基于单目视频的手术器械相对工作空间估计方法

由于单目手术视频的镜头参数未知，仅凭该单目图像难以准确估算内镜镜头下的手术器械的三维坐标．针对这一问题，提出一种手术器械相对工作空间的估计方法．首先，对用U-Net网络分割后的掩膜图像进行直线检测，对图像坐标系下的直线映射到参数空间上的点进行聚类，从而优化直线检测效果．然后，利用边缘线段的相对几何位置特征对因网络分割效果欠佳导致的边缘线段残缺进行补足，从而提取出与目标边缘高度拟合的完整线段.结合目标器械实际尺寸与图像尺寸间的比例关系，利用平行线在投影平面上的消隐点特性计算出目标器械目标点处的实际三维坐标．最后，进行测距实验和轨迹跟踪实验.实验结果表明：该方法较磁导航传感器准确度高、鲁棒性强，距离测量精度可达2.658 1 mm，轨迹拟合度达91.2%，满足实际情况下手术器械相对工作空间的估算要求．     

一种基于多目立体视觉的手术器械跟踪定位策略

提出了一种基于多目立体视觉的手术器械跟踪定位策略.利用2个以上的摄像机构建多目立体视觉系统,采用投影线交点法重建靶标的空间坐标.当无光线遮挡时,通过扩展投影线方程数量进行多目立体重建;当某一摄像机的光线被遮挡时,进行双目立体重建.利用自行搭建的三目立体视觉系统,通过自制的多标志点手术器械的跟踪定位试验,实现对该策略有效性的测试.结果表明:在不同光线遮挡条件下,系统均能实现定位功能,且静态定位和动态定位误差均小于0.15 mm;该策略能够在一定程度上解决光线遮挡问题,避免手术器械定位信息丢失,在满足使用精度需求的情况下,提高了系统的可靠性.     

基于地图匹配的导航定位数据模糊校正算法

为了提高农用智能移动平台导航定位的精度，改善航线跟踪的质量，提出了一种基于地图匹配的导航定位数据模糊校正算法．首先将DGPS、航位推算定位数据点与地图上已知航线进行对比．判定定位数据点的可信度，然后用该可信度作为加权值生成新的定位数据点即校正数据点，把校正点作为当前农用智能移动平台车体真实位置的估计值．在验证试验中，定位数据经模糊校正后其精度明显优于原始DGPS数据的精度，定位数据的距离均方根差均数从校正前的1．021m提高到校正后的0．568m．试验结果表明，该方法可以在一定程度上提高定位数据的精度，校正大部分可信度低的坏点．     

平面视觉跟踪系统的研究

介绍了一套自主研制的平面视觉跟踪系统的原理和实现．设计了基于目标速度反馈的PID控制算法,将系统的控制空间由非线性空间转换到线性空间来实现,解决了普通图象直接反馈控制方法由于非线性原因而产生控制效果差的现象．并通过静态目标锁定实验和动态目标跟踪对比实验,检验了该视觉跟踪系统和速度反馈PID控制算法的性能．实验中系统静态目标锁定过程时间约为0．48s,动态跟踪响应时间约为0．5s．     

多眼定位器中摄像机的规划

计算机辅助外科手术中采用多眼定位器可以提高手术器械的空间位置的测量精度．为获得高精度的空间 位置测量为目的，从三维场景重建的精度计算出发，采用遗传算法对多摄像机的位置进行优化处理．模拟结果显 示，用这种方法进行多摄像机的位置规划，可以提高系统的定位精度；定量地给出摄像机的最佳位置分布情况及其 相应的定位精度．组合优化方法对多摄像机规划问题具有较强的适应性和鲁棒性，可用于解决多眼定位器中多摄 像机的位置规划问题．     

基于单目立体视觉的NAO机器人的目标定位与抓取

为了实现NAO机器人对空间目标的定位与抓取,提出了一种单目立体视觉的导航方法.首先利用机器人上部摄像机的平动获取两幅目标图像,等效于双目立体视觉,采用FFT频域互相关和累加求和快速算法,进行两幅目标图像的立体匹配,实现目标位置的快速检测;然后根据测得的目标高度,运用视野中心算法和三角测量原理计算出目标距离,进行目标的跟踪逼近,当机器人到达目标邻近区域时使用下部摄像机进行目标检测并进行姿态调整,直到距离误差落在目标中心许可的圆形区域内,进行目标抓取,实际测试表明采用这种视觉导航方法的NAO机器人抓取成功率在90%以上.     

预测滤波技术在电视跟踪系统的应用

为了解决电视跟踪系统中电视脱靶量的滞后以及跳变对控制系统的稳定性和跟踪精度的影响。根据跟踪系统实时性和精度要求，设计了卡尔曼滤波器，对跟踪目标运动参数(位置和速度)进行滤波预测，提出了极坐标下Kalman滤波算法。仿真结果表明，该滤波器能够根据传感器测量值对目标位置、速度进行估值，超调量减至18％，调整时间为0．6s。     

基于三维图像的髓内针钉孔定位方法

研究基于三维图像的髓内针钉孔定位导航方法.首先,使用CT扫描髓内针,获得其三维图像.其次,在髓内针尾部安装空间定位传感器,通过坐标系配准使得髓内针三维图像模型注册到空间定位仪所在坐标系,实现空间中的髓内针与导航系统中的髓内针的联动.最后,使用安装有定位传感器的骨钻来对准钉孔.两个阈值用于判断骨钻与钉孔间的位置关系：距离阈值用于判断骨钻尖端与髓内针钉孔中轴线之间的距离,角度阈值用于判断骨钻轴线与髓内针钉孔中轴线之间的角度.两个阈值全部满足时,按照导航指示骨钻钻入骨壁.仿真结果表明,该方法在髓内针钉孔不可见情况下,能够准确定位钉孔位置及方向,导航用于判断可定位器械与钉孔的空间位置,以不同颜色标识引导骨钻到达钉孔,能够满足髓内针整复手术的要求.     

用于微波天线的三维面形测量技术

在三维立体视觉测量原理的基础上，建立了用于微波天线面形测量的三维视觉测量系统，分析了该测量系统优于其他测量系统的主要优点，给出了测量原理，介绍了系统组成及其功能，通过对微波天线的面形测量，验证其可行性，对空间点位进行多次重复测量表明：x,y方向的测量标准差优于0．1mm,z方向的测量标准差优于0．18mm，满足微波天线的面形测量要求。     

基于激光位移传感器的焊缝自动跟踪系统

为解决国内大型焊接系统中存在的实时性差和误差大等问题,提高焊接效率,对大型焊接中两块平整的钢板垂直放置时所形成的处于直角顶角处焊缝的焊接跟踪方法进行研究,提出采用立体空间定位的方法对焊缝进行实时跟踪。用两只激光位移传感器采集焊缝方向上的位移,根据运算结果驱动两台步进电机调整位移差,达到焊缝实时跟踪的效果。     

神经导航系统在颅内深部位占位病变手术中的应用

目的:探讨使用神经导航系统对颅内深部位占位病变手术中的意义.方法:应用神经导航系统对25例颅内深部位占位病变进行定位、设计手术入路及病灶切除.结果:本组病例在神经导航系统的引导下病灶全切除18例,次全切除4例,大部切除3例;手术后患者重要神经功能未造成不良影响.结论:使用神经导航系统为颅内深部位占位病变手术提供动态跟踪、实时导航,准确可靠,有利于提高病灶切除率,提高手术安全性和精确度,减少手术并发症.     

胃癌前哨淋巴结导航手术的研究

目的探讨胃癌前哨淋巴结（SLN）活检技术在治疗胃癌疾病中的价值．方法通过使用亚甲蓝对40例患有胃癌疾病的患者行前哨淋巴结术中标识活检，术后进行常规HE病理和免疫组化检查，用统计学方法对结果进行分析，探讨术中注射亚甲蓝后前哨淋巴结的表达情况．结果在40例中有39例检出SLN，其检出率为97．5％．一共检出54枚淋巴结，平...     

Research about Process Archive of Computerized Surgery Navigation Based on PACS

Since the process of the surgery navigation is an operation-sensitive process, it is important to record and archive the whole process. In this paper, some key technologies are introduced to accomplish process archive of computerized surgery navigation based on the picture archiving and communication system （ PACS）. Firstly, the images and track data are acquired by the screen captured tool and the navigation software. Secondly, these image and data files are converted to the digital imaging and communications in medicine （DICOM） files supported by PACS and transferred into the database in PACS. The process of surgery navigation is recorded and archived. Finally, the original data of process archive is acquired from PACS, and this data is used to play back and restore the process of surgery navigation.     

四元数在手术导航系统中的应用

探讨了四元数作为表现旋转的可选择方法之一,其在手术导航系统中的应用·分析了在不同坐标系中定位必然涉及的坐标系之间映射变换·从理论上研究了四元数在手术导航定位系统坐标映射变换以及在手术导航空间配准中应用的问题,并给出了具体的仿真结果·结果表明,将四元数法应用于手术导航系统中,成功地解决了手术导航系统的两大技术难题空间配准和定位问题,在自行设计和实际开发的手术导航模体演示系统NEU IGSS中,得到了成功的应用·     

星光导航原理及捷联惯导/星光组合导航方法研究

该文在分析星光导航原理的基础上,给出了捷联惯导/星光飞行器组合导航方案;推证了该组合导航系统的状态方程和观测方程,分析了星敏仪量测误差.结合高超声速跨大气层再入飞行体的模拟飞行轨道,进行了组合导航数学仿真.结果证实该方案能够利用星光导航信息对捷联惯导进行即时修正,表明捷联惯导/星光组合导航系统在较精确地获取载体姿态信息方面具有优越性.     

基于无迹卡尔曼滤波的月球车惯性/天文组合导航算法研究

月球车导航传统方法主要是采用kalman滤波方法,需要对系统方程和观测方程的线性化,因此会引入的线性化误差的问题, 本文针对做出适当的改进。本文采用UKF方法作为误差状态量的最优估计方法,并以太阳敏感器观测得到的太阳高度角和太阳方位角以及测速仪的东向北向速度作为联合观测信息,将SINS和CNS所测得的月球车相关姿态和位置信息进行数据融合,估计出组合导航系统的误差状态量,从而对惯导系统的状态量进行校正,达到提高组合导航系统的导航定位精度和稳定性,减小线性化误差的目的。仿真实验证明,本文算法具有很好的位置、速度和姿态估计精度,有效的降低了线性化误差。     

机载捷联惯导的导航计算模型与精度分析

探讨了当地水平坐标系中捷联惯导的导航计算模型和详细计算步骤.通过实测数据解算,分析捷联惯导系统的误差特性.采用卡尔曼滤波进行全球定位系统/捷联惯导(GPS/SINS)松散组合,并对组合导航计算结果作卡尔曼平滑.实验表明,捷联惯导的坐标误差呈抛物线形式增长,短时间内能提供高精度的导航参数,其1 min以内的坐标误差小于2m.将SINS与GPS构成组合导航系统,可以集两者之所长,使整个系统的可靠性和完整性优于其中任何一个子系统.     

我国高校图书馆网站导航调查——以10所高校图书馆网站为调查对象

简要介绍了网站导航的分类及作用,对国内10所著名大学图书馆网站的导航设计情况进行了在线调查,并对调查结果进行了比较,在此基础上对高校图书馆网站导航建设提出了一些建议。     

基于联邦滤波的无人机组合导航系统设计

以高空长航时无人机为研究背景,提出了基于联邦滤波的捷联惯导/卫星导航/天文导航的组合导航系统方案,给出了组合导航系统的状态模型和量测模型,设计了联邦滤波器并开发了组合导航方案的仿真系统,对于两个子系统的导航性能和总体方案的导航性能分别进行了仿真分析,证明了方案的合理性和可行性,为进一步研究导航系统中故障诊断和容错控制提供了依据。