(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210818193.6 (22)申请日 2022.07.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114913234 A (43)申请公布日 2022.08.16 (73)专利权人 佗道医疗科技有限公司 地址 210000 江苏省南京市雨 花台区大周 路34号3幢 (72)发明人 程敏　桂凯　杨辉　申登伟　 陈云川　 (74)专利代理 机构 南京瑞弘专利商标事务所 (普通合伙) 32249 专利代理师 梁天彦 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01)A61B 34/20(2016.01) 审查员 唐进岭 (54)发明名称 判断器械是否在内窥镜 视野内的方法 (57)摘要 本发明公开了一种判断器械在内窥镜视野 内的方法， 包括： 选取器械 上的特征点； 计算所述 特征点映射到内窥镜的成像平 面上的像素位置， 若在内窥镜的分辨率范围内， 则器械在内窥镜视 野内。 本发明直接利用内窥镜参数计算投影位 置， 判断是否超出图像范围， 效率更高， 具有更强 的通用性。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114913234 B 2022.12.09 CN 114913234 B 1.一种判断器械是否在内窥镜 视野内的方法， 其特 征在于： 包括： 选取器械上的特 征点并计算 其在内窥镜坐标系下的位置； 根据内窥镜参数计算得到 内窥镜的映射矩阵， 并结合特征点在内窥镜坐标系下的位置 计算器械上 的特征点在内窥镜视野下 的位置； 所述内窥镜参数包括内窥镜的焦距、 像素尺 寸及中心像素位置； 将所述特征点在内窥镜视野下的位置映射到内窥镜的成像平面， 获得特征点在成像平 面上的像素位置， 若在内窥镜的分辨 率范围内， 则器械在内窥镜 视野内。 2.根据权利要求1所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 根据内窥 镜参数计算得到内窥镜的映射矩阵具体为： 根据内窥镜的焦距 f、 像素尺寸 pixx和pixy、 中心像素位置( cenx,ceny)计算得到 内窥镜 的映射矩阵 J： 。 3.根据权利要求1所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 根据器械 坐标系相对于内窥镜坐标系的变换矩阵得到器械上的特 征点在内窥镜坐标系下的位置 。 4.根据权利要求3所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 根据内窥 镜和器械的DH参数分别计算得到内窥镜坐标系和器械坐标系相对于机器人基坐标系的变 换矩阵， 据此计算得到器械坐标系相对于内窥镜坐标系的变换矩阵。 5.根据权利要求1所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 根据 特征 点在内窥镜视野下的位置判断器械是否在内窥镜的景深范围内， 若在内窥镜的景深范围 外， 则进行告警。 6.根据权利要求1所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 所述特征 点为器械末端点。 7.根据权利要求6所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 所述特征 点的数量 为两个， 另一个特 征点在器械的器械杆 方向上选取。 8.根据权利要求7所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 还包括步 骤： 根据两个特 征点在内窥镜的成像平面上的像素位置， 计算得到器械的朝向。 9.根据权利要求7所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 所述另一 个特征点为沿器械杆 方向距所述器械末端点1厘米的点或RC M点。 10.根据权利要求1所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 所述内 窥镜的分辨 率范围为内窥镜参数中的分辨 率范围。 11.根据权利要求1所述的判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 其特征在于： 所述内 窥镜的分辨 率范围为内窥镜 视野内设定区域的分辨 率范围。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114913234 B 2判断器械是否在内窥镜 视野内的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及机器人辅助手术技术领域， 尤其涉及 一种判断器械是否在内窥镜视野 内的方法。 背景技术 [0002]机器人辅助手术系统通常设计多个机械臂协作来完成复杂手术， 其中一条机械臂 用来夹持内窥镜， 为医护人员提供稳定的图像信息， 其他机械臂 安装有手术器械， 医生通过 操作手术器械来完成手术过程中的切割、 缝合、 止血等步骤。 该操作通常使用主从 式控制模 式， 即操作者观察内镜视野下 的器械和组织位置关系后， 通过操作主手运动来带动机械臂 的运动。 这一方面通过对主手动作的去抖提高手术操作的精确 性， 另一方面极大地减轻了 医生在手术过程中的疲劳度。 [0003]在实际手术过程中， 由于内窥镜视野的局限性， 操作者在控制主手移动器械过程 中， 器械会有超出内窥镜视野的风险。 如果看不到手术器械， 将对手术的安全性和效率造成 一定的影响。 现有方法通过计算内窥镜范围景深和视场角角度， 求出视锥体各个面的法向 量， 通过计算器械点与法向量的向量点乘来判断器械是否在视野内。 但是该方法的计算量 较大， 效率 不高。 发明内容 [0004]发明目的： 本 发明针对上述不足， 提出一种判断器械是否在内窥镜视野内的方法， 直接利用内窥镜参数、 结合成像原理计算器械在成像面的位置来判断是否在视野内， 计算 量小， 效率更高。 [0005]技术方案： [0006]判断器械是否在内窥镜 视野内的方法， 包括： [0007]选取器械上的特 征点； [0008]计算所述特征点映射到内窥镜的成像平面上的像素位置， 若在内窥镜的分辨率范 围内， 则器械在内窥镜 视野内。 [0009]计算所述特 征点映射到内窥镜的成像平面上的像素位置具体为： [0010]计算得到器械上的特 征点在内窥镜坐标系下的位置； [0011]根据内窥镜参数计算得到内窥镜的映射矩阵， 并结合特征点在内窥镜坐标系下的 位置计算器械上的特 征点在内窥镜 视野下的位置； [0012]将所述特征点在内窥镜视野下的位置映射到内窥镜的成像平面， 获得特征点在成 像平面上的像素位置 。 [0013]根据内窥镜参数计算得到内窥镜的映射矩阵具体为： [0014]根据内窥镜的焦距 f、 像素尺寸 pixx和pixy、 中心像素位置( cenx,ceny)计算得到内 窥镜的映射矩阵 J：说　明　书 1/5 页 3 CN 114913234 B 3