[发明专利]参数标定方法和参数标定装置

说明书

本公开是关于参数标定方法，包括：控制图像采集设备在第i位姿下拍摄以得到X光图像，控制机械臂运动，以使图像采集设备拍摄到的X光图像中包含多个金属球中至少预设数目的金属球；记录机械臂的第i姿态信息；确定X光图像中的金属球在X光图像中的二维坐标，与金属球在机械臂末端的坐标系中的三维坐标的第i变换矩阵；根据第i变换矩阵和第i姿态信息，确定世界坐标系与X光图像所在坐标系的几何位置关系。根据本公开，确定世界坐标系与X光图像所在坐标系的几何位置关系的过程，无需利用特定的模体，过程相对简单，并且机械臂的姿态信息相对准确，易于确定，从而可以通过相对简单的过程，得到精度较高的结果。

技术领域

本公开涉及医疗技术领域，尤其涉及参数标定方法、参数标定装置、电子设备和计算机可读存储介质。

背景技术

CBCT(Cone Beam Computed tomography，锥形束投照计算机重组断层影像)，CBCT是在围绕成像物体的360度范围内采集多张透视图像，然后利用重建算法获得三维CT图像。也即在进行三维CT图像重建之前需要获得不同角度透视的几何参数，从而得到计算世界坐标系和每张图像之间的几何位置关系。

相关技术中的算法，利用如图1所示的模体，模体为圆柱形结构，在圆柱体上均匀排布两层钢球，将该模体放在CBCT的成像中心进行360度全扇扫描，然后在每张透视图像中识别钢球，拟合椭圆，计算得出几何位置关系。

由于圆形排布的钢球在透视图像中是呈椭圆排布，钢球数量太少会影响椭圆拟合的精度，而钢球太多会在透视图像中重叠导致无法识别。并且利用椭圆参数再去计算变换关系属于间接的方式，而且计算相对复杂，精度相对较低。

发明内容

本公开提供参数标定方法、参数标定装置、电子设备和计算机可读存储介质，以解决相关技术中的不足。

根据本公开实施例的第一方面，提出一种参数标定方法，适用于参数标定系统，所述参数标定系统包括六自由度及以上的机械臂和配准板，所述配准板固定于所述机械臂的末端，在所述配准板上固定设置有多个金属球，所述方法包括：

步骤S101，控制图像采集设备在第i位姿下拍摄以得到第i个X光图像，以及控制所述机械臂运动，以使所述图像采集设备拍摄到的X光图像中包含所述多个金属球中至少预设数目的金属球；

步骤S102，记录所述图像采集设备拍摄X光图像时，所述机械臂的第i姿态信息；

步骤S103，确定所述第i个X光图像中的金属球在所述第i个X光图像中的二维坐标，与所述金属球在所述机械臂末端的坐标系中的三维坐标的第i变换矩阵；

步骤S104，根据所述第i变换矩阵和所述第i姿态信息，确定世界坐标系与所述第i个X光图像所在坐标系的第i几何位置关系；

步骤S105，n次执行上述步骤S101至步骤S104，以得到n个几何位置关系，1≤i≤n。

可选地，所述多个金属球的数量大于或等于4，所述多个金属球中至少一个金属球与其他金属球不共面。

可选地，确定所述第i个X光图像中的金属球在所述第i个X光图像中的二维坐标，与所述金属球在所述机械臂末端的坐标系中的三维坐标的第i变换矩阵包括：

通过二维三维配准算法，对所述二维坐标和所述三维坐标进行配准；

根据配准结果确定所述二维坐标相对于所述三维坐标的第i变换矩阵。

可选地，所述图像采集设备为C臂机。

可选地，所述方法还包括：

根据所述n个几何位置关系进行三维CT重建。