(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211196844.9 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 苏州微创畅行机 器人有限公司 地址 215000 江苏省苏州市苏州工业园区 凤里街151号3号厂房部分区域 (72)发明人 不公告发明人 　 (74)专利代理 机构 华进联合专利商标代理有限 公司 44224 专利代理师 胡淑梅 (51)Int.Cl. G06T 7/70(2017.01) G06T 7/30(2017.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 基于图像的配准方法和装置 (57)摘要 本申请涉及一种基于图像的配准方法、 装 置、 计算机设备、 存储介质和计算机程序产品。 所 述方法包括： 获取针对目标对象所构建的三维模 型； 获取目标对象的第一二维医学成像和第二二 维医学成像， 二维成像设备在成像得到第一二维 医学成像时的姿态与在成像得到第二二维医学 成像时的姿态 正交； 获取数字重建二维影像坐标 系与二维成像 设备的坐标系间的第一转换矩阵； 基于三维模型中目标对象的初始位姿和第一转 换矩阵， 获取目标对象在二维成像 设备的坐标系 内的规划位姿； 将规划位姿转换至机械臂坐标系 中， 获得目标对象在机械臂坐标系的期望位姿。 采用本方法能够提高机 械臂操作的精准度。 权利要求书2页 说明书13页 附图10页 CN 115526929 A 2022.12.27 CN 115526929 A 1.一种基于 图像的配准方法， 其特征在于， 应用于包含二维成像设备与机械臂的配准 系统中， 所述 二维成像设备与所述机 械臂固定连接； 所述方法包括： 基于术前拍摄的三维医学影 像， 获取针对目标对象所构建的三维模型； 获取所述目标对象的第 一二维医学成像和第 二二维医学成像， 二维成像设备在成像得 到所述第一 二维医学成像时的姿态与在成像得到所述第二 二维医学成像时的姿态正交； 根据对所述三维模型进行数字影像重建所获得的数字重建二维影像的成像参数、 以及 所述第一二 维医学成像和所述第二二 维医学成像各自的成像参数， 获取数字重 建二维影像 坐标系与所述 二维成像设备的坐标系间的第一 转换矩阵； 基于所述三维模型中所述目标对象的初始位姿和所述第 一转换矩阵， 获取所述目标对 象在所述 二维成像设备的坐标系内的规划位姿； 将所述规划位姿转换至机械臂坐标系中， 获得所述目标对象在所述机械臂坐标系的期 望位姿。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于术前拍摄的三维医学影像， 获取 针对目标对象所构建的三维模型， 包括： 对所述三维医学影像依次作插值处理、 降噪处理和对比度增强处理， 基于处理后的三 维医学影 像进行三维重建， 获得针对所述目标对象所构建的三维模型。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据对所述三维模型进行数字影像重 建所获得的数字重 建二维影像的成像参数、 以及所述第一二 维医学成像和所述第二二维医 学成像各自的成像参数， 获取数字重建二维影像坐标系与所述二 维成像设备的坐标系间的 第一转换矩阵， 包括： 将所述数字重建二维影像分别与所述第一二维医学成像和所述第二二维医学成像进 行配准， 获得所述第一二 维医学成像和所述第二二维医学成像分别相应配准的数字重 建二 维影像； 根据所述第 一二维医学成像和所述第 二二维医学成像各自的成像参数、 以及所述第 一 二维医学成像相 应配准的数字重建二维影像和所述第二二维医学成像相 应配准的数字重 建二维影 像各自的数字 重建成像参数， 确定第一 转换矩阵。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述二维成像设备包括C型臂和X射线管； 在通过所述X射线管成像得到所述第一二维医学成像时， 所述C型臂呈第一姿态； 在通过所 述X射线管成像得到所述第二 二维医学成像时， 所述C型臂呈第二姿态。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述将所述数字重建二维影像分别与 所述 第一二维医学成像和所述第二二 维医学成像进行配准， 获得所述第一二 维医学成像和所述 第二二维医学成像分别相应 配准的数字 重建二维影 像， 包括： 对所述三维模型进行 数字影像重建， 获得至少一个数字 重建二维影 像； 将所述第一二维医学成像和所述第二二维医学成像分别与所述数字重建二维影像进 行配准， 在所述第一二 维医学成像或所述第二二 维医学成像未确定出相应配准的数字重建 二维影像的情况下， 更新所述数字影像重建参数并对所述三维模型进行数字影像重建， 重 新获得多个数字重建二 维影像并进行重新配准， 重复上述更新、 重 建以及配准的过程， 直至 所述第一二 维医学成像和所述第二二 维医学成像均确定出相应配准的数字重建二 维影像， 获得第一 二维医学成像和所述第二 二维医学成像分别相应 配准的数字 重建二维影 像。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526929 A 26.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述对所述三维模型进行数字影像重建， 获得至少一个数字 重建二维影 像， 包括： 获取数字重建成像参数， 所述数字重建成像参数包括模拟光源的所处位置以及所述模 拟光源对所述三维模型的投影角度； 按照所述投影角度和所述所处位置， 通过所述模拟光源向所述三维模型发射光线， 计 算所述模拟光源发出的光线穿过 所述三维模型时与所述 三维模型间的交点 坐标； 获取各光线相应的交点坐标经过三线性插值后得到的灰度值， 并对各光线相应的交点 坐标的灰度值进行累积； 将各光线相应的灰度值累积结果赋予各光线与 数字成像平面间的交点， 获得所述数字 重建成像参数相应的数字 重建二维影 像。 7.一种基于 图像的配准装置， 应用于包含二维成像设备与机械臂的配准系统中， 所述 二维成像设备与所述机 械臂固定连接； 其特 征在于， 所述装置包括： 第一获取模块， 用于基于术前拍摄的三维医学影像， 获取针对目标对象所构建的三维 模型； 第二获取模块， 用于获取所述目标对象的第一二维医学成像和第二二维医学成像， 二 维成像设备在成像得到所述第一二维医学成像时的姿态与在成像得到所述第二二维医学 成像时的姿态正交； 重建模块， 用于根据对所述三维模型进行数字影像重建所获得的数字重建二维影像的 成像参数、 以及所述第一二维医学成像和所述第二二维医学成像各自的成像参数， 获取数 字重建二维影 像坐标系与所述 二维成像设备的坐标系间的第一 转换矩阵； 第三获取模块， 用于基于所述三维模型中所述目标对象的初始位姿和所述第 一转换矩 阵， 获取所述目标对象在所述 二维成像设备的坐标系内的规划位姿； 配置模块， 用于将所述规划位姿转换至机械臂坐标系中， 获得所述目标对象在所述机 械臂坐标系的期望位姿。 8.一种计算机设备， 包括存储器和处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至 6中任一项所述的方法。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序在 计算机上运行时， 使得 所述计算机执 行如权利要求1至 6中任一项所述的方法。 10.一种计算机程序产品， 包括计算机程序， 其特征在于， 当所述计算机程序在计算机 上运行时， 使得 所述计算机执 行时实现权利要求1至 6中任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526929 A 3