拟合，并构建三个面在所述3D点云相机坐标系下的平面方程；

基于所述平面方程，通过在每个面上设置一个坐标点，依据所述空间约束原则，获取不同平面上的所述坐标点的空间位置坐标；

将所述空间位置坐标，通过所述旋转平移矩阵，转换到所述放疗室世界坐标系中，实现对所述3D点云相机进行定位。

5.根据权利要求4所述一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法，其特征在于：

在构建平面方程的过程中，在平面方程构建前，设置构建平面方程要素，为最小数据点数量n，平面误差阈值e，最大迭代轮次R，内点收敛数量N；所述平面方程的构建过程如下：

步骤1、随机选择n个点构成最小数据点集合；

步骤2、在点集上利用最小二乘法拟合平面方程；

步骤3、将所有点带入步骤2中计算的平面方程，计算出内点数量，内点即点在误差阈值e范围内位于平面方程上，设平面方程为f(x)＝0，内点即f(x)＜e；

步骤4、比较当前平面方程和之前获得的最优平面方程的内点的数量，记录较大者为当前最优平面方程，记录最优平面方程的参数、内点集合和内点数；

重复步骤1-4，直到达到最大迭代R或最大内点数量大于内点收敛数量N。

6.根据权利要求5所述一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法，其特征在于：

在获取空间位置坐标的过程中，根据三个面，获取三个面的交点作为0点，获取0点在3D点云相机坐标系下的第一坐标值；

根据每个面上的所述坐标点，依据所述空间约束规则，获取所述坐标点在3D点云相机坐标系下的第二坐标值；

根据所述第一坐标值和所述第二坐标值，生成所述空间位置坐标。

7.根据权利要求6所述一种应用于放疗室的3D点云相机标定方法，其特征在于：

在获取第一坐标值的过程中，所述第一坐标值表示为：

其中，0点坐标为(x₀，y₀，z₀)，面A、B、C的平面方程参数分别为(A_A，B_A，C_A，D_A)、(A_B，B_B，C_B，D_B)、(A_C，B_C，C_C，D_C)。