JP3947349B2 - 1つ以上の物体の空間的な位置および/または方向を決定するシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的には、3次元(3D)ボディまたは物体の空間的な位置および角度方向(すなわち、姿勢)を決定することができるシステムに関し、より詳細には、物体の剛性率または可視性と無関係に、特定の体積内でリアルタイムに物体を追跡することができるシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
当技術分野では知られているように、短い時間で物体の空間的な位置および角度方向を決定して、その移動をリアルタイムで追跡するすることができる様々なシステムが開発されている。これらのシステムは一般に、特定の物理的な現象を利用するので、様々な能力と制限を有する。あるシステムは、光学式システムである。そのような光学式システムは、電荷結合装置(CCD)のような感知アレイで放射された電磁エネルギー(例えば、アクティブマーカから放射される光または赤外線エネルギー、または受動的なマーカで反射される光または赤外線エネルギー)のソースを感知することで動作する。そのような光学式システムは、大きな動作体積(一般には、部屋の大きさ)にわたって高いサンプリング周波数で非常に正確な空間的測定および角度測定を可能にするが、最小限の数のマーカが常にCCDセンサの視野の中にあることが必要である。この見通し線の制限は、三角測量の手法を用いて見えるマーカの測定位置から見えない点の位置を決定することで、ある程度は対処することができる。例えば、器具またはプローブ(手術用のプローブのような)のチップ先端部を追跡することができるように、その器具またはプローブにマーカを付けることができる。しかし、そのようなプローブは、剛体でなければならない。この方法は、カテーテルのようなフレキシブルなプローブに適用することはできない。
【0003】
他の種類のシステムは、非光学式システムである。そのようなシステムには、磁気式システム、機械式システム、および超音波システムがある。例えば、NowackiおよびHorbalの米国特許第5,197,476号および第5,295,483号は、人体中の腎石のような結石を検出する超音波スキャナまたはプローブそれ自体の位置を追跡するために光学カメラを使用することを開示している。しかし、超音波スキャナは、追跡される物体の姿勢を決定することはできない。磁気式システムには、光学式システムに固有な見通し線の問題はない。しかし、磁気式システムは、その磁界を乱す無関係な物体の影響をひどく受け、さらに一般に余り正確でない。機械式システムは、多関節ア−ムのような機械的装置を使用するので、見通し線の問題および磁気的な外乱の問題がない。しかし、そのようなシステムは、ある特定のレベルの精度を得るには相当に高価になる。その精度は、重力作用で誘起される力およびトルクから生じる乱れの影響を受ける。そのために、機械式システムは、その移動範囲が及ぶ一般に比較的小さな動作体積に限定される。また、機械式システムは、その移動が動作体積内にある他の物体との可能な衝突で制約されるので、他の装置よりも扱い難い。
【0004】
同じく当技術分野では知られているように、光学式装置を、非光学式装置と共に使用して、光学式装置の見通し線の制限を克服することができる。しかし、そのような結合では、都合の悪いことに、測定された位置データは別々の基準フレームで報告されることになるので、ユーザは、それらの装置を較正して2つの基準フレーム間の必要な変換を決定してデータを一致させる必要がある。Birkfellner,et al.,Concepts and Results in the Development of a Hybrid Tracking System for CAS,Lecture Notes in Computer Science: Medical Image Computing and Computer−Assisted Intervention−MICCAI ’98, Vol.1496(1998),pp.342−351には、光学式追跡システムと直流パルス電磁追跡システムとで構成されたそのようなシステムが記載されている。それには、また、光学式システムの基準フレームに対して磁気式システムの局部基準フレームを較正し記録する手順も記載されている。そのシステムは、非常に長い較正と記録の手順が行われた後で、磁界源が固定されたままであることを必要とするので、磁界源を欲するままに他の都合の良いまたは適当な位置に動かすことができない。また、そのシステムでは、光学式システムの見通し線に障害物があるために光位置データが利用できない時にだけ、磁気式サブシステムからの位置データが報告されるので、それは基本的には非光学式システムで補われている光学式システムである。
【0005】
Hansenの米国特許第5,831,260号は、磁気式サブシステムと光学式サブシステムを有するハイブリッド移動追跡装置を教示している。このシステムは、移動取込みのために使用され、その移動を検出するように追跡される人に効果的に配置されたセンサアセンブリ(磁界センサと発光ダイオード(LED)光源の両方を有する)を使用する。通常の動作では、光学式サブシステムは、本質的に精度がより高いために、3Dの位置データを供給し、磁気式サブシステムは方向データを供給する。光源が見えない場合は、磁気式サブシステムが位置データも供給する。Hansenのシステムは、Birkfellnet等によって記述されたシステムに似ており、主には市販されている光学式システムと市販されている磁気式サブシステムの結合であり、さらに市販されているソフトウエアを使用してサブシステム間で測定値を変換している(ただし、光学式サブシステムを使用して磁気式サブシステムの劣る信号対雑音比を補償するというようないくらの統合化はある)。したがって、Hansenのシステムには、そのようなシステムに内在する同じ欠陥があり、固定磁気トランスミッタおよび固定光センサを必要とし、ユーザは、最初に、非常に長い較正と記録の手順によってそれらの固定基準フレームを記録しなけれならない。そのために、サブシステムの相互の位置を都合よく望み通りに簡単に変えることができない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来の問題を解消し得る、1つ以上の物体の空間的な位置および/または方向を決定するシステムを提供し、具体的には、物体の剛性率または可視性と無関係に、特定の体積内でリアルタイムに物体を追跡することができるシステムを提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のシステムは、光学式サブシステムおよび非光学式サブシステムを含む。光学式サブシステムは、物体の1つ以上に取り付けられた光学式サブシステム光源と、その光学式サブシステム光源からのエネルギーを検出するように構成されている光学式サブシステムセンサとを含む。光学式サブシステムは、光学式サブシステムセンサと固定された関係にある光学式サブシステム座標系を有する。光学式サブシステムセンサは、光学式サブシステム光源の検出されたエネルギーに応答して、光学式サブシステム座標系に関して位置および/または方向の信号を生成する。非光学式サブシステムは、非光学式サブシステム座標系を有し、非光学式サブシステム座標系に関して1つ以上の物体の位置および/または方向の信号を生成するように構成されている。光学式または非光学式サブシステムの選ばれた一方の位置および/または方向を、光学式または非光学式サブシステムの他方の座標系に関して表す位置および/または方向の信号を生成する結合装置が設けられる。プロセッサは、結合装置および光学式サブシステムおよび/または非光学式サブシステムで生成された信号に応答して、光学式または非光学式サブシステムの選ばれた一方の座標系に関して1つ以上の物体の位置および/または方向を決定する。
【0008】
本発明の一実施形態では、結合装置は、非光学式サブシステム座標系に対して固定された関係を有する非光学式サブシステム光源を含む。光学式サブシステムセンサは、非光学式サブシステム光源からのエネルギーを検出し、そのような非光学式サブシステム光源の検出されたエネルギーに応答して光学式サブシステム座標系に関して位置および/または方向の信号を生成するように構成されている。プロセッサは、光学式および/または非光学式サブシステムで生成される信号に応答して、光学式サブシステム座標系に関して1つ以上の物体の位置および/または方向を決定する。
【0009】
本発明の他の実施形態では、結合装置は、光学式サブシステム座標系に対して固定された関係を有する非光学式サブシステムセンサを含む。非光学式サブシステムセンサは、非光学式サブシステム座標系に関して光学式サブシステム光源の位置および/または方向の信号を生成するように構成されている。プロセッサは、光学式サブシステムセンサおよび/または非光学式システムセンサで生成された信号に応答して、非光学式システムの座標系に関して、1つ以上の物体の位置および/または方向を決定する。
【0010】
そのような装置に関して、プロセッサと共に動作する光学式/非光学式ハイブリッド追跡システムが提供される。そのシステムは、物体が見える時と見えない時の両方で、システムの動作体積全体にわたって、特定の3D物体の位置および姿勢を測定し追跡することができる。さらに、追跡される物体は、剛性体である必要はない。カテーテルのような非剛性体を使用することができる。見えない非剛性体を追跡する本発明の能力は、現在の光学式システムに優る重要な利点である。非光学式装置が光学式装置に結合されることから生じる、非光学式装置に付与される他の利点は、非光学式装置の詳細に依存する。
【0011】
また、ハイブリッドシステムは、使用時に較正および座標系の位置合わせを必要としないという利点も有する。さらに、ハイブリッドシステムは、配列の柔軟性をも保持しており、固定された相対的な間隔を維持するようにサブシステム構成要素を所定の位置に厳密に固定する必要はない。例えば、光学式サブシステムの動作体積内で、最適位置を利用するためにまたは性能に影響する外乱を避けるために望み通りに非光学式サブシステムの位置を変えることもできる。
【0012】
ハイブリッドシステムに内在する測定の重複は、サブシステム構成要素に優る利点をハイブリッドシステムに与える。位置追跡システムが一般に持つ精度は、様々な要素に依存して動作体積全体にわたって相当に変化する。精度の空間依存性は、光学式装置と非光学式装置の間で相当に異なり、一般に、空間の特定の領域に対しては前者が後者よりも実質的に正確である。測定された精度のマッピングをガイドとして使用して、特定の動作サブスペースに対して2つの有効な測定値のうちより正確なものを選択するハイブリッドシステムを設計することができる。または、適当な重み付け平均を使用して、所望の精度レベルを含む全体的な領域を、光学式サブシステムおよび非光学式サブシステムだけから得られる同等の領域に比べて拡大するハイブリッドシステムを設計することができる。
【0013】
本発明の一実施形態では、非光学式サブシステムは磁気式追跡システムであり、本発明の他の実施形態では、非光学式サブシステムは、機械式追跡システムである。
【0014】
本発明の1つ以上の実施形態の詳細を添付の図面および下記の記述で示す。本発明の他の特徴、目的および利点は、その記述および図面から、さらに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【0015】
【発明の実施の形態】
これから図1、2、3を参照し、また図4を参照して、1つ以上の物体の空間的な位置および/または方向を決定するシステムの2つの実施形態を示す。各実施形態において、システム10、10’は、非光学式サブシステム12、12’および光学式サブシステム14、14’をそれぞれ含んでいる。システム10(図1、2、3)で、非光学式サブシステム12は磁気式追跡システムであり、システム10’(図4)で、非光学式サブシステム12’は機械式追跡システムである。両方のシステム10および10’において、光学式システム14、14’のそれぞれは、物体の1つに、ここでは物体18に、取り付けられた光学式サブシステム光源、ここでは3個の光源16a、16b、16c、および光学式サブシステム光源16a、16b、16cからのエネルギーを検出するように構成されているセンサ20を含む。光学式サブシステム14は、センサ20に対して固定された関係にある光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOを有する。センサ20は、光学式サブシステム光源16a、16b、16cからの検出されたエネルギーに応答して、光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOを基準として位置および/または方向の信号を生成する。
【0016】
非光学式サブシステム12、12’各々は、図に示すようにそれぞれ非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMおよびXA、YA、ZAを有し、各々は、それぞれ別の1つの物体22、22’の位置および方向の信号を、それぞれ非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMおよびXA、YA、ZAを基準として生成するように構成されている。また、非光学式サブシステム12、12’は、非光学式サブシステム光源を含み、ここでは、図示のように、それぞれ非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMおよびXA、YA、ZAに対して固定された関係を有する複数の結合マーカ24、24’を含む。光学式サブシステム14、14’のセンサ20、20’は、それぞれ非光学式サブシステム光源24、24’からのエネルギーを検出し、非光学式サブシステムの検出されたエネルギーに応答して光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOを基準として位置および/または方向の信号を生成するように構成されている。このようにして、光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOを基準として、非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMおよびXA、YA、ZAの空間的な位置が、非光学式サブシステム光源24で生成された光エネルギーのセンサ20による検出および処理によって決定される。ここで、そのセンサ20は、光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOに対して固定された関係にある。ここではホストコンピュータであるプロセッサ26、26’は、センサ20、20’で生成された信号に応答し、物体18、22および18’、22’の位置および/または方向を、光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOを基準として決定する。
【0017】
このようにして、上記から、図1、2、3および図4において、光源24、24’およびセンサ34、34’それぞれは、光学式または非光学式サブシステムの選ばれた一方、ここではそれぞれ非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMおよびXA、YA、ZA、の位置および/または方向を、光学式または非光学式サブシステムの他方の選ばれたものの座標系、ここでは光学式座標系XO、YO、ZO、を基準として表す位置および/または方向の信号を生成する結合装置を形成する。
【0018】
両方の実施形態で、ハイブリッドシステム10、10’は、光学式サブシステム14に結合された単一の非光学式サブシステム12、12’を含む。これは説明のためだけのものであり、理解されることであるが、そのようなハイブリッドシステムはもっと一般的であり、2以上のタイプの非光学式サブシステムを有するハイブリッドシステムを、適当な方法で光学式サブシステムに同様に適切に結合することができる。
【0019】
これから、より詳細に図1、2、3を参照して、光学式/非光学式ハイブリッド追跡システム10を示す。ここで、非光学式サブシステム12は、上に言及したように、磁気式位置追跡システムである。非光学式サブシステム12は、プロセッサ26を介して、また上に言及したように、非光学式サブシステム光源24とセンサ20の間の光リンクを介して、追跡システムの光学式サブシステム14に結合されている。磁気式追跡システムはよく知られており、いくつかの変形態が開発されている。説明のために、追跡システム10の、ここでは非光学式の、この場合は磁気式のサブシステム12は、図示しない適当に配列された電磁誘導コイルで構成される磁界発生器28を含み、この電磁誘導コイルが空間的な磁気基準フレームとして働く(すなわち、非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMに対して固定されている)。非光学式サブシステム12は、追跡される物体22に取り付けられた小さな移動可能な誘導センサコイル30を含む。理解すべきことであるが、他の変形態を容易に含むことができる。また、非光学式サブシステム12は、磁気システム制御ユニット32を含み、その制御ユニット32は、図示のように、プロセッサ26、磁界発生器28およびコイル30に結合されている。
【0020】
より詳細には、磁界発生器28は、磁気座標基準フレーム(XM、YM、ZM)を定義する。発生器28は、ソース磁界を生成するように適当に配列された多数のコイルを含む。小さなセンサコイル30は、ここではフレキシブル要素(カテーテルに挿入できるような装置)である物体22に取り付けられている。コイル30の位置および角度方向(すなわち、姿勢)は、磁界発生器28で生成されるソース磁界に対するコイルの磁気結合から求められる。磁気式システム制御ユニット32は、磁界発生器28を管理し、磁気センサから、ここではコイル30から、信号を受け取る。
【0021】
留意すべきことであるが、磁界発生器28は、一連または一組の、ここでは6個の、異なる空間磁界の形状または分布を生成し、その各々の分布をセンサコイル30が検出する。各一連の分布によって、コイル30で一連の信号が生成されるようになる。その一連の信号を処理することで、コイル30の姿勢を決定することができるようになる。したがって、磁界発生器28に対して固定された関係にある磁気(非光学式)座標基準フレームXM、YM、ZMを基準として、コイル30が取り付けられている物体22の姿勢を決定することができるようになる。上に言及したように、複数の非光学式サブシステム光源24(すなわち、放射源)は、磁界発生器28に取り付けられており、すなわち固定されているので、磁気(非光学式)座標基準フレームXM、YM、ZMに対して固定された関係にある。
【0022】
同じ様に、光学式サブシステム14のような光学式追跡システムはよく知られており、いくつかの変形態が開発されている。再び、説明のために、ここでは光学式サブシステム14は赤外線システムであり、その赤外線システムは、ここでは2個の2次元電荷結合装置(CCD)である光センサ20を含む。光学式サブシステム光源16a、16b、16c(例えば、ソースまたはアクティブ発光ダイオード(LED)の受動的な反射器である可能性がある光マーカ)が、物体18に取り付けられる。理解すべきことであるが、他の変形態も同様に十分に適している。
【0023】
より詳細には、光学式サブシステム14は、光位置センサ20、ここでは2個の2次元CCD34、を含む。光学式サブシステム光源16a、16b、16c並びに非光学式サブシステム光源24は、反射型光源(すなわち、受動的なマーカ)であり、ここでは指向性赤外線エネルギー源LED36が受動的マーカ16a、16b、16cおよび24を照射するために使用される。赤外線エネルギー源36は、図に示すように、CCD34のまわりに環状に配列される。光位置センサ20は、光座標基準フレームXO、YO、ZOを定義する(すなわち、光座標基準フレームXO、YO、ZOに対して固定されている)。光位置センサ20は、光データの収集および指向性エネルギー源36の点灯であるタイミングを管理する光学式サブシステム制御ユニット40に結合されている。留意すべきであるが、もし光学式サブシステム光源16a、16b、16cおよび24にアクティブマーカが使用されていれば、光学式サブシステム制御ユニット40は、光データの収集およびアクティブマーカ16a、16b、16cおよび24の点灯であるタイミングを管理する。また、ユニット40は、光学式追跡に必要な他の作業に備える。
【0024】
非光学式および光学式(磁気式)サブシステム12、14は、プロセッサ26への接続を介して互いにリンクされており、プロセッサ26は、2つのサブシステムの動作を同期させ、さらに全体的なデータ収集を管理する。システム全体10に共通な基準フレームを形成するために、光学式サブシステム12に対して磁界発生器を剛性体として定義するのに十分に適切な配列で、図示のように最小で3個のアクティブLED光マーカ24が磁界発生器28に取り付けられている(理解されることであるが、基準マーカすなわち光源の数を増やすと、それだけ精度は良くなり、適応性は大きくなる)。非光学式(磁気式)サブシステム座標系(すなわち、基準フレーム)XM、YM、ZMにおける非光学式サブシステム光源24の座標は、製造時に、システム10が較正される時に、正確に決定される。その決定には様々な方法を使用することができる。例えば、非光学式および光学式サブシステム自体の基準フレーム内で非光学式(磁気式)および光学式サブシステム12、14によって、または適当な配列で組み合わされた光マーカと磁気センサで構成されるハイブリッドツールを使用することによって、個々に得られた適当な大きさの組の3次元(3D)測定値をある3次元較正標準に対して数値適合させることが使用される。
【0025】
非光学式サブシステム光源24(すなわち、磁界基準マーカ)の位置は非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMを基準として知られているので、ハイブリッドシステム全体10で追跡される物体22の位置および姿勢は、共通な基準フレームで報告することができる。ここでは共通な基準フレームは、光位置センサ20に対して固定されている光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOである。
【0026】
理解すべきことであるが、非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMを基準として磁気センサ30aを光位置センサ20に固定させることで、非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMを光学式サブシステム基準フレームXO,YO、ZOにも結合することができる。
【0027】
磁気式サブシステム基準フレームXM、YM、ZMが共通基準フレームとして選ばれる場合は、変換TOMにより、光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOでの測定値を等価な非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMに変換する。そのような変換方法はよく知られており、完全に一般的である。共通基準フレームはサブシステム(基準フレーム)XO、YO、ZOかXM、YM、ZMかいずれかに限定される必要はなく、任意の都合の良いフレームが可能である。この実施形態では、変換はプロセッサ26で行われるが、こうでなくてもよい。また、磁気式および光学式システム制御ユニット32、40を、互いにリンクして、位置決定および変換の前に直接にデータを交換することもできる。どちらのやり方でも、2つのサブシステム12、14からの結合されたデータにより、そうでなければ得られない利点が得られる。例えば、光学的に測定された位置を使用して、磁気位置決定アルゴリズムを初期設定し、相当に計算時間を短縮することができる。
【0028】
この実施形態における非光学式サブシステム光源24を有する磁界発生器28を光学式に追跡することは、磁性物体および導電性物体による干渉を避けるために、または磁気式サブシステムの最良の性能を得るために、追跡体積に対して磁界発生器28の位置を最適となるように変えることができるという利点がある。留意すべきであるが、磁界発生器28の位置を変える間、追跡手順を中断する必要はない。
【0029】
次に図2を参照して、光学式・磁気式ハイブリッドプローブ41を図1のシステム10で示す(ここで、同様な要素は、図1で使用されたのと同じ数字表示で示す)。そのようなプローブ41は、その先端位置に設けられた磁気センサ、ここではコイル30b、並びにセンサ20(図1)で検出可能な3個の見える光学式サブシステムアクティブ光源43を有する。ここでセンサ20は、プローブを剛性体として定義し、同時に磁気センサ30bを有する先端位置を追跡するために使用することができる。そのようなプローブ41は、例えば磁気測定に影響を及ぼす可能性のある起り得る磁気的な外乱を検出するために、基準として使用することができる。
【0030】
この実施形態はただ一つの磁界発生器28を示すが、複数の磁界発生器を使用し、各々の磁界発生器を別個にそれ自体の非光学式サブシステム光源24(図1)すなわち光マーカの組を用いて追跡することで、より大きな適応性および拡張を達成することができる。最も容易な方法は、個々の磁界発生器28を光学的に追跡することである。ここで、磁界発生器28は、光学式サブシシステム12の動作体積全体にわたって適当に都合よく位置付けられており、磁気式サブシステムの動作体積を非常に拡大することができる。これは、特定の測定状況に固有な制約に最適に対応するように最適に配列された専用の磁界発生器に等しい。例えば、手術の用途では、磁気センサを含むカテーテルの動作範囲を非常に拡大するように、コイルを患者の体に適当に配列することができる。
【0031】
上で言及したように、磁界発生器28に貼られた非光学式サブシステム光源24を使用したこの実施形態の光学式サブシステム14と磁気式サブシステム12の間の結合(図1)は、図1B(ここで、同様な要素は図1で使用されたのと同じ数字表示で示される)に示すようにコイル30Aのような磁気センサを光センサ20自体にも貼ることで強化することができる。それによって、個々の非光学式(磁気式)サブシステム座標系(XM、YM、ZM)と光学式サブシステム座標系(XO,YO、ZO)との位置合わせが、2つの間に直接的な見通し線が存在しないときでも可能になる。これは、光センサ20が磁界と干渉しない材料で作られた適当な遮蔽ケーシング中に収納されていることを必要とし、または電気伝導性材料または磁性材料からの影響が他の手段で補償されることを必要とする。
【0032】
このようにして、上記から、図3において、コイル30Aは、光学式サブシステム座標系に対して固定された関係にあり、非光学式サブシステム座標系を基準にして、光学式サブシステムセンサ20の位置および/または方向の信号を生成するようになっている。したがって、ここでコイル30Aは、光学式または非光学式サブシステムの選ばれた一方の、ここでは光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOの位置および/または方向を、光学式または非光学式サブシステムの他方の座標系を基準として表す、ここでは非光学式サブシステム座標系XM、YM、ZMを基準として表す位置および/または方向の信号を生成する結合装置を形成する。
【0033】
次に図4を参照して、光学式/非光学式ハイブリッド追跡システム10’を示す。留意すべきことであるが、ここで使用され、かつ図1のシステム10で使用される同様の要素は同じ数字表示で示す。上で言及したように、非光学式サブシステム12’は機械式追跡サブシステム、ここでは多関節アーム50’である。アーム50’は、アーム50’に貼られた非光学式サブシステム光源24’および光位置センサ20’によるソース24’からの光の検出を介して、追跡システム10’の光学式サブシステム14’に結合されている。機械式多関節アームシステムはよく知られており、いくつかの変形態が開発されている。小型アームは、光学式システムよりも優れた精度を持つが、一般的な光学式システムの動作体積よりも遥かに小さな動作体積に限定される。ここで、再び、光学式サブシステム14’は、赤外線領域で動作し、今度は3個の1次元CCD34で構成される光センサ20’から成る。他の変形態も同様に十分適している。図1に関連して既に考察した磁気式/光学式の実施形態と異なり、この実施形態は、多関節アームに固有な基本的な制限のために、非剛性体を取り扱わないが、非光学式装置を適当な光学式装置に結合することによる非光学式装置の拡張の例を示す。
【0034】
したがって、図4に示すように、多関節アーム50’は非光学式(アーム)サブシステム座標系(基準フレーム)XA、YA、ZAを定義する。アーム50’は、上で言及したように、アームの移動動作体積内で先端操作器22’を望み通りに位置付けることができるように、回転し移動する複数の機械的に連結され堅く接続された剛性セグメントを含む。各セグメントの位置および方向は、アームの局部的な基準フレーム(すなわち、非光学式サブシステム座標系XA、YA、ZA)を基準として、先端操作器22’の位置を与えるように正確に決定され組み合わされている。アーム制御ユニット32’は、アームからのデータ収集を管理し、プロセッサ26’に対してユニットをインタフェースする。
【0035】
光学式サブシステム14’は、3個の一次元CCD34で構成される位置センサ20’を含む。位置センサ20’は、光学式サブシステム座標基準フレーム(XO、YO、ZO)を定義する。3個の見えるアクティブLEDマーカ16a’、16b’、16c’を有する例の剛性プローブ18’は、制御ユニット40’に結合されている。光位置センサ20’は、制御ユニット40’に取り付けられており、その制御ユニット40’は、光データの収集およびアクティブマーカLEDの発光であるタイミング、並びに光学式追跡に必要な他の作業を管理する。
【0036】
非光学式(機械式)および光学式サブシステム12’、14’は、2つのサブシステムの動作を同期させ、全体的なデータ収集を管理するプロセッサ26’への接続を介して、および光位置センサ20’による非光学式サブシステム光源24’からの光の検出を介して、相互にリンクされており、システム全体10’に共通な基準フレーム、ここではセンサ20’に対して固定された光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOを与えている。より詳細には、多関節アーム50’は、複数のアクティブLED光マーカ(すなわち、光学式サブシステム14’に対してアーム50’を剛性体として定義するのに十分に適した配列で、アーム50’に取り付けられている非光学式サブシステム光源24’)を有する。プロセッサ26’は、アームの基準フレーム(すなわち、非光学式サブシステム座標系XA、YA、ZA)から光学式サブシステム14’の基準フレーム(すなわち、光学式サブシステム座標系XO、YO、ZO)への変換を取り扱う。このようにして、光学式サブシステム14’の動作体積内のどこにでもアーム50’の位置を変えることができる。このようにして、アームの有効動作体積は非常に拡大される。非光学式サブシステム座標系XA、YA、ZAを基準とした非光学式サブシステム光源24’の位置は、製造時に、システム10’を較正する時に、正確に決定される。
【0037】
多関節アーム基準マーカ(すなわち、非光学式サブシステム光源24’)の位置は知られているので、アームの先端操作器22’の位置は、共通基準フレームで、ここでは光学式サブシステム座標系XO、YO、ZOで報告される。局部アーム座標を光学式サブシステムの基準フレーム(すなわち、光学式サブシステム座標系XO、YO、ZO)に変換する変換方法は、よく知られており、完全に一般的である。再び、共通基準フレームは、サブシステム基準フレームのどれかに限定される必要はなく、任意の都合のよいフレームにすることができる。この実施形態では、変換はプロセッサ26’で行われたが、2つのサブシステム制御ユニット32’、40’が直接データを交換することができるように接続されている場合は、この必要はない。
【0038】
磁気式/光学式ハイブリッドシステムの工場での較正の例を、図5の流れ図で説明する。様々な他の位置測定装置を標準として使用できるので、このプロセスは一部に非常に適応性がある。したがって、図5で示したプロセスの多くの他の変形も作業に十分に適している。標準装置は、2つのサブシステムの装置のどちらかよりも、それぞれの動作体積にわたって実質的に正確であることが必要である。この例では、座標測定機械(CMM)が標準であると想定する。図5のステップ101で述べるように、光学式サブシステムが最初に較正される。これは当該技術分野でよく知られており、一般には、光センサ20の動作体積全体にわたって適当な格子状に光マーカを正確に位置付けし、センサCCDデータを測定することを含む。次に、センサデータおよびCMM位置データは、センサの動作パラメータおよび局部的な基準フレーム(XO、YO、ZO)を決定するために使用される。動作パラメータおよび局部的な基準フレームは後で、センサの通常の動作中にセンサデータを対応する3D位置データに変換するために使用される。センサパラメータが決定された後で、較正中に収集されたセンサデータは、3D位置に変換し、標準3D位置と比較することができる。その差は、センサの空間的な誤差分布のマッピングを形成するために使用される。センサの空間的な誤差分布は、後で、ハイブリッドシステムの3D位置決定アルゴリズムで使用するために記録することができる。
【0039】
図5のステップ102で述べるように、次に磁界発生器28が光学式サブシステム基準フレーム(XO、YO、ZO)に剛性体として定義される。さらにまた、これは当該技術分野で公知のやり方であり、一般に、磁界発生器28に貼られた基準LEDマーカ24の相互に対する3D位置を測定することを含む。マーカ位置は、後で、局部座標系を定義するために使用することができる。局部座標系の原点および方向は剛性体内に都合のよいように位置付けることができる。この場合には、それが決定された後で、局部剛性体座標系を局部磁気式サブシステムの基準フレーム(XM、YM、ZM)と位置合わせするのが好ましい。
【0040】
次にステップ103で、磁気式サブシステムが較正される。磁界発生器28および光センサ20は、各々の動作体積がCMM動作体積内にあり、かつ磁界発生器の基準マーカ24と光センサ20の間にはっきりした見通し線があるように位置付けされる。磁界発生器28の位置および姿勢は、光センサで測定され記録される。光測定値と磁気測定値が一致するように事実上のマーカとして定義された磁気センサを有する光学式/磁気式ハイブリッド感知ツール41が、CMM先端操作器に貼り付けられ、磁気式サブシステムの動作体積全体にわたって適当な格子状に正確に位置付けされる。一方で、各磁気センサ位置に対応する磁気センサデータおよび光センサデータが記録される。それから、磁気センサデータおよびCMM3D位置データは、磁気式サブシステムの動作パラメータおよび局部基準フレーム(XM、YM、ZM)を決定するために使用され、その動作パラメータおよび局部基準フレーム(XM、YM、ZM)は、後で、通常動作中に磁気センサデータを対応する3D位置データに変換するために使用される。光学式サブシステムの較正と同じ様に、磁気サブシステムのパラメータが決定された後で、較正中に収集された磁気センサデータは、3D位置に変換し標準3D位置と比較することができる。その差は、磁気式サブシステムの空間誤差分布のマッピングを形成するために使用することができる。両方のサブシステムを較正するためにCMMを使用したが、光学式サブシステムが磁気式サブシステムよりも十分に正確である場合は、光学式サブシステム自体を磁気式サブシステムを較正するために使用することができることに留意されたい。
【0041】
ハイブリッドツール位置に対応する光学式および磁気式3Dデータは、基準マーカ24で定義される磁界発生器の位置および剛性体データと共に、光学式サブシステム局部基準フレームと磁気式サブシステム局部基準フレーム、すなわちそれぞれ(XO、YO、ZO)と(XM、YM、ZM)、の間の必要な変換を計算するために使用することができる。次に、ハイブリッドシステムの全体的な基準フレームは、ステップ104で決定することができる。これらの変換を決定するために使用される計算は、当該技術分野ではよく知られている。これらの変換は、システムの設計に依存して、システム制御ユニット32および40かホストコンピュータ26かいずれかに格納し、磁界発生器28またはセンサ20の位置を変えた時はいつでも、必要に応じて更新することができる。
【0042】
図2で説明した光学式/磁気式ハイブリッドシステムに対応する測定プロセスの例を図6、7、および8の流れ図に示す。この例では、いくつかの異なる物体をハイブリッドシステムで追跡する。これらの物体のいくつかは、光マーカと磁気センサの両方(ハイブリッドツール41のような)を含み、一方で、他の物体は、(光プローブ18のような)光マーカか(磁気センサ30のような)磁気センサだけを含む。図6のステップ201に説明するように、磁界発生器28は、基準マーカLED24が光センサに見えるように、光センサ20の動作体積内に都合よく位置付けられている。
【0043】
追跡される各物体の測定プロセスは、図6のステップ202、203で始まる。ここで光センサ20が、磁界発生器28の位置を決定し、したがって、光学式サブシステム局部基準フレーム(XO、YO、ZO)を基準にして、磁気式サブシステム局部基準フレームの位置(XM、YM、ZM)を決定する。磁界発生器28が光センサに対して移動した場合は、サブシステムの局部基準フレームと全体的な基準フレームの間の変換は、新しい位置および方向(図6、ステップ204および205)を反映するように全て更新される。そうでない場合は、物体の位置および姿勢の決定が始まる(ステップ206)。
【0044】
システムは、最初に、光データか磁気データ、または両方が利用できるかどうかを決定する。追跡されている物体が(光プローブ18か磁気センサ30のような)一種類のトランスジューサだけを有するために、または(ハイブリッドツール41の光マーカ43が見えないか、または磁気センサ30bが範囲外にあるような)一種類のデータが無効であるために、または(光データおよび磁気データの収集周波数が異なるかもしれない)一種類のデータが利用できないだけのために、一つの種類のデータだけが存在する場合は、測定プロセスは適当なサブシステムに分岐する(図7、ステップ207)。光データに関して、光学式サブシステムは、局部基準フレーム中の光センサから物体の位置および姿勢を決定し、それから、そのデータを全体的な基準フレームに変換する(図7、ステップ208および209)。一方で、磁気データに関して、磁気サブシステムはサブシステムの局部基準フレーム中の磁気センサから物体の位置および姿勢を決定し、それから、そのデータを全体的な基準フレームに変換する(図7、ステップ210および211)。
【0045】
両方の種類のデータが利用できる場合は、物体の位置および姿勢は各サブシステムの局部基準フレーム中で各サブシステムにより決定され、通常の方法で全体的な基準フレームに変換される。ただし、サブシステムが互いの間でもデータを交換して、その決定アルゴリズムを初期設定して位置および方向の計算を支援し、またはさらに計算された位置および方向をさらに正確にすることもできるということは除く(図8、ステップ212から216)。また、各測定の不確実性は、工場での較正中に決定されたサブシステムの誤差マップからから推定される。それから、冗長測定値が推定された不確実性に従って組み合わされて、ユーザに報告される最終的な位置および姿勢が与えられる(図8、ステップ217)。冗長測定値を組み合わせる様々な方法が可能であり、その方法には、より正確なもののただ単なる選択、または不確実性の逆数に従った重み付け平均が含まれる。それぞれの不確実性によるサブシステムの測定値間の閾値差によって異常な測定を認め区別するために、より高度なアルゴリズムを使用することもできる。その結果、例えば、センサの近くに金属物体が存在することで乱された磁気測定値は、光学的な測定値との大きな差で識別されて、無視される。
【0046】
上に説明した2つの実施形態の前記の説明を考慮すると、光学式/非光学式ハイブリッドシステム10、10’は、剛性および非剛性の3次元(3D)物体の空間の位置および方向を追跡するために提供されることが認められるであろう。システム10、10’の光学式サブシステム14、14’は、適当な形の光センサ(一般には、3個またはそれより多い1次元電荷結合装置(CCD)、または2個またはそれより多い2次元CCD)、複数の光学式サブシステム光源(一般には、アクティブ発光ダイオード(LED)のマーカ、または受動的な反射マーカ)およびサブシステムの様々な動作態様を管理するための電子システム制御ユニットを有する。ハイブリッドシステムは、適当な非光学式サブシステム、または見通し線の制限を受けないという意味で光学式サブシステムに対して相補的なサブシステムを含む。非光学式サブシステムは、磁気式追跡装置、多関節機械式アーム、および光ファイバ装置を含むが、これらに限定されない。非光学式サブシステムは、光学式サブシステムと非光学式サブシステムの座標基準フレームの間の座標変換を可能にする剛性体を形成するために、装置の適当な部分の知られている位置に適当に貼られた少なくとも3個の非光学式サブシステム光源を複数含むことができる。ハイブリッドシステムは、プロセッサインタフェースおよびデータ管理プログラムを含む。データ管理プログラムは、光学式および非光学式サブシステムの動作を同期させ、サブシステム測定座標のハイブリッドシステム基準フレームへの必要な変換を行い、さらに2以上のサブシステムからの冗長測定値がある場合には、最適な測定値を適当に選択し決定する。
【0047】
さらに、留意すべきことであるが、サブシステム固有の最適位置をより適切に利用し、さらにサブシステムに固有な外乱の有害な影響を少なくするようにサブシステムの位置を相対的に変えることができるような光学式および非光学式サブシステムの間の結合が一般的である。さらに、非光学式サブシステムに貼られた基準光マーカは、製造時に正確に決定され、較正およびサブシステム座標位置合わせを使用時に行う必要がないようにする。前記の較正に使用される方法は、光学式および非光学式サブシステムの詳細に依存している。これらには、サブシステムを用いてそのサブシステムの基準フレーム内で個々に得られた多くの組の3D位置測定値を較正標準に対して数値適合させることおよび光学式/非光学式ハイブリッド較正ツールを使用することが含まれる。
【0048】
さらに、適当な較正手順を使用して物体の位置および方向(サブシステム局部基準フレーム内で)を決定する個々のサブシステム制御ユニットは、互いに直接接続され、前記の位置および方向の値をリアルタイムで交換して、ハイブリッドシステム共通の全体的な基準フレームへの変換を行うことができる。サブシステム間のそのような直接接続の代わりに、プロセッサで前記の変換が計算され使用される。光学式および非光学式サブシステムは、サブシステムからの冗長測定値がある場合に最適測定値を適当に選択しまたは決定する基盤を与えるために、製造時に空間的な位置の関数としてマップされた3D位置および方向の精度を有する。
【0049】
磁気式の非光学式サブシステムに関して、留意すべきことであるが、磁気式サブシステムは1つ以上の磁界発生器およびいくつかの磁気センサを含み、その磁気センサの1つ以上は、磁気サブシステムの基準フレーム内の光学式サブシステムの基準フレームを決定することができるように、光学式サブシステムに貼られている。それによって、前記の2つの基準フレームの間に見通し線がない時でも、前記の2つの基準フレームの位置合わせをすることができるようになる。
【0050】
磁気式の非光学式サブシステムに関して、また留意すべきことであるが、磁気サブシステムはいくつかの分離した個別の電磁誘導磁界発生器コイルを含むことができ、各々のコイルは、コイルを剛性体として前記の光学式サブシステムの基準フレーム内に定義するようにコイルに貼られた少なくとも3個の光マーカを有することができる。その結果、個々のコイルは、前記の光学式サブシステムの動作体積内のどこにでも置くことができ、光センサで追跡することができる。それによって、単一磁界発生器ユニット内に設けられた発生器コイルの固定アレイで可能になるよりももっと大きくもっと不規則な部分体積の形状および形態にわたって、磁気センサを追跡することができるように磁気サブシステムを最適に適応させることができるようになる。
【0051】
さらに磁気式の非光学式サブシステムに関して、また当業者は理解すべきことであるが、磁気サブシステムは、受動的な磁気センサを有するアクティブ磁界発生器に限定される必要はなく、その相補形、すなわち、磁界を発生するアクティブ磁気「センサ」で構成された磁気式サブシステムもまた適している。ここで磁界は基準フレーム内の受動的な「磁界発生器」で検出される。
【0052】
本発明のいくつかの実施形態を説明した。しかし、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに様々な修正ができる。したがって、特許請求の範囲内には、他の実施形態がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による3次元(3D)ボディまたは物体の空間的な位置および角度方向(すなわち、姿勢)を決定するように構成されている光学式/非光学式、ここでは磁気式、ハイブリッドシステムの模式図である。
【図2】本発明による3次元(3D)ボディまたは物体の空間的な位置および角度方向(すなわち、姿勢)を決定するように構成されている光学式/非光学式、ここでは磁気式、ハイブリッドシステムの他の実施形態の模式図である。
【図3】本発明による3次元(3D)ボディまたは物体の空間的な位置および角度方向(すなわち、姿勢)を決定するように構成されている光学式/非光学式、ここでは磁気式、ハイブリッドシステムのさらに他の実施形態の模式図である。
【図4】本発明の他の実施形態による3次元(3D)ボディまたは物体の空間的な位置および角度方向(すなわち、姿勢)を決定するように構成されている光学式/非光学式ハイブリッドシステムの模式図である。
【図5】図2の光学式/非光学式ハイブリッドシステムの較正を記述するプロセス流れ図である。
【図6】図2の光学式/磁気式ハイブリッドシステムの基本的な動作を記述するプロセス流れ図を示す。
【図7】図2の光学式/磁気式ハイブリッドシステムの基本的な動作を記述するプロセス流れ図を示す。
【図8】図2の光学式/磁気式ハイブリッドシステムの基本的な動作を記述するプロセス流れ図を示す。
【符号の説明】
10、10’ ハイブリッドシステム
12、12’ 非光学式サブシステム
14、14’ 光学式サブシステム
16a、16b、16c 光学式サブシステム光源
18、22、22’ 物体
20、20’、光位置センサ
24、24’ 結合マーカ(非光学式サブシステム光源)
26、26’ プロセッサ
28、28’ 磁界発生器
32、32’ 磁気式制御ユニット
40、40’ 光学式制御ユニット
XO、YO、ZO 光学式サブシステム座標系
XM、YM、ZMおよびXA、YA、ZA 非光学式サブシステム座標系
Claims (21)
- 1つ以上の物体の場所を決定するシステムであって、
第1の組のセンサ及び第1の座標系を有する第1のサブシステムであって、前記第1の組のセンサが前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の位置及び方向を示す第1のデータ信号を生成する、第1のサブシステムを備え、
前記第1のサブシステムが、前記第1のデータ信号に応答して、前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の場所を示す第1のサブシステム場所信号を生成し、
前記第1のデータ信号がまた、第2のサブシステムに与えられ、
前記第2のサブシステムが、第2の組のセンサ及び第2の座標系を有し、
前記第2の組のセンサが、前記第2の座標系内における同一の前記1つ以上の物体の位置及び方向を示す第2のデータ信号を生成し、
前記第2のサブシステムが、前記第2のデータ信号に応答して、前記第2の座標系内における同一の前記1つ以上の物体の場所を示す第2のサブシステム場所信号を生成し、
前記第2のデータ信号がまた、前記第1のサブシステムに与えられ、
前記システムが更に、
前記第2のサブシステムの前記第2の座標系内における前記第1のサブシステムの場所を示す結合場所信号を生成する結合装置と、
前記結合場所信号と、前記サブシステム場所信号のうちの少なくとも1つとに応答して、前記第1のサブシステムの前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の場所を特定するプロセッサと、を備え、
前記第1のサブシステムが、前記第2のデータ信号を用いて、前記第1のサブシステム場所信号の強固さ及び精度を増強し、
前記第2のサブシステムが、前記第1のデータ信号を用いて、前記第2のサブシステム場所信号の強固さ及び精度を増強する、システム。 - 前記第1のサブシステムが光学式サブシステムであり、前記第2のサブシステムが磁気サブシステムである請求項1記載のシステム。
- 前記光学的サブシステムが、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの光源と、前記少なくとも1つの光源からのエネルギを検出するよう構成された光学式センサと、を備え、
前記光学式センサが、前記第1の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記光学式センサが、前記少なくとも1つの光源からの検出されたエネルギを表す前記第1のデータ信号を生成する
請求項2記載のシステム。 - 前記磁気サブシステムが、磁気式送信機と、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの磁気センサと、を備え、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からのエネルギを検出するよう構成され、
前記磁気式送信機が、前記第2の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からの検出されたエネルギを表す前記第2のデータ信号を生成する
請求項3記載のシステム。 - 前記結合装置が、前記第1の座標系と固定した空間的関係にある磁気サブシステム・センサを備え、
前記磁気サブシステム・センサが、前記磁気式送信機からの検出されたエネルギを表す前記結合場所信号を生成する
請求項4記載のシステム。 - 前記第1のサブシステムが磁気サブシステムであり、前記第2のサブシステムが光学式サブシステムである請求項1記載のシステム。
- 前記磁気サブシステムが、磁気式送信機と、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの磁気センサと、を備え、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からのエネルギを検出するよう構成され、
前記磁気式送信機が、前記第1の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からの検出されたエネルギを表す前記第1のデータ信号を生成する
請求項6記載のシステム。 - 前記光学的サブシステムが、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの光源と、前記少なくとも1つの光源からのエネルギを検出するよう構成された光学式センサと、を備え、
前記光学式センサが、前記第2の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記光学式センサが、前記少なくとも1つの光源からの検出されたエネルギを表す前記第2のデータ信号を生成する
請求項7記載のシステム。 - 前記結合装置が、前記第1の座標系と固定した空間的関係にある光学式サブシステム光源を備え、
前記光学式センサが更に、前記光学式サブシステム光源からのエネルギを検出するよう構成され、
前記光学式センサが、前記光学式サブシステム光源からの検出されたエネルギを表す前記結合場所信号を生成する
請求項8記載のシステム。 - 前記サブシステム場所信号のそれぞれが、前記第1及び第2の座標系内における前記1つ以上の物体の位置を示す位置信号を含む請求項1記載のシステム。
- 前記サブシステム場所信号のそれぞれが、前記第1及び第2の座標系内における前記1つ以上の物体の方向を示す方向信号を含む請求項1記載のシステム。
- 1つ以上の物体の場所を決定するシステムであって、
第1の組のセンサ及び第1の座標系を有する第1のサブシステムであって、前記第1の組のセンサが前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の位置及び方向を示す第1のデータ信号を生成する、第1のサブシステムを備え、
前記第1のサブシステムが、前記第1のデータ信号に応答して、前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の場所を示す第1のサブシステム場所信号を生成し、
前記第1のデータ信号がまた、第2のサブシステムに与えられ、
前記第2のサブシステムが、第2の組のセンサ及び第2の座標系を有し、
前記第2の組のセンサが、前記第2の座標系内における同一の前記1つ以上の物体の位置及び方向を示す第2のデータ信号を生成し、
前記第2のサブシステムが、前記第2のデータ信号に応答して、前記第2の座標系内における同一の前記1つ以上の物体の場所を示す第2のサブシステム場所信号を生成し、
前記第2のデータ信号がまた、前記第1のサブシステムに与えられ、
前記システムが更に、
前記第2のサブシステムの前記第2の座標系内における前記第1のサブシステムの場所を示す結合場所信号を生成する結合装置と、
前記結合場所信号と、前記サブシステム場所信号のうちの少なくとも1つとに応答して、前記第2のサブシステムの前記第2の座標系内における同一の前記1つ以上の物体の場所を特定するプロセッサと、を備え、
前記第1のサブシステムが、前記第2のデータ信号を用いて、前記第1のサブシステム場所信号の強固さ及び精度を増強し、
前記第2のサブシステムが、前記第1のデータ信号を用いて、前記第2のサブシステム場所信号の強固さ及び精度を増強する、システム。 - 前記第1のサブシステムが光学式サブシステムであり、前記第2のサブシステムが磁気サブシステムである請求項12記載のシステム。
- 前記光学的サブシステムが、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの光源と、前記少なくとも1つの光源からのエネルギを検出するよう構成された光学式センサと、を備え、
前記光学式センサが、前記第1の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記光学式センサが、前記少なくとも1つの光源からの検出されたエネルギを表す前記第1のデータ信号を生成する
請求項13記載のシステム。 - 前記磁気サブシステムが、磁気式送信機と、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの磁気センサと、を備え、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からのエネルギを検出するよう構成され、
前記磁気式送信機が、前記第2の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からの検出されたエネルギを表す前記第2のデータ信号を生成する
請求項14記載のシステム。 - 前記結合装置が、前記第1の座標系と固定した空間的関係にある磁気サブシステム・センサを備え、
前記磁気サブシステム・センサが、前記磁気式送信機からの検出されたエネルギを表す前記結合場所信号を生成する
請求項15記載のシステム。 - 前記第1のサブシステムが磁気サブシステムであり、前記第2のサブシステムが光学式サブシステムである請求項12記載のシステム。
- 前記磁気サブシステムが、磁気式送信機と、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの磁気センサと、を備え、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からのエネルギを検出するよう構成され、
前記磁気式送信機が、前記第1の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記少なくとも1つの磁気センサが、前記磁気式送信機からの検出されたエネルギを表す前記第1のデータ信号を生成する
請求項17記載のシステム。 - 前記光学的サブシステムが、前記1つ以上の物体に近接して配置された少なくとも1つの光源と、前記少なくとも1つの光源からのエネルギを検出するよう構成された光学式センサと、を備え、
前記光学式センサが、前記第2の座標系と固定した空間的関係にあり、
前記光学式センサが、前記少なくとも1つの光源からの検出されたエネルギを表す前記第2のデータ信号を生成する
請求項18記載のシステム。 - 前記結合装置が、前記第1の座標系と固定した空間的関係にある光学式サブシステム光源を備え、
前記光学式センサが更に、前記光学式サブシステム光源からのエネルギを検出するよう構成され、
前記光学式センサが、前記光学式サブシステム光源からの検出されたエネルギを表す前記結合場所信号を生成する
請求項19記載のシステム。 - 1つ以上の物体の場所を決定するシステムであって、
第1の組のセンサ及び第1の座標系を有する第1のサブシステムであって、前記第1の組のセンサが前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の位置及び方向を示す第1のデータ信号を生成する、第1のサブシステムを備え、
前記第1のサブシステムが、前記第1のデータ信号に応答して、前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の場所を示す第1のサブシステム場所信号を生成し、
前記第1のデータ信号がまた、第2のサブシステムに与えられ、
前記第2のサブシステムが、第2の組のセンサ及び第2の座標系を有し、
前記第2の組のセンサが、前記第2の座標系内における同一の前記1つ以上の物体の位置及び方向を示す第2のデータ信号を生成し、
前記第2のサブシステムが、前記第2のデータ信号に応答して、前記第2の座標系内における同一の前記1つ以上の物体の場所を示す第2のサブシステム場所信号を生成し、
前記第2のデータ信号がまた、前記第1のサブシステムに与えられ、
前記システムが更に、
前記第1及び第2のサブシステムのうちの一方のサブシステムの座標系内における前記前記第1及び第2のサブシステムのうちの他方のサブシステムの場所を示す結合場所信号を生成する結合装置と、
前記結合場所信号と、前記サブシステム場所信号のうちの少なくとも1つとに応答して、前記第1のサブシステムの前記第1の座標系内における前記1つ以上の物体の場所を特定するプロセッサと、を備え、
前記第1のサブシステムが、前記第2のデータ信号を用いて、前記第1のサブシステム場所信号の強固さ及び精度を増強し、
前記第2のサブシステムが、前記第1のデータ信号を用いて、前記第2のサブシステム場所信号の強固さ及び精度を増強する、システム。
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---|---|
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Families Citing this family (115)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7037258B2 (en) * | 1999-09-24 | 2006-05-02 | Karl Storz Imaging, Inc. | Image orientation for endoscopic video displays |
US7194296B2 (en) * | 2000-10-31 | 2007-03-20 | Northern Digital Inc. | Flexible instrument with optical sensors |
US20030220557A1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-11-27 | Kevin Cleary | Image guided liver interventions based on magnetic tracking of internal organ motion |
US8010180B2 (en) * | 2002-03-06 | 2011-08-30 | Mako Surgical Corp. | Haptic guidance system and method |
US6831603B2 (en) | 2002-03-12 | 2004-12-14 | Menache, Llc | Motion tracking system and method |
DE10212841B4 (de) * | 2002-03-22 | 2011-02-24 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Medizinisches Instrument zur Behandlung von Gewebe mittels Hochfrequenzstrom sowie medizinisches System mit einem derartigen medizinischen Instrument |
JP2004000499A (ja) * | 2002-03-27 | 2004-01-08 | Aloka Co Ltd | 超音波医療システム |
US6757582B2 (en) | 2002-05-03 | 2004-06-29 | Carnegie Mellon University | Methods and systems to control a shaping tool |
DE10225077B4 (de) * | 2002-06-05 | 2007-11-15 | Vr Magic Gmbh | Objektverfolgeanordnung für medizinische Operationen |
US20040047044A1 (en) * | 2002-06-25 | 2004-03-11 | Dalton Michael Nicholas | Apparatus and method for combining three-dimensional spaces |
US6922632B2 (en) * | 2002-08-09 | 2005-07-26 | Intersense, Inc. | Tracking, auto-calibration, and map-building system |
US7009561B2 (en) * | 2003-03-11 | 2006-03-07 | Menache, Llp | Radio frequency motion tracking system and method |
EP1618400A1 (en) | 2003-04-22 | 2006-01-25 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Multiscale localization procedure |
DE102004011959A1 (de) * | 2003-09-29 | 2005-05-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und Verfahren zum repoduzierbaren Positionieren eines Objektes relativ zu einem intrakorporalen Körperbereich |
DE10350861A1 (de) * | 2003-10-31 | 2005-06-02 | Steinbichler Optotechnik Gmbh | Verfahren zur Kalibrierung eines 3D-Meßgerätes |
US20050107687A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-19 | Anderson Peter T. | System and method for distortion reduction in an electromagnetic tracker |
US7104947B2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-09-12 | Neuronetics, Inc. | Determining stimulation levels for transcranial magnetic stimulation |
US7651459B2 (en) * | 2004-01-06 | 2010-01-26 | Neuronetics, Inc. | Method and apparatus for coil positioning for TMS studies |
EP1715788B1 (en) | 2004-02-17 | 2011-09-07 | Philips Electronics LTD | Method and apparatus for registration, verification, and referencing of internal organs |
US7811294B2 (en) * | 2004-03-08 | 2010-10-12 | Mediguide Ltd. | Automatic guidewire maneuvering system and method |
EP1722705A2 (en) * | 2004-03-10 | 2006-11-22 | Depuy International Limited | Orthopaedic operating systems, methods, implants and instruments |
US8177702B2 (en) | 2004-04-15 | 2012-05-15 | Neuronetics, Inc. | Method and apparatus for determining the proximity of a TMS coil to a subject's head |
US7292948B2 (en) * | 2004-04-30 | 2007-11-06 | Alken Inc. | Magnetic position and orientation measurement system with eddy current distortion compensation |
DE102004026817A1 (de) * | 2004-06-02 | 2005-12-29 | Aesculap Ag & Co. Kg | Ultraschallkopf für ein chirurgisches Untersuchungssystem |
US20050285591A1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-29 | Higgins Robert F | AC magnetic tracking system employing wireless field source |
US7873491B2 (en) * | 2004-06-08 | 2011-01-18 | Alken, Inc. | AC magnetic tracking system with non-coherency between sources and sensors |
US20050285590A1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-29 | Higgins Robert F | AC magnetic tracking system with non-coherency between sources and sensors |
DE102004037859B4 (de) * | 2004-08-04 | 2007-05-16 | Siemens Ag | Medizinisches Gerät mit Einrichtung zur Kollisionvermeidung |
US8924334B2 (en) * | 2004-08-13 | 2014-12-30 | Cae Healthcare Inc. | Method and system for generating a surgical training module |
US7702379B2 (en) * | 2004-08-25 | 2010-04-20 | General Electric Company | System and method for hybrid tracking in surgical navigation |
DE102004047905A1 (de) * | 2004-09-29 | 2006-04-20 | Augmented Solutions Gmbh | System und Verfahren zur Kalibrierung optischer Sensoren, insbesondere für Augmented Reality Systeme |
US7289227B2 (en) * | 2004-10-01 | 2007-10-30 | Nomos Corporation | System and tracker for tracking an object, and related methods |
EP1645241B1 (de) * | 2004-10-05 | 2011-12-28 | BrainLAB AG | Positionsmarkersystem mit Punktlichtquellen |
US7722565B2 (en) | 2004-11-05 | 2010-05-25 | Traxtal, Inc. | Access system |
US7751868B2 (en) | 2004-11-12 | 2010-07-06 | Philips Electronics Ltd | Integrated skin-mounted multifunction device for use in image-guided surgery |
US7805269B2 (en) | 2004-11-12 | 2010-09-28 | Philips Electronics Ltd | Device and method for ensuring the accuracy of a tracking device in a volume |
WO2006078677A2 (en) | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Traxtal Technologies Inc. | Electromagnetically tracked k-wire device |
CA2588002A1 (en) | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Traxtal Inc. | Method and apparatus for guiding an instrument to a target in the lung |
US8088058B2 (en) * | 2005-01-20 | 2012-01-03 | Neuronetics, Inc. | Articulating arm |
US7623250B2 (en) * | 2005-02-04 | 2009-11-24 | Stryker Leibinger Gmbh & Co. Kg. | Enhanced shape characterization device and method |
US20080269778A1 (en) * | 2005-02-17 | 2008-10-30 | Jay Waldron Patti | Optically Orienting an Invasive Medical Device |
US20060199159A1 (en) * | 2005-03-01 | 2006-09-07 | Neuronetics, Inc. | Head phantom for simulating the patient response to magnetic stimulation |
US7590218B2 (en) * | 2005-03-23 | 2009-09-15 | Best Medical International, Inc. | System for monitoring the geometry of a radiation treatment apparatus, trackable assembly, program product, and related methods |
US20060255795A1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-16 | Higgins Robert F | Six-degree-of-freedom, integrated-coil AC magnetic tracker |
WO2007002079A2 (en) | 2005-06-21 | 2007-01-04 | Traxtal Inc. | System, method and apparatus for navigated therapy and diagnosis |
US9398892B2 (en) | 2005-06-21 | 2016-07-26 | Koninklijke Philips N.V. | Device and method for a trackable ultrasound |
US7824324B2 (en) | 2005-07-27 | 2010-11-02 | Neuronetics, Inc. | Magnetic core for medical procedures |
WO2007025081A2 (en) | 2005-08-24 | 2007-03-01 | Traxtal Inc. | System, method and devices for navigated flexible endoscopy |
CN101325908B (zh) * | 2005-12-15 | 2010-05-19 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 使用参考传感器的组件阵列的用于金属伪影的补偿的电磁跟踪方法和装置 |
US9733336B2 (en) * | 2006-03-31 | 2017-08-15 | Koninklijke Philips N.V. | System for local error compensation in electromagnetic tracking systems |
JP4676374B2 (ja) * | 2006-05-09 | 2011-04-27 | 日本電信電話株式会社 | 位置算出システム |
EP1854425A1 (de) | 2006-05-11 | 2007-11-14 | BrainLAB AG | Medizintechnische Positionsbestimmung mit redundanten Positionserfassungseinrichtungen und Prioritätsgewichtung für die Positionserfassungseinrichtungen |
US8565853B2 (en) | 2006-08-11 | 2013-10-22 | DePuy Synthes Products, LLC | Simulated bone or tissue manipulation |
US8807414B2 (en) * | 2006-10-06 | 2014-08-19 | Covidien Lp | System and method for non-contact electronic articulation sensing |
WO2008052348A1 (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Northern Digital Inc. | Integrated mapping system |
CN101689304A (zh) * | 2007-07-10 | 2010-03-31 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 对象动作捕捉系统和方法 |
US10488471B2 (en) | 2007-10-11 | 2019-11-26 | Elbit Systems Ltd | System and a method for mapping a magnetic field |
JP5051839B2 (ja) * | 2007-10-29 | 2012-10-17 | 国立大学法人東京工業大学 | 視標位置測定装置 |
US9884200B2 (en) * | 2008-03-10 | 2018-02-06 | Neuronetics, Inc. | Apparatus for coil positioning for TMS studies |
US8086026B2 (en) * | 2008-06-27 | 2011-12-27 | Waldean Schulz | Method and system for the determination of object positions in a volume |
EP2194357A1 (de) | 2008-12-03 | 2010-06-09 | Leica Geosystems AG | Optisches Sensorelement für eine Messmaschine, und messmaschinenseitiges Kupplungselement hierfür |
US20100167250A1 (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-01 | Haptica Ltd. | Surgical training simulator having multiple tracking systems |
US20100167253A1 (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-01 | Haptica Ltd. | Surgical training simulator |
US8450997B2 (en) | 2009-04-28 | 2013-05-28 | Brown University | Electromagnetic position and orientation sensing system |
DE102009042712B4 (de) | 2009-09-23 | 2015-02-19 | Surgiceye Gmbh | Wiedergabesystem und Verfahren zum Wiedergeben einer Operations-Umgebung |
CN102711648B (zh) * | 2009-11-30 | 2015-07-29 | 麦迪威公司 | 具有跟踪传感器的射频消融系统 |
DE102010000929A1 (de) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Ausrichtungssensor |
US8836848B2 (en) | 2010-01-26 | 2014-09-16 | Southwest Research Institute | Vision system |
US9839486B2 (en) | 2010-04-14 | 2017-12-12 | Smith & Nephew, Inc. | Systems and methods for patient-based computer assisted surgical procedures |
US8942964B2 (en) | 2010-06-08 | 2015-01-27 | Southwest Research Institute | Optical state estimation and simulation environment for unmanned aerial vehicles |
KR101938807B1 (ko) * | 2011-02-15 | 2019-04-10 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 초음파 시술용 바늘의 위치 가이드 장치 |
US8687172B2 (en) | 2011-04-13 | 2014-04-01 | Ivan Faul | Optical digitizer with improved distance measurement capability |
US9901303B2 (en) | 2011-04-14 | 2018-02-27 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | System and method for registration of multiple navigation systems to a common coordinate frame |
US10362963B2 (en) | 2011-04-14 | 2019-07-30 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | Correction of shift and drift in impedance-based medical device navigation using magnetic field information |
US10918307B2 (en) | 2011-09-13 | 2021-02-16 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | Catheter navigation using impedance and magnetic field measurements |
US8466406B2 (en) | 2011-05-12 | 2013-06-18 | Southwest Research Institute | Wide-angle laser signal sensor having a 360 degree field of view in a horizontal plane and a positive 90 degree field of view in a vertical plane |
EP3238649B1 (en) | 2011-09-28 | 2018-12-05 | Brainlab AG | Self-localizing medical device |
EP2594197A1 (en) | 2011-11-21 | 2013-05-22 | Technische Universität München | Tracking system and method |
US8646921B2 (en) | 2011-11-30 | 2014-02-11 | Izi Medical Products | Reflective marker being radio-opaque for MRI |
US8661573B2 (en) | 2012-02-29 | 2014-03-04 | Izi Medical Products | Protective cover for medical device having adhesive mechanism |
RU2635289C2 (ru) * | 2012-05-09 | 2017-11-09 | Конинклейке Филипс Н.В. | Медицинский интерфейс слежения, обеспечивающий интервенционную информацию |
DE202012102496U1 (de) * | 2012-07-05 | 2012-09-13 | Montanuniversität Leoben | Fehlerrobuste Sensorik zum Ermitteln einer räumlichen Beziehung zwischen Anlagenkomponenten unter rauen Bedingungen |
US9008757B2 (en) | 2012-09-26 | 2015-04-14 | Stryker Corporation | Navigation system including optical and non-optical sensors |
US20140121804A1 (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-01 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co. Ltd. | Calibration system and method for automatic handling equipment |
WO2014070799A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-08 | Truinject Medical Corp. | System for injection training |
US9820677B2 (en) * | 2013-01-03 | 2017-11-21 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | Cointegration filter for a catheter navigation system |
US9241656B2 (en) | 2013-10-25 | 2016-01-26 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Serially connected autonomous location pads |
US10188868B2 (en) * | 2013-11-29 | 2019-01-29 | Nexstim Oyj | Device support apparatus |
WO2015109251A1 (en) | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Truinject Medical Corp. | Injection site training system |
US10290231B2 (en) | 2014-03-13 | 2019-05-14 | Truinject Corp. | Automated detection of performance characteristics in an injection training system |
US10310054B2 (en) * | 2014-03-21 | 2019-06-04 | The Boeing Company | Relative object localization process for local positioning system |
JP6316663B2 (ja) * | 2014-05-30 | 2018-04-25 | 株式会社キーエンス | 座標測定装置 |
US10722140B2 (en) * | 2014-07-03 | 2020-07-28 | St. Jude Medical International Holding S.À R.L. | Localized magnetic field generator |
US20170333136A1 (en) | 2014-10-29 | 2017-11-23 | Intellijoint Surgical Inc. | Systems and devices including a surgical navigation camera with a kinematic mount and a surgical drape with a kinematic mount adapter |
EP3227880B1 (en) | 2014-12-01 | 2018-09-26 | Truinject Corp. | Injection training tool emitting omnidirectional light |
WO2016125398A1 (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-11 | オリンパス株式会社 | 医療用マニピュレータシステムとその制御方法 |
US20160259404A1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-08 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for augmented reality |
DE102015206511B4 (de) * | 2015-04-13 | 2023-10-19 | Siemens Healthcare Gmbh | Ermittlung einer eindeutigen räumlichen Relation eines medizinischen Geräts zu einem weiteren Objekt |
WO2017070391A2 (en) | 2015-10-20 | 2017-04-27 | Truinject Medical Corp. | Injection system |
WO2017151441A2 (en) | 2016-02-29 | 2017-09-08 | Truinject Medical Corp. | Cosmetic and therapeutic injection safety systems, methods, and devices |
US10849688B2 (en) | 2016-03-02 | 2020-12-01 | Truinject Corp. | Sensory enhanced environments for injection aid and social training |
US10376235B2 (en) | 2016-12-21 | 2019-08-13 | Industrial Technology Research Institute | Needle guide system and medical intervention system |
WO2018136901A1 (en) | 2017-01-23 | 2018-07-26 | Truinject Corp. | Syringe dose and position measuring apparatus |
US11646113B2 (en) * | 2017-04-24 | 2023-05-09 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Systems and methods for determining magnetic location of wireless tools |
JP6256962B1 (ja) | 2017-06-21 | 2018-01-10 | 朝日インテック株式会社 | 磁気式の方位・位置測定装置 |
US11194071B2 (en) | 2017-07-19 | 2021-12-07 | Intricon Corporation | Interconnect ring for microminiature electrical coil |
CN107414831B (zh) * | 2017-08-01 | 2020-10-23 | 广东工业大学 | 一种机械臂关节坐标计算系统及方法 |
CA3030409A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-19 | Ascension Technology Corporation | Calibrating a magnetic transmitter |
CN110275135A (zh) * | 2018-03-13 | 2019-09-24 | 宏达国际电子股份有限公司 | 定位系统与定位方法 |
IT201800004552A1 (it) * | 2018-04-16 | 2019-10-16 | Sistema di visione tridimensionale multi-tracking per navigazione virtuale | |
FR3087254B1 (fr) * | 2018-10-16 | 2021-01-29 | Commissariat Energie Atomique | Configuration d'un dispositif de controle non destructif |
CN109806003B (zh) * | 2019-01-30 | 2021-08-06 | 杭州键嘉机器人有限公司 | 执行杆、采用该执行杆的手术机器人及机器人定位方法 |
CN112284230B (zh) * | 2020-10-09 | 2021-11-16 | 珠海格力电器股份有限公司 | 位移检测装置、位移监控方法及压缩机 |
CN112781589B (zh) * | 2021-01-05 | 2021-12-28 | 北京诺亦腾科技有限公司 | 一种基于光学数据和惯性数据的位置追踪设备及方法 |
US20230255694A1 (en) * | 2022-02-15 | 2023-08-17 | Mazor Robotics Ltd. | Systems and methods for validating a pose of a marker |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5197476A (en) | 1989-03-16 | 1993-03-30 | Christopher Nowacki | Locating target in human body |
US5295483A (en) | 1990-05-11 | 1994-03-22 | Christopher Nowacki | Locating target in human body |
EP1210916B1 (en) * | 1990-10-19 | 2006-09-20 | ST. Louis University | System for indicating a location within a body of a patient |
AU6666894A (en) * | 1993-04-22 | 1994-11-08 | Pixsys, Inc. | System for locating relative positions of objects |
US5828770A (en) * | 1996-02-20 | 1998-10-27 | Northern Digital Inc. | System for determining the spatial position and angular orientation of an object |
EP0836438B1 (en) * | 1996-04-29 | 2004-09-22 | Northern Digital Inc. | Image guided surgery system |
US5831260A (en) | 1996-09-10 | 1998-11-03 | Ascension Technology Corporation | Hybrid motion tracker |
JP4612194B2 (ja) * | 1998-12-23 | 2011-01-12 | イメージ・ガイディッド・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 複数センサーによって追跡されるハイブリッド3dプローブ |
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