CN115645049A - 一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备，所述方法包括：采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标；采用视觉定位方式确定内窥镜的镜杆上与镜头相对一端固定的第一标识物的三维坐标；获取所述内窥镜在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，所计算的内窥镜的镜头到位于A面上的对称点A的距离D11；基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。本申请通过设计光学定位设备、参照部件及内窥镜相配合的系统，利用视觉定位技术能自动测量所述镜头到所述第一标识物间的补偿距离。

Description

一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备。

背景技术

在医疗活动中，内窥镜是一种手术切口小、术后反应轻的光学仪器，将镜头通过人体的天然孔道，或者是通过手术做的小切口伸入病人体内，能扩大手术视野，实时显示病人体内病灶图像。

在现在的外科手术中，增强现实技术可以将基于术前医学影像建立的三维模型数据与内窥镜在术中采集的图像进行融合显示，使医生能够直观的看到器官表面以下解剖结构，解决深度感知信息与触觉反馈信息缺失的问题。但是在进行实时融合显示的过程中，需要实时确定内窥镜的镜头的位置信息，以使目前内窥镜所拍摄的图像与三维模型进行实时配准，使当前内窥镜所拍摄的器官位置与三维模型相应位置进行融合显示，从而达到对器官“透视眼”的功能。

现有技术中，使用人工测量的方法，确定内窥镜的镜头所在端与另一端安装的刚体球(光学定位设备下，可识别位置的标识物)之间的补偿距离，进而在手术过程中，利用所述补偿距离和所述刚体球在光学定位设备坐标系下的三维坐标，进而达到实时确定镜头的位置的目的。人工测量该距离不仅不方便，而且存在误差，会使实时配准与融合显示的三维模型与实际器官产生偏差。

发明内容

第一方面，本申请提供一种内窥镜镜头距离测量系统，包括：

参照部件，包括处于内窥镜的第一可视视场内的A面和位于光学定位设备的第二可视视场的B面，所述A面与所述B面关于所述参照部件对称；

内窥镜，位于所述第二可视视场内，所述内窥镜的镜杆一端为镜头，另一端固定有第一标识物，待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于所述A面与所述B面上的两个对称点为共线的直线关系时，获取所述内窥镜的镜头到位于所述A面上的对称点A的距离D11；

光学定位设备，用于采用视觉定位方式确定所述B面上的对称点B的三维坐标及所述第一标识物的三维坐标，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

在一个或多个实施例中，所述A面具有标定图案，所述B面包括多个第二标识物。

在一个或多个实施例中，所述多个第二标识物为至少四个，被固定在所述B面的四角，所述光学定位设备通过识别所述多个第二标识物的三维坐标，确定所述B面上的对称点B的三维坐标。

第二方面，本申请提供一种内窥镜镜头距离测量的方法，包括：

采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标；

采用视觉定位方式确定内窥镜的镜杆上与镜头相对一端固定的第一标识物的三维坐标；

获取所述内窥镜在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，所计算的内窥镜的镜头到位于A面上的对称点A的距离D11；

基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

在一个或多个实施例中，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离，包括：

基于所述对称点B的三维坐标确定所述对称点A的三维坐标，计算所述对称点A与所述第一标识物间的距离D2；

基于所述D2、所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离；或者

基于所述对称点B的三维坐标、所述D11及所述直线关系，计算所述对称点B与所述镜头间的距离D1、所述对称点B与所述第一标识物间的距离D4；

基于所述D1、所述D4及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

在一个或多个实施例中，所述采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标，包括：

采用视觉定位方式确定参照部件的B面上多个第二标识物的三维坐标；

利用所述多个第二标识物的三维坐标，计算出所述B面的中心点的三维坐标，所述B面的中心点为对称点B。

在一个或多个实施例中，所述距离D11采用如下方式获取：

待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，通过所述内窥镜拍摄标定图案并校准相机参数后，求出所述内窥镜的镜头到所述A面的中心点的距离D11，所述A面的中心点为所述对称点A。

第三方面，本申请提供一种内窥镜镜头距离测量设备，包括处理器、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为能够执行如上述第二方面提供的内窥镜镜头距离测量的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第二方面提供的内窥镜镜头距离测量的方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如上述第二方面提供的内窥镜镜头距离测量的方法。

本申请提供一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备，本申请通过设计光学定位设备、参照部件及内窥镜相配合的系统，利用视觉定位技术可以自动测量所述内窥镜的镜头到所述内窥镜的镜杆上另一端固定的第一标识物间的补偿距离。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的手术导航系统应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的生成融合图像的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的补偿距离示意图；

图4为本申请实施例提供的内窥镜镜头距离测量系统示意图；

图5为本申请实施例提供的使用长方体作参照部件时的场景示意图；

图6为本申请实施例提供的使用等腰三角棱柱作为参照部件的A面示意图；

图7为本申请实施例提供的使用等腰三角棱柱作为参照部件的B面示意图；

图8为本申请实施例提供的参照部件A面具有棋盘格示意图；

图9为本申请实施例提供的参照部件B面具有第二标识物示意图；

图10为本申请实施例提供的等腰三角棱柱摆放示意图；

图11为本申请实施例提供的直线关系示意图；

图12为本申请实施例提供的距离D11示意图；

图13为本申请实施例提供的基于对称点A确定补偿距离的示意图；

图14为本申请实施例提供的基于对称点B确定补偿距离的示意图；

图15为本申请实施例提供的线段AB上取参照点Q的示意图；

图16为本申请实施例提供的基于参照点Q确定补偿距离的示意图；

图17为本申请实施例提供的内窥镜镜头距离测量的方法的流程图；

图18为本申请实施例提供的确定对称点B的三维坐标的方法流程图；

图19为本申请实施例提供的获取距离D11的方法流程图；

图20为本申请实施例提供的内窥镜镜头距离测量设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在医疗活动中，内窥镜是一种手术切口小、术后反应轻的光学仪器，将镜头通过人体的天然孔道，或者是通过手术做的小切口伸入病人体内，能扩大手术视野，实时显示病人体内病灶图像。

手术导航(Image Guided Surgery，IGS)是指医生在术前利用医学影像设备和计算机图像学的方法，基于术前医学影像建立的三维模型数据，制定合理、定量的手术计划，开展术前模拟；在术中通过注册操作，把三维模型与患者的实际体位、空间中手术器械的实时位置统一在一个坐标系下，并利用三维定位系统对手术器械如内窥镜在空间中的位置实时采集并显示，医生通过观察三维模型中手术器械与病灶的相对位置关系，对病人进行导航手术治疗。

目前常用的手术导航有电磁导航和光学导航，其中，光学导航是主流的手术导航方法。基于光学导航方法的光学定位设备利用三目或双目立体视觉原理，使用可见光或近红外光成像系统实现空间定位，如图1所示，为本申请实施例提供的手术导航系统应用场景示意图，包括光学定位设备1、显示屏2、内窥镜3。

在现在的外科手术如腹腔镜肝切除术中，光学定位设备可以被配置为在医学干预期间提供增强现实可视化。增强现实技术可以将基于术前医学影像如CT影像建立的三维模型数据，与内窥镜在术中采集的图像进行融合显示，使医生能够直观的看到器官表面以下解剖结构，解决深度感知信息与触觉反馈信息缺失的问题。

但是在进行实时融合显示前需要完成标定，包括内窥镜标定以及体表标定，所述内窥镜标定是为了校准内窥镜的相机参数，由于相机的固有特性，只需要计算一次。完成标定后，将CT影像数据坐标系转到光学定位设备坐标系，完成影像空间坐标系和手术空间坐标系之间的配准，使内窥镜当前所在位置拍摄的影像和三维模型能够实时融合显示，如图2所示，为本申请实施例提供的生成融合图像的流程示意图。

在进行实时融合显示的过程中，光学定位设备需要采用视觉定位方式实时确定内窥镜的镜头的位置信息，以使目前内窥镜所拍摄的图像与三维模型进行实时配准，使当前内窥镜所拍摄的器官位置与三维模型相应位置进行融合显示，从而达到对器官“透视眼”的功能。

现有技术中，使用人工测量的方法，确定如图3所示的内窥镜的镜头301所在端与另一端安装的刚体球302(光学定位设备下，采用视觉定位方式可识别位置的标识物)之间的补偿距离，进而在手术过程中，利用所述补偿距离和所述刚体球在光学定位设备坐标系下的三维坐标，进而达到实时确定内窥镜的镜头的位置的目的。人工测量该距离不仅不方便，而且存在误差，会使实时配准与融合显示的三维模型与实际器官产生偏差。

鉴于上述问题，本申请提供一种内窥镜镜头距离测量方法、系统及设备，本申请通过设计光学定位设备、参照部件及内窥镜相配合的系统，利用视觉定位技术可以自动测量所述镜头到所述第一标识物间的补偿距离。能在使用光学定位设备进行外科手术时，通过在光学定位设备与内窥镜之间放置的参照部件、内窥镜的镜杆上的第一标识物，自动计算出需要测量的补偿距离。

本申请提供的一种内窥镜镜头距离测量系统，如图4所示，包括：

参照部件，包括处于内窥镜的第一可视视场内的A面和位于光学定位设备的第二可视视场的B面，所述A面与所述B面关于所述参照部件对称；

内窥镜，位于所述第二可视视场内，所述内窥镜的镜杆一端为镜头，另一端固定有第一标识物，待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于所述A面与所述B面上的两个对称点为共线的直线关系时，获取所述内窥镜的镜头到位于所述A面上的对称点A的距离D11；

光学定位设备，用于采用视觉定位方式确定所述B面上的对称点B的三维坐标及所述第一标识物的三维坐标，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

本申请提供的上述内窥镜镜头距离测量系统，通过设计光学定位设备、参照部件及内窥镜相配合的系统，利用视觉定位技术可以自动测量如图3所示的所述内窥镜的镜头到所述第一标识物间的补偿距离，比人工测量更加准确、便捷。

本申请实施例所使用的参照部件为具有对称特性的参照部件，如长方体、等腰三角棱柱、梯形体等，在实施过程中，需要将参照部件放置在光学定位设备和内窥镜之间，所述参照部件的A面和B面分别处于上述第一可视视场和第二可视视场内，如使用长方体作参照部件时，场景布置如图5所示。

具有一定倾斜度的参照部件更有利于内窥镜的拍摄，在一个或多个实施例中，如图6所示为本申请使用等腰三角棱柱作为参照部件的A面示意图，等腰三角棱柱的A面具有标定图案。

如图7所示为本申请使用等腰三角棱柱作为参照部件的B面示意图，等腰三角棱柱的B面固定有多个第二标识物701，所述A面与所述B面关于所述等腰三角棱柱对称。

如图8所示，本申请使用棋盘格图案作为所述标定图案，所述A面有对称点A，同时，所述B面有对称点B，所述对称点A和对称点B关于等腰三角棱柱对称，本实施例选取对称点A为所述A面的中心点，则对称点B为所述B面的中心点。

如图9所示，所述B面上的多个第二标识物为至少四个，被固定在所述B面的四角，若所述B面上多个第二标识物的坐标已知，可以确定所述B面上任一点包括对称点B的坐标。

如图10所示，为本申请实施例提供的参照部件摆放示意图，等腰三角棱柱摆放在光学定位设备和内窥镜之间，所述内窥镜一端固定有第一标识物。其中，等腰三角棱柱的A面处于内窥镜的第一可视视场内，使所述内窥镜可以拍摄到所述A面上的棋盘格图案，等腰三角棱柱的B面则朝向光学定位设备，位于光学定位设备的第二可视视场内，内窥镜也位于所述第二可视视场内。

如图11所示，本申请在实施过程中，在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于所述A面与所述B面上的两个对称点为共线的直线关系时，获取所述内窥镜的镜头到位于所述A面上的对称点A的距离D11。

在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定。

满足图11所示直线关系时，内窥镜拍摄棋盘格图案，获取照片中的信息并以此校正内窥镜的相机参数，通过完成标定的内窥镜可以获取如图12所示的距离D11。

获取所述D11后，光学定位设备采用视觉定位方式识别所述第一标识物的三维坐标以及位于四角的第二标识物的三维坐标，进而确定对称点B的三维坐标后。基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述内窥镜的镜头到所述第一标识物的距离，包括以下两种方式：

方式1，如图13所示，基于所述对称点B的三维坐标确定所述对称点A的三维坐标，计算所述对称点A与所述第一标识物间的距离D2；

基于所述D2、所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离D3。

方式2，如图14所示，基于所述对称点B的三维坐标、所述D11及所述直线关系，计算所述对称点B与所述镜头间的距离D1、所述对称点B与所述第一标识物间的距离D4；

基于所述D1、所述D4及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离D5。

在一个或多个实施例中，除了上述方式1或方式2，如图15所示，在线段AB上任意选取一个参照点Q，所述参照点Q在线段AB上的位置已知，如中点位置，根据已知的所述位置以及对称点A、对称点B的三维坐标可以计算出参照点Q的三维坐标。

如图16所示，基于所述参照点Q的三维坐标、所述D11、所述第一标识物的三维坐标及所述直线关系，计算所述参照点Q与所述镜头间的距离D6、所述参照点Q与所述第一标识物间的距离D7；基于所述D6、所述D7及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离D8。

基于上述实施例，本申请提供了一种内窥镜镜头距离测量系统，能在使用光学定位设备进行外科手术时，通过放置一个参照部件如等腰三角棱柱，自动计算出需要测量的内窥镜的镜头到第一标识物间的补偿距离，即图3所示补偿距离。

基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种内窥镜镜头距离测量的方法，如图17所示，该方法包括：

步骤S1701，采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标；

步骤S1702，采用视觉定位方式确定内窥镜的镜杆上与镜头相对一端固定的第一标识物的三维坐标；

步骤S1703，获取所述内窥镜在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，所计算的内窥镜的镜头到位于A面上的对称点A的距离D11；

步骤S1704，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

在一个或多个实施例中，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离，包括：

基于所述对称点B的三维坐标确定所述对称点A的三维坐标，计算所述对称点A与所述第一标识物间的距离D2；

基于所述D2、所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离；或者

基于所述对称点B的三维坐标、所述D11及所述直线关系，计算所述对称点B与所述镜头间的距离D1、所述对称点B与所述第一标识物间的距离D4；

基于所述D1、所述D4及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

在一个或多个实施例中，如图18所示，所述采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标，包括：

步骤S1801，采用视觉定位方式确定参照部件的B面上多个第二标识物的三维坐标；

步骤S1802，利用所述多个第二标识物的三维坐标，计算出所述B面的中心点的三维坐标，所述B面的中心点为对称点B。

在一个或多个实施例中，如图19所示，所述距离D11采用如下方式获取：

步骤S1901，待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，通过所述内窥镜拍摄标定图案并校准相机参数；

步骤S1902，求出所述内窥镜的镜头到所述A面的中心点的距离D11，所述A面的中心点为所述对称点A。

上述内窥镜镜头距离测量方法的具体实施方式参照前述实施例的介绍，这里不再详述。

基于相同的发明构思，本申请提供一种实现内窥镜镜头距离测量的设备2000，如图20所示，包括至少一个处理器2002；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器2001；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述实现内窥镜镜头距离测量的方法。

存储器2001用于存储程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。存储器2001可以为易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，简称RAM)；也可以为非易失性存储器(non-volatile memory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，简称HDD)或固态硬盘(solid-state drive，简称SSD)；还可以为上述任一种或任多种易失性存储器和非易失性存储器的组合。

处理器2002可以是中央处理器(central processing unit，简称CPU)，网络处理器(network processor，简称NP)或者CPU和NP的组合。还可以是硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，简称ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，简称PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，简称CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，简称FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，简称GAL)或其任意组合。

基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种计算机程序介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行上述内窥镜镜头距离测量的方法。

上述存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本公开实施例还提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行实现本公开实施例上述任意一项内窥镜镜头距离测量的方法或任意一项实现分布式延时任务方法任一可能涉及的方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。

所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本申请中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种内窥镜镜头距离测量系统，其特征在于，包括：

参照部件，包括处于内窥镜的第一可视视场内的A面和位于光学定位设备的第二可视视场的B面，所述A面与所述B面关于所述参照部件对称；

内窥镜，位于所述第二可视视场内，所述内窥镜的镜杆一端为镜头，另一端固定有第一标识物，待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于所述A面与所述B面上的两个对称点为共线的直线关系时，获取所述内窥镜的镜头到位于所述A面上的对称点A的距离D11；

光学定位设备，用于采用视觉定位方式确定所述B面上的对称点B的三维坐标及所述第一标识物的三维坐标，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述A面具有标定图案，所述B面包括多个第二标识物。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个第二标识物为至少四个，被固定在所述B面的四角，所述光学定位设备通过识别所述多个第二标识物的三维坐标，确定所述B面上的对称点B的三维坐标。

4.一种内窥镜镜头距离测量的方法，其特征在于，包括：

采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标；

采用视觉定位方式确定内窥镜的镜杆上与镜头相对一端固定的第一标识物的三维坐标；

获取所述内窥镜在所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，所计算的内窥镜的镜头到位于A面上的对称点A的距离D11；

基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述对称点B的三维坐标、所述第一标识物的三维坐标，所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离，包括：

基于所述对称点B的三维坐标确定所述对称点A的三维坐标，计算所述对称点A与所述第一标识物间的距离D2；

基于所述D2、所述D11及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离；或者

基于所述对称点B的三维坐标、所述D11及所述直线关系，计算所述对称点B与所述镜头间的距离D1、所述对称点B与所述第一标识物间的距离D4；

基于所述D1、所述D4及所述直线关系，确定所述镜头到所述第一标识物的距离。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用视觉定位方式确定参照部件的B面的对称点B的三维坐标，包括：

采用视觉定位方式确定参照部件的B面上多个第二标识物的三维坐标；

利用所述多个第二标识物的三维坐标，计算出所述B面的中心点的三维坐标，所述B面的中心点为对称点B。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述距离D11采用如下方式获取：

待所述内窥镜的镜头、所述第一标识物与分别位于参照部件A面与B面上的两个对称点为共线的直线关系时，通过所述内窥镜拍摄标定图案并校准相机参数后，求出所述内窥镜的镜头到所述A面的中心点的距离D11，所述A面的中心点为所述对称点A。

8.一种内窥镜镜头距离测量设备，其特征在于，包括处理器、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行权利要求4-7中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求4-7中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求4-7中任一项所述的方法。

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