CN116687569B - 一种编码标识手术导航方法、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种编码标识手术导航方法、系统和存储介质，所述方法包括：获取编码标识参考板上带有编码信息的板载二维图像；对板载二维图像进行图像处理，识别各个编码标志点；对各个编码标志点进行解码，得到对应的编码信息；通过编码信息，确定各个编码标志点所在参考板上的对应位置；实时扫描板载二维图像，分析得到各个编码标志点的三维坐标；通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息，从而对参考板进行实时定位。编码标识参考板上的四个编码标志点通过各自的中心圆区域和信息环带区域携带编码信息，在导航过程中，经过图像处理、解码和实时定位即可确定编码标识参考板的实时位置，从而实现精确导航。

Description

一种编码标识手术导航方法、系统和存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理和医疗技术领域，涉及一种用于在实施手术过程中进行导航的编码标识手术导航方法、系统和存储介质。

背景技术

手术导航系统至少包括光学定位仪、手术仪器、人体参考板和仪器参考板。实施手术过程中，人体参考板与患者手术部件保持相互静止，仪器参考板固定设置于手术仪器上，人体参考板和仪器参考板发出或者折射红外光分别被光学定位仪获取，光学定位仪通过标定配准，将人体参考板坐标系与仪器参考板坐标系统一实时导航图像中。如此即可在实施手术过程中为手术仪器的方向、角度等提供参考，从而实现精准导航。

在种植牙手术导航领域，目前市面上口腔种植导航系统主要是通过识别参考板上标记点组成的不同几何形状来实现定位的，其过程主要分为两个步骤：一是识别标记点，二是多个标记点组合的几何形状与模型遍历匹配。这样的方式存在以下问题：标记点均为相同的几何结构，在光学定位仪识别并构建三维坐标时，需通过复杂的算法来确定标记点在光学定位仪两个图像传感器上的对应关系；同时，在设计参考板时，需考虑标记点组合的唯一几何形状，对参考板的设计带来很大限制。业界亟需提供一种新方案，能够更好兼顾导航精准度和设计科学性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种编码标识手术导航方法、系统和存储介质，在实施手术的过程中基于编码标识参考板进行动态导航，具有导航精准度高和编码标识参考板设计科学合理等优点。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种编码标识手术导航方法，包括以下步骤：

S1.获取编码标识参考板上带有编码信息的板载二维图像，所述编码标识参考板上设置有四个编码标志点，所述编码标志点包括中心圆区域和信息环带区域；

S2.对板载二维图像进行图像处理，从经过图像处理后的板载二维图像识别出各个编码标志点；

S3.对各个编码标志点进行解码，得到各个编码标志点对应的编码信息；

S4.通过各个编码标志点对应的编码信息，确定各个编码标志点所在参考板上的对应位置；

S5.实时扫描编码标识参考板上各个编码标志点的板载二维图像，分析得到各个编码标志点的三维坐标；

S6.通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息，从而对参考板进行实时定位，进而实现手术导航。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：编码标识参考板上的四个编码标志点通过各自的中心圆区域和信息环带区域携带编码信息，在导航过程中，经过图像处理、解码和实时定位即可确定编码标识参考板的实时位置，从而实现精确导航。

进一步地，所述步骤S2中对板载二维图像进行图像处理具体包括：

对板载二维图像进行预处理；所述预处理包括图像平滑处理、删除噪声处理、灰度化处理、高斯滤波处理；

根据板载二维图像中各个编码标志点的中心圆，对各个编码标志点进行定位；

对定位后的编码标志点进行二值化处理，提取编码标志点的轮廓并进行椭圆拟合；

通过预设的长短轴比例、椭圆尺寸和白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，对拟合得到的椭圆进行筛选，从而识别出各个编码标志点。

采用上述方案的有益效果是：对板载二维图像进行图像处理的目的在于识别出光学定位仪视场范围内所有的编码标志点，通过预处理去除信号干扰、再利用中心圆进行定位、并基于椭圆拟合和椭圆筛选，即可在众多疑似识别点中精确识别出携带编码信息的编码标志点。

进一步地，所述步骤S3中对各个编码标志点进行解码具体包括：

根据中心圆定位得到编码标志点，选取编码标志点上的信息环带；所述信息环带等分为10个首尾相连的单位环段，所述单位环段的颜色为白色或者黑色；

分析计算确定白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，确定白色单位环段的数量；

通过图像识别确定黑色单位环段的角度和位置，从而确定白色单位环段的间隔角度；

从预设位置上沿顺时针方向扫描信息环带，通过白色单位环段的数量和间隔角度，解码得到编码标志点对应的编码信息。

采用上述方案的有益效果是：在编码时将编码信息记载在白色单位环段和黑色单位环段中，利用若干个白色单位环段和若干个黑色单位环段记载编码信息，识别过程中仅需要识别白色单位环段在信息环带区域内的数量、排布方式，即可进行译码，从而区分四个编码标志点。

进一步地，所述步骤S5中分析得到各个编码标志点的三维坐标具体包括：

获取光学定位仪的内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵，所述光学定位仪上设置有第一相机和第二相机；

分别通过第一相机和第二相机获取同一编码标志点的坐标，结合位置变换矩阵和两个坐标值分析得到编码标志点的三维坐标。

采用上述方案的有益效果是：基于三角定位测量，通过光学定位仪的第一相机和第二相机，利用内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵等对各个编码标志点进行分析，即可分析得到各个编码标志点的三维坐标。

进一步地，所述步骤S6中通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息具体包括：

结合四个编码标志点的三维坐标分析出编码标识参考板的重心坐标，从而得到编码标识参考板在光学定位仪的坐标系中的三维坐标；

通过四个编码标志点的三维坐标拟合得到编码标识参考平面；

确定码标识参考平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴，进而得到获取编码标识参考板的位姿信息。

采用上述方案的有益效果是：综合四个编码标志点的三维坐标即可分析得到编码标识参考板的重心坐标，拟合出编码标识参考平面并确定该平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴后，即可实时获取编码标识参考板的位姿信息。

一种编码标识手术导航系统，包括：

图像获取模板，用于获取编码标识参考板上带有编码信息的板载二维图像，所述编码标识参考板上设置有四个编码标志点，所述编码标志点包括中心圆区域和信息环带区域；

标志点识别模块，用于对板载二维图像进行图像处理，从经过图像处理后的板载二维图像识别出各个编码标志点；

信息解码模块，用于对各个编码标志点进行解码，得到各个编码标志点对应的编码信息；

关联定位模块，用于通过各个编码标志点对应的编码信息，确定各个编码标志点所在参考板上的对应位置；

坐标采集模块，用于实时扫描参考板上各个编码标志点的板载二维图像，分析得到各个编码标志点的三维坐标；

位姿获取模块，用于通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息，从而对参考板进行实时定位，进而实现手术导航。

进一步地，所述标志点识别模块具体包括：

图像预处理单元，用于对板载二维图像进行预处理；所述预处理包括图像平滑处理、删除噪声处理、灰度化处理、高斯滤波处理；

标志点定位单元，用于根据板载二维图像中各个编码标志点的中心圆，对各个编码标志点进行定位；

椭圆拟合单元，用于对定位后的编码标志点进行二值化处理，提取编码标志点的轮廓并进行椭圆拟合；

椭圆筛选单元，用于通过预设的长短轴比例、椭圆尺寸和白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，对拟合得到的椭圆进行筛选，从而识别出各个编码标志点。

进一步地，所述信息解码模块具体包括：

环带选取单位，用于根据中心圆定位得到编码标志点，选取编码标志点上的信息环带，所述信息环带等分为10个首尾相连的单位环段，所述单位环段的颜色为白色或者黑色；

数量识别单位，用于分析计算确定白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，确定白色单位环段的数量；

间隔识别单元，用于通过图像识别确定黑色单位环段的角度和位置，从而确定白色单位环段的间隔角度；

解码单元，用于从预设位置上沿顺时针方向扫描信息环带，通过白色单位环段的数量和间隔角度，解码得到编码标志点对应的编码信息。

进一步地，所述坐标采集模块具体包括：

矩阵获取单元，用于获取光学定位仪的内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵，所述光学定位仪上设置有第一相机和第二相机；

坐标计算单元，用于分别通过第一相机和第二相机获取同一编码标志点的坐标，结合位置变换矩阵和两个坐标值分析得到编码标志点的三维坐标；

所述位姿获取模块具体包括：

重心分析单元，用于结合四个编码标志点的三维坐标分析出编码标识参考板的重心坐标，从而得到编码标识参考板在光学定位仪的坐标系中的三维坐标；

平面拟合单元，用于通过四个编码标志点的三维坐标拟合得到编码标识参考平面；

位姿获取单元，用于确定码标识参考平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴，进而得到获取编码标识参考板的位姿信息。

一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，处理器执行如上所述的编码标识手术导航方法。

附图说明

图1是本发明编码标识手术导航方法的流程示意图。

图2是本发明编码标识手术导航方法中处理板载二维图像的流程示意图。

图3是本发明编码标识手术导航方法中解码编码标志点的流程示意图。

图4是本发明编码标识手术导航方法中识别编码标志点三维坐标的流程示意图。

图5是本发明编码标识手术导航方法中编码标识参考板位姿信息获取的流程示意图。

图6是本发明编码标识手术导航系统的示意图。

图7是本发明编码标识手术导航方法中编码标识参考板的示意图。

图中，各标号所代表的部件列表如下：

图像获取模板1、标志点识别模块2、信息解码模块3、关联定位模块4、坐标采集模块5、位姿获取模块6、编码标识参考板7。

实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

手术导航系统至少包括光学定位仪、手术仪器、人体参考板和仪器参考板。实施手术过程中，人体参考板与患者手术部件保持相互静止，仪器参考板固定设置于手术仪器上，人体参考板和仪器参考板发出红外光分别被光学定位仪获取，光学定位仪通过标定配准，将人体参考板坐标系与仪器参考板坐标系统一实时导航图像中。如此一来，即可在实施手术过程中为手术仪器的方向、角度等提供参考，从而实现精准导航。

在种植牙手术导航领域，目前市面上口腔种植导航系统主要是通过识别参考板上标记点组成的不同几何形状来实现定位的，其过程主要分为两个步骤：一是识别标记点，二是多个标记点组合的几何形状与模型遍历匹配。通常情况下，标记点分为主动式和被动式两种，其中主动式标记点主要为LED发光点或发光球，被动式标记点主要为反光圆盘、反光球、或者黑白格。如下图所示。标记点所组成的几何形状必须是唯一几何，即该几何图形自身不能够产生对称，其位置和方向均唯一。

然而，不管是主动式标记点还是被动式标记点，这样的方式存在以下问题：标记点均为相同的几何结构，在光学定位仪识别并构建三维坐标时，需通过复杂的算法来确定标记点在光学定位仪两个图像传感器上的对应关系；同时，在设计参考板时，需考虑标记点组合的唯一几何形状，对参考板的设计带来很大限制。因此，业界亟需提供一种新方案，能够更好兼顾导航精准度和设计科学性。为了解决上述问题，本发明提供一种编码标识手术导航方法、系统和存储介质。

如图1所示，一种编码标识手术导航方法，所述方法包括以下步骤：

S1.获取编码标识参考板上带有编码信息的板载二维图像，所述编码标识参考板上设置有四个编码标志点，所述编码标志点包括中心圆区域和信息环带区域；

S2.对板载二维图像进行图像处理，从经过图像处理后的板载二维图像识别出各个编码标志点；

S3.对各个编码标志点进行解码，得到对应的编码信息；

S4.通过各个编码标志点对应的编码信息，确定各个编码标志点所在参考板上的对应位置；

S5.实时扫描编码标识参考板上各个编码标志点的板载二维图像，分析得到各个编码标志点的三维坐标；

S6.通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息，从而对参考板进行实时定位，进而实现手术导航。

与现有技术中的通过不同形状、不同位置和不同角度来对标志点进行区分为，本发明技术方案的核心是通过编码赋予各个编码标志点不同的数据特征：在编码标识参考板上设置有带有编码信息的板载二维图像，四个编码标志点记录不同特征信息，并在导航过程中通过译码出不同特征信息而识别不同的编码标志点，来对多个编码标志点进行区分，进而获取编码标识参考板的位姿信息，以实现手术过程中实时导航。

具体地，为了在板载二维图像中能区分不同的编码标志点，本发明设计了一种带有编码信息的编码标志点，相机拍摄图片后，可根据设计规则反编译出信息。以图7为例，在编码标识参考板7的板载二维图像中，共有四个编码标志点，每个编码标志点的中间为中心圆区域，在图像识别的过程中通过圆心的位置可精确定位编码标志点的位置。编码标志点周围一圈为信息环带区域，均分为10等份，每一份颜色为黑色或者白色，分别表示二进制的“0”和“1”。根据信息环带区域上白色单位环段的面积比例以及角度，可组合成不同的二进制数。图7中，左上角的编码标志点对应的二进制数为1，右上角的编码标志点对应的二进制数为101，左下角的编码标志点对应的二进制数为111，右下角的编码标志点对应的二进制数为1011。因此，虽然四个编码标志点从结构上看完全一模一样，但通过在信息环带区域内排布不同的白色单位环段，即可区别不同的编码标志点，使得编码标识参考板的结构设置更加科学、合理。总的而言，编码标识参考板上的四个编码标志点通过各自的中心圆区域和信息环带区域携带编码信息，经过图像处理、解码和实时定位等过程，确定编码标识参考板的实时位置，从而实现精确导航。

如图2所示，所述步骤S2中对板载二维图像进行图像处理具体包括以下步骤：

S201.对板载二维图像进行预处理；所述预处理包括图像平滑处理、删除噪声处理、灰度化处理、高斯滤波处理；

S202.根据板载二维图像中各个编码标志点的中心圆，对各个编码标志点进行定位；

S203.对定位后的编码标志点进行二值化处理，提取编码标志点的轮廓并进行椭圆拟合；

S204.通过预设的长短轴比例、椭圆尺寸和白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，对拟合得到的椭圆进行筛选，从而识别出各个编码标志点。

在成像过程中，图像数据会因受到干扰而产生噪声，这些噪声会对后续处理产生负面影响，而这些噪声叠加可用高斯噪声来近似，将输入图像灰度化后，采用高斯滤波去噪。因此，基于上述步骤，通过预处理去除信号干扰、再利用中心圆进行定位、并基于椭圆拟合和椭圆筛选，即可在众多疑似识别点中精确识别出携带编码信息的编码标志点，即可在对板载二维图像进行图像处理后，识别出光学定位仪视场范围内所有的编码标志点。

如图3所示，所述步骤S3中对各个编码标志点进行解码具体包括以下步骤：

S301.根据中心圆定位得到编码标志点，选取编码标志点上的信息环带，所述信息环带等分为10个首尾相连的单位环段，所述单位环段的颜色为白色或者黑色；在此步骤中，由于此前已经确定中心圆位置，同时也可通过图像识别的方式根据获知信息环带的分布方向，由此即可选取编码标志点上的信息环带；

S302.分析计算确定白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，确定白色单位环段的数量；

S303.通过图像识别确定黑色单位环段的角度和位置，从而确定白色单位环段的间隔角度；

S304.从预设位置上沿顺时针方向扫描信息环带，通过白色单位环段的数量和间隔角度，解码得到编码信息。

对照图7，4个编码标志点上的信息环带均等分为10个首尾相连的单位环段，区别不同在于白色单位环段的位置和位置不同，左上角有1个，右上角有2个，左下角有3个，右下角有3个，在图像识别的过程中，可通过计算白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例来确定白色单位环段的数量。接着，通过图像识别确定黑色单位环段的角度和位置，从而确定白色单位环段的间隔角度：右上角中，两个白色单位环段之间的间隔角度为72°，由此可确定二者之间存在一个黑色单位环段；左下角中，三个白色单位环段首尾相连；右下角中，一个白色单位环段为一个区域，两个白色单位环段相连，由此可确定二者之间存在一个黑色单位环段。最后，从预设位置上沿顺时针方向扫描信息环带，在本技术方案中，均将编码标志点中线左上侧的区域作为起始位置，如上所述，白色代表二进制中的“1”，黑色代表二进制中的“1”，因此可得，左上角的编码标志点对应的二进制数为1，右上角的编码标志点对应的二进制数为101，左下角的编码标志点对应的二进制数为111，右下角的编码标志点对应的二进制数为1011。至此，通过白色单位环段的数量和间隔角度，即解码得到编码信息。

基于上述技术方案，在编码时将编码信息记载在白色单位环段和黑色单位环段中，利用若干个白色单位环段和若干个黑色单位环段记载编码信息，识别过程中仅需要识别白色单位环段在信息环带区域内的数量、排布方式，即可进行译码，从而区分四个编码标志点。

如图4所示，所述步骤S5中分析得到各个编码标志点的三维坐标具体包括以下步骤：

S501.获取光学定位仪的内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵，所述光学定位仪上设置有第一相机和第二相机；使用前，先对光学定位仪进行标定，即可获取内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵；

S502.分别通过第一相机和第二相机获取同一编码标志点的坐标，结合位置变换矩阵和两个坐标值分析得到编码标志点的三维坐标。

S503.基于三角定位测量，通过光学定位仪的第一相机和第二相机，利用内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵等对各个编码标志点进行分析，即可分析得到各个编码标志点的三维坐标。

如图5所示，所述步骤S6中通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息具体包括以下步骤：

S601.结合四个编码标志点的三维坐标分析出编码标识参考板的重心坐标，从而得到编码标识参考板在光学定位仪的坐标系中的三维坐标；

S602.通过四个编码标志点的三维坐标拟合得到编码标识参考平面；

S603.确定码标识参考平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴，进而得到获取编码标识参考板的位姿信息。

基于上述技术方案，综合四个编码标志点的三维坐标即可分析得到编码标识参考板的重心坐标，拟合出编码标识参考平面并确定该平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴后，即可实时获取编码标识参考板的位姿信息。在实施手术的过程中，基于编码标识参考板的位姿信息，即可确定与之相对位置固定的物体的实时位姿信息，如人体或者手术仪器，从而进行实时导航。

如图6所示，对应地，一种编码标识手术导航系统，包括图像获取模板、标志点识别模块、信息解码模块、关联定位模块、坐标采集模块和位姿获取模块；所述图像获取模板用于获取编码标识参考板上带有编码信息的板载二维图像，所述编码标识参考板上设置有四个编码标志点，所述编码标志点包括中心圆区域和信息环带区域；所述标志点识别模块用于对板载二维图像进行图像处理，从经过图像处理后的板载二维图像识别出各个编码标志点；所述信息解码模块用于对各个编码标志点进行解码，得到对应的编码信息；所述关联定位模块用于通过各个编码标志点对应的编码信息，确定各个编码标志点所在参考板上的对应位置；所述坐标采集模块用于实时扫描参考板上各个编码标志点的板载二维图像，分析得到各个编码标志点的三维坐标；所述位姿获取模块用于通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息，从而对参考板进行实时定位，进而实现手术导航。

优选地，所述标志点识别模块具体包括图像预处理单元、标志点定位单元、椭圆拟合单元和椭圆筛选单元；图像预处理单元用于对板载二维图像进行预处理，所述预处理包括图像平滑处理、删除噪声处理、灰度化处理、高斯滤波处理；标志点定位单元用于根据板载二维图像中各个编码标志点的中心圆，对各个编码标志点进行定位；椭圆拟合单元用于对定位后的编码标志点进行二值化处理，提取编码标志点的轮廓并进行椭圆拟合；椭圆筛选单元用于通过预设的长短轴比例、椭圆尺寸和白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，对拟合得到的椭圆进行筛选，从而识别出各个编码标志点。

优选地，所述信息解码模块具体包括环带选取单位、数量识别单位、间隔识别单元和解码单元：所述环带选取单位用于根据中心圆定位得到编码标志点，选取编码标志点上的信息环带，所述信息环带等分为10个首尾相连的单位环段，所述单位环段的颜色为白色或者黑色；所述数量识别单位用于分析计算确定白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，确定白色单位环段的数量；所述间隔识别单元用于通过图像识别确定黑色单位环段的角度和位置，从而确定白色单位环段的间隔角度；所述解码单元用于从预设位置上沿顺时针方向扫描信息环带，通过白色单位环段的数量和间隔角度，解码得到编码信息。

优选地，所述坐标采集模块具体包括矩阵获取单元和坐标计算单元；所述矩阵获取单元用于获取光学定位仪的内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵，所述光学定位仪上设置有第一相机和第二相机；所述坐标计算单元用于分别通过第一相机和第二相机获取同一编码标志点的坐标，结合位置变换矩阵和两个坐标值分析得到编码标志点的三维坐标。

优选地，所述位姿获取模块具体包括重心分析单元、平面拟合单元和位姿获取单元；所述重心分析单元用于结合四个编码标志点的三维坐标分析出编码标识参考板的重心坐标，从而得到编码标识参考板在光学定位仪的坐标系中的三维坐标；所述平面拟合单元用于通过四个编码标志点的三维坐标拟合得到编码标识参考平面；所述位姿获取单元用于确定码标识参考平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴，进而得到获取编码标识参考板的位姿信息。

对应地，一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，处理器执行如上所述的编码标识手术导航方法。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种编码标识手术导航系统，其特征在于，包括：

图像获取模板，用于获取编码标识参考板上带有编码信息的板载二维图像，所述编码标识参考板上设置有四个编码标志点，所述编码标志点包括中心圆区域和信息环带区域；

标志点识别模块，用于对板载二维图像进行图像处理，从经过图像处理后的板载二维图像识别出各个编码标志点；

信息解码模块，用于对各个编码标志点进行解码，得到各个编码标志点对应的编码信息；

关联定位模块，用于通过各个编码标志点对应的编码信息，确定各个编码标志点所在参考板上的对应位置；

坐标采集模块，用于实时扫描参考板上各个编码标志点的板载二维图像，分析得到各个编码标志点的三维坐标；

位姿获取模块，用于通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息，从而对参考板进行实时定位，进而实现手术导航；

所述标志点识别模块具体包括：

图像预处理单元，用于对板载二维图像进行预处理；所述预处理包括图像平滑处理、删除噪声处理、灰度化处理、高斯滤波处理；

标志点定位单元，用于根据板载二维图像中各个编码标志点的中心圆，对各个编码标志点进行定位；

椭圆拟合单元，用于对定位后的编码标志点进行二值化处理，提取编码标志点的轮廓并进行椭圆拟合；

椭圆筛选单元，用于通过预设的长短轴比例、椭圆尺寸和白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，对拟合得到的椭圆进行筛选，从而识别出各个编码标志点；

所述信息解码模块具体包括：

环带选取单位，用于根据中心圆定位得到编码标志点，选取编码标志点上的信息环带，所述信息环带等分为10个首尾相连的单位环段，所述单位环段的颜色为白色或者黑色；

数量识别单位，用于分析计算确定白色单位环段的面积占信息环带总面积的比例，确定白色单位环段的数量；

间隔识别单元，用于通过图像识别确定黑色单位环段的角度和位置，从而确定白色单位环段的间隔角度；

解码单元，用于从预设位置上沿顺时针方向扫描信息环带，通过白色单位环段的数量和间隔角度，解码得到编码标志点对应的编码信息。

2.根据权利要求1所述的一种编码标识手术导航系统，其特征在于，所述坐标采集模块具体包括：

矩阵获取单元，用于获取光学定位仪的内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵，所述光学定位仪上设置有第一相机和第二相机；

坐标计算单元，用于分别通过第一相机和第二相机获取同一编码标志点的坐标，结合位置变换矩阵和两个坐标值分析得到编码标志点的三维坐标；

所述位姿获取模块具体包括：

重心分析单元，用于结合四个编码标志点的三维坐标分析出编码标识参考板的重心坐标，从而得到编码标识参考板在光学定位仪的坐标系中的三维坐标；

平面拟合单元，用于通过四个编码标志点的三维坐标拟合得到编码标识参考平面；

位姿获取单元，用于确定编码标识参考平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴，进而得到获取编码标识参考板的位姿信息。

3.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，处理器执行以下步骤：

S1.获取编码标识参考板上带有编码信息的板载二维图像，所述编码标识参考板上设置有四个编码标志点，所述编码标志点包括中心圆区域和信息环带区域；

S2.对板载二维图像进行图像处理，从经过图像处理后的板载二维图像识别出各个编码标志点；

S3.对各个编码标志点进行解码，得到各个编码标志点对应的编码信息；

S4.通过各个编码标志点对应的编码信息，确定各个编码标志点所在参考板上的对应位置；

S5.实时扫描编码标识参考板上各个编码标志点的板载二维图像，分析得到各个编码标志点的三维坐标；

S6.通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息，从而对参考板进行实时定位，进而实现手术导航；

所述步骤S5中分析得到各个编码标志点的三维坐标具体包括：

获取光学定位仪的内参矩阵、畸变矩阵和位置变换矩阵，所述光学定位仪上设置有第一相机和第二相机；

分别通过第一相机和第二相机获取同一编码标志点的坐标，结合位置变换矩阵和两个坐标值分析得到编码标志点的三维坐标；

所述步骤S6中通过多个编码标志点的三维坐标分析获取编码标识参考板的位姿信息具体包括：

结合四个编码标志点的三维坐标分析出编码标识参考板的重心坐标，从而得到编码标识参考板在光学定位仪的坐标系中的三维坐标；

通过四个编码标志点的三维坐标拟合得到编码标识参考平面；

确定编码标识参考平面在光学定位仪的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴，进而得到获取编码标识参考板的位姿信息。