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双目视觉系统MicronTracker的优势有哪些?
SunyaTech | 2019-04-29 11:54:59    阅读:2158   发布文章

随着手术机器人的蓬勃发展,机器人视觉导航系统也在不断创新。在这方面,加拿大一直处于行业领先地位。MicronTracker作为新一代创新的双目视觉系统,具有不少技术亮点。它利用可见光和计算机视觉来检测完全被动标记的目标,并通过处理标准的视频图像来追踪它们。

MicronTracker光学追踪器/定位仪可用于各种临床指导程序,包括手动或使用机器人操作的图像引导手术、消融和活检术。MicronTracker光学定位仪还支持增强现实,这为处理临床程序提供了一种直观的方法。


产品优势

l稳定的高精度

MicronTracker光学定位仪具有一流的校准精度0.2毫米RMSE(均方根误差)。其先进的漂移补偿算法,使其在广泛的环境条件下保持准确性。在环境(极少数)可能导致精度下降时,其内部检查功能将提供警报。

l优越的可靠性

一般的姿态跟踪器使用明亮的红外标记点来标记目标位置。这些产品的系统通过计算由点产生的图心的强度来确定目标中心。污迹或部分遮挡会影响质心的位置,导致显著的测量误差。系统无法检测到此条件,也无法通知用户。

而MicronTracker 系统首先计算4个高对比度区域的交点处的目标位置,称为Xpoint。这四个黑白边界线中的每一条都独立地用于确定目标的位置。所以被污迹或其他物体遮挡的Xpoint区域会被自动忽略,对精度不会产生影响。

市场上其他的位置跟踪器造价昂贵,且随着时间的推移,当客户发现精度达不到规格要求时,须将设备送回工厂修理或重新校准。MicronTracker的R-Fine工具包(定制化精度工具和软件)允许用户验证并立即恢复设备的精度。该功能免费提供给每个用户。

R-Fine软件包含一个典型的物理变化模型,该模型储存在相机的机械结构中。在校准过程中,对模型进行调整,使其与采集到的数据精准匹配。然后利用调整后的模型对摄像机的标定进行细化。由于R-Fine校准过程只需几分钟,因此可以在必要时经常验证性能的准确性。

l视觉校准验证

标记点与任何对象的位置(例如工具末端)之间的空间关系都能直观地呈现给用户,以支持动态的可视化比较。例如,在校准了工具标记点与工具末端的位置和姿态之间的关系之后,可以将工具末端位姿的测量覆盖在其预期的图像位置上,使用户能够很容易地检测到错误和误差。

l高动态范围模式

高动态范围(HDR)模式是一种允许在光照范围大的情况下进行实体检测的技术。这一特性使MicronTracker跟踪器能够在手术室中各种亮度水平下可靠地工作。例如,H3-60型号覆盖5- 400000勒克斯的范围。

l易于定位和使用

MicronTracker是目前同类相机中最小最轻的一款。它的尺寸为164 x 43 x 54毫米,重量只有342克。它能很好地适应空间有限的杂乱环境。无需大型支撑臂或三脚架,甚至可以直接安装在病人的支架/桌上,省去了单独的参考标记。在操作或实验中,它不太可能被意外撞到。微跟踪器易于移动、存储和运输。

相机的初始定位,某种程度上消除了反复重新定位的需要。MicronTracker的FOM在摄像头前20厘米处启动,摄像机可以直接放置在被测物体的正前方。而且,MicronTracker提供了可见光视频图像,向用户精确地显示相机看到的东西和可见边界在哪里。如果丢失了对仪器的跟踪,则无需猜测:只需快速查看图像即可。

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l适应性强的目标物

MicronTracker目标物是简单、高对比度的可见图案,可以打印在一次性标签和可重复使用的塑料上,或直接画在仪器上。它们很轻,很平,可以直接附着在皮肤上,消除了病人身上笨重的附着物。ClaroNav提供的Duramark目标物是可消毒的。

l工具数量不受限

MicronTracker跟踪器可以区分只有细微差别的标记点。MicronTracker的无限标记模板数据库允许它区分数百种不同的仪器。更重要的是,数据库可能在运行时更新,允许添加新的标记模板,只需将它们呈现给摄像机并为它们分配一个名称。高效的算法和应用程序的快速内存接口允许MicronTracker以全帧速率同时跟踪几十个标记。

l标志识别的可靠性

MicronTracker跟踪器使用的Xpoint标记识别方法减少了识别错误,对临床环境中常见的亮反射点不敏感。

图像中的亮点除了中心的位置外,不包含任何几何信息。相反,Xpoints同时具有位置和方向。这种额外的识别特性大大减少了所看到的左目标和右图像的错误不匹配。它还减少了标记错误识别,即通过将观察到的目标物的特征与模板匹配来进行识别。在操作环境中,误导人的亮反射点比Xpoints更常见,因此使用Xpoints大大降低了错误识别的风险。

l流畅的姿态数据

独特的抖动过滤器为增强导航体验提供了异常流畅的姿态数据。

l灵活的追踪FOM

FOM的大小可以通过使用更大的标记或增加便宜的相机很容易地增加。多摄像头配置也有助于消除视觉干扰,因为即使目标隐藏在一个或多个摄像头之外,跟踪仍在继续。标记物可以包含任意数量的面。设计一个具有多个面、不同方向的标记物,可以增加检测角度。

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l易于集成

Microtracker提供了与 Windows 和 Linux 兼容的灵活的 API,提供了 500 多个文档良好的函数,可以在本机 C 语言和 c++、VB 中使用。Net 和 c#。这将跟踪操作置于应用程序程 序员的完全控制之下。可以直接访问底层数据,如图像和其中标识的对象,并且可以调整跟踪操作的各种属性。多数用户都发现我们的演示应用程序(源代码中有)是启动他们自己的应用程序的一个很好的起点。

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