[发明专利]一种基于光学增强现实技术的手术导航系统及方法

权利要求书

1.一种基于光学增强现实技术的手术导航系统，其特征是，所述系统包括：光学式头盔显示器，标定板，数码照相机，探针，空间定位仪和计算机；所述的光学式头盔显示器显示增强后的现实场景，所述的标定板标定光学式头盔显示器的内部参数；数码照相机拍摄标定点和光点阵；所述的探针获取标定点的三维空间坐标；所述的空间定位仪发出红外线，获取被跟踪物体的六个自由度的三维空间信息；所述的计算机，通过跟踪模块接收空间定位仪输出的六个自由度的信息，并转换成程序可识别的数据格式，通过标定模块，识别所摄数码照片中的光点阵及彩色标定点，并计算出所需要的映射关系，通过绘制模块，用于计算并输出增强现实信息，并绘制在光学式头盔显示器成像平面上。

2.根据权利要求1所述的基于光学增强现实技术的手术导航系统，其特征是，所述的光学式头盔显示器上面固定反光球，用于反射空间定位仪发出的红外线。

3.根据权利要求1所述的基于光学增强现实技术的手术导航系统，其特征是，所述的标定板上设有彩色标定点。

4.根据权利要求1所述的基于光学增强现实技术的手术导航系统，其特征是，所述的探针上设反光球。

5.一种基于权利要求1的导航系统的手术导航方法，其特征是，其包括以下步骤：

1)计算机生成光点阵，显示在光学式头盔显示器显示屏上；

2)照相机透过光学式头盔显示器显示屏拍摄标定板和光点阵；

3)计算机识别所摄数字图像中的光点阵和彩色标定点，并获取其二维坐标；

4)计算标定点三维空间到光学式头盔显示器成像面二维空间的映射，完成标定；

5)根据所需映射绘制相应虚拟信息，显示在光学式头盔显示器显示屏上，实现对手术场景的增强。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的光点阵为计算机自动生成并显示在光学式头盔显示器显示屏上的虚拟光点阵，并已知其在光学式头盔显示器显示屏上的相对二维坐标。