虛擬現(xiàn)實(shí)中用到的五種定位追蹤技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)在仿真環(huán)境中當(dāng)使用者進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí),計(jì)算機(jī)可以迅速進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算,將精確的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)特征傳回,從而產(chǎn)生強(qiáng)大的臨場感、真實(shí)感。要實(shí)現(xiàn)該類應(yīng)用,首先要讓計(jì)算機(jī)感知使用者在虛擬空間中所處的位置,包括距離和角度等,所以說位置追蹤技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的重要組成部分之一。目前常用的定位主要有超聲式、光學(xué)式、電磁式和機(jī)械式四種技術(shù)專業(yè)方向,當(dāng)然還有慣性和圖像提取的技術(shù)方式,同時(shí),不依賴于傳感器而直接識別人體人體特征的運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)也將很快進(jìn)入實(shí)用,從技術(shù)角度來看,運(yùn)動(dòng)捕捉就是要測量、、記錄物體在三維空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡。1、超聲式位置追蹤系統(tǒng)(Hexamite超聲波定位系統(tǒng))是利用不同的超聲波到達(dá)某一特定位置的相位差或是時(shí)間差來實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體的定位和的,但其會因超聲波的反射、輻射或空氣的流動(dòng)造成誤差,另外,它的更新頻率較低,而且要求超聲發(fā)射器和超聲接收傳感器之間沒有阻擋。這些因素限制了超聲定位的精度、速度和其應(yīng)用范圍。2、光學(xué)式位置追蹤系統(tǒng)(PST光學(xué)位置追蹤系統(tǒng))是通過對目標(biāo)物體上特定光點(diǎn)的和監(jiān)視來完成運(yùn)動(dòng)定位和捕捉任務(wù)的。對于空間中的某一點(diǎn),只要它能同時(shí)為兩攝像頭所見。內(nèi)蒙古光學(xué)追蹤定位,可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;河南光學(xué)追蹤醫(yī)學(xué)儀器價(jià)格
如何選擇用于手術(shù)導(dǎo)航的光學(xué)追蹤與電磁追蹤儀器?如何選擇用于手術(shù)導(dǎo)航的光學(xué)追蹤與電磁追蹤儀器?來源:舜若科技[SunyaTech]光學(xué)追蹤儀器和電磁追蹤儀器是手術(shù)導(dǎo)航中常用到的兩類三維定位導(dǎo)航設(shè)備,是手術(shù)導(dǎo)航和手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵部分,在手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中起到了眼睛的作用。事實(shí)上,光學(xué)追蹤儀器和電磁追蹤儀器各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景,不能一概而論。所以,具體選擇哪種類型的儀器以及如何選型,是科研人員經(jīng)常面對的問題,終需要根據(jù)自身應(yīng)用場景作為依據(jù)加以選擇。下文是發(fā)布在美國醫(yī)學(xué)物理學(xué)會出版的《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》上的一篇論文,文章基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和科學(xué)計(jì)算,很好的回答了上述問題,供從業(yè)者參考。由于篇幅較長,這里翻譯文章摘要,并附全文鏈接如下,還望大家包涵。論文題目《影像引導(dǎo)式腹腔鏡手術(shù)中的電磁追蹤:與光學(xué)追蹤的比較以及組合式腹腔鏡和腹腔鏡超聲系統(tǒng)的可行性研究》目的在圖像引導(dǎo)腹腔鏡檢查中,通常采用光學(xué)追蹤,但是在文獻(xiàn)中已經(jīng)提出了電磁(EM)系統(tǒng)。在本文中,我們對用于圖像引導(dǎo)腹腔鏡手術(shù)的EM和光學(xué)追蹤系統(tǒng)進(jìn)行了比較,并提出了結(jié)合EM追蹤腹腔鏡和腹腔鏡超聲(LUS)圖像引導(dǎo)系統(tǒng)的可行性研究。陜西的光學(xué)追蹤廠家上海光學(xué)追蹤技術(shù)公司,可以聯(lián)系位姿科技(上海)有限公司;
基準(zhǔn)技術(shù)(例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性,基準(zhǔn)相對于相機(jī)的角度響應(yīng)),基準(zhǔn)點(diǎn)的固定(例如,插入的可重復(fù)性,基準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)記之間的機(jī)械松弛),標(biāo)記的制造(例如制造的可重復(fù)性或幾何校準(zhǔn)的質(zhì)量),標(biāo)記的相對姿勢,標(biāo)記的速度和整體延遲,缺少局部遮擋,與術(shù)前現(xiàn)場登記相關(guān)的殘留錯(cuò)誤,術(shù)前測量/成像儀的準(zhǔn)確性,外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準(zhǔn)確。特別是對于光學(xué)追蹤系統(tǒng),固有追蹤精度高度取決于:相機(jī)的分辨率,基線(攝像機(jī)之間的距離),堅(jiān)固性(機(jī)械,熱和老化穩(wěn)定性),在工作空間中基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和角度,圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準(zhǔn)及準(zhǔn)確性先進(jìn)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進(jìn)行了校準(zhǔn)。該過程包括在20°C下在整個(gè)測量體積中將單個(gè)基準(zhǔn)步進(jìn)移動(dòng)2000個(gè)點(diǎn)以上。由于使用坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)精確測量了點(diǎn)的位置,因此每個(gè)設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)都經(jīng)過了精細(xì)調(diào)整。通常,CMM校準(zhǔn)的精度比棋盤格校準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實(shí)際上,當(dāng)執(zhí)行在,期望的均方根(RMS)精度為90μm。光學(xué)追蹤系統(tǒng)的典型精度數(shù)字請注意,工作容積內(nèi)的誤差不是各向同性的([X,Y]和Z的誤差有所不同)。在整個(gè)工作空間中。
非線性光學(xué)顯微鏡利用受散射影響較小的較長波長激發(fā),而光學(xué)相干斷層掃描進(jìn)一步利用相干時(shí)間門控來拒絕散射光子,但活組織中可實(shí)現(xiàn)的成像深度仍約為1-2毫米。另一方面,已經(jīng)建議基于自適應(yīng)光學(xué)或波前成形的方法來突破這個(gè)深度障礙,盡管在超過1毫米的深度的體內(nèi)適用性仍然具有挑戰(zhàn)性。▲圖1.漫射光學(xué)定位成像(DOLI)的概念和微滴的表征。(a)DOLI設(shè)置的布局。單色激光束通過SWIR相機(jī)檢測到的背向散射熒光照射隱藏在散射介質(zhì)后面的熒光目標(biāo)。(b)用商業(yè)明場顯微鏡捕獲的微滴的WF圖像。(c)微滴直徑分布的直方圖。(d)定位和圖像形成工作流程。(e)用于測量PSF對散射介質(zhì)中目標(biāo)深度的依賴性的實(shí)驗(yàn)裝置。(f)用SWIR相機(jī)捕獲的微流控芯片的WF圖像。(g)記錄的熒光點(diǎn)大?。ň€輪廓的FWHM)作為目標(biāo)深度的函數(shù);顯示了原始數(shù)據(jù)和曲線擬合。具有光學(xué)對比度的深層組織成像也可以通過結(jié)合光和聲的混合方法來完成。特別是,與光相比,超聲波在軟生物組織中幾乎沒有散射,因此提出了幾種聲光方法,采用聚焦超聲來調(diào)制相干光并在混濁樣品內(nèi)產(chǎn)生頻移光源。然后,散射波前的檢測用于通過時(shí)間反轉(zhuǎn)光學(xué)相位共軛將光重新聚焦到聲學(xué)焦點(diǎn)。然而,這些方法受到活組織中毫秒級散斑去相關(guān)時(shí)間的影響。四川光學(xué)追蹤系統(tǒng)生產(chǎn)公司,位姿科技(上海)有限公司;
本公開涉及光學(xué)定位領(lǐng)域,具體地,涉及一種光學(xué)定位系統(tǒng)。背景技術(shù):光學(xué)定位系統(tǒng)是根據(jù)光學(xué)特性獲得一個(gè)或多個(gè)光學(xué)標(biāo)記物坐標(biāo)的系統(tǒng)。通常一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記物附著在一個(gè)待確定位置的物體(**工具)上。標(biāo)記物可以是有源標(biāo)記物(也稱主動(dòng)標(biāo)記物,例如,發(fā)光二極管)、無源標(biāo)記物(也稱被動(dòng)標(biāo)記物,例如,反射球,反射片),或主動(dòng)標(biāo)記物和被動(dòng)標(biāo)記物的組合。無源標(biāo)記物的一個(gè)例子是玻璃微珠技術(shù)的圓片或圓球。這種無源標(biāo)記是通過在基層嵌入微小玻璃珠(其數(shù)量以數(shù)十萬計(jì))后獲得反光布,并且將基層包覆到物體(例如,球體、圓片)的表面。光學(xué)定位系統(tǒng)中常規(guī)的照明裝置是傳感裝置周圍的燈環(huán)。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)定位系統(tǒng)的照明裝置的示意圖。如圖1所示,燈環(huán)1可由多個(gè)led燈排列組成。由于各個(gè)led燈的亮度可能存在較大的個(gè)體差異,因此,燈環(huán)1很難成為理想的高斯光源,進(jìn)而感測器得到的是一個(gè)不完全對稱的環(huán),很難直接提取環(huán)的中心,當(dāng)距離標(biāo)記物較近時(shí)影響更為明顯。有源標(biāo)記物在理論上應(yīng)該是光學(xué)高斯圓點(diǎn),但是相應(yīng)的地需要配置控制電路,還需要配置電源,如果使用電池作為電源,還涉及到工作壽命的問題,在應(yīng)用上會受到很多的限制。山西光學(xué)追蹤系統(tǒng)生產(chǎn)公司,位姿科技(上海)有限公司;陜西的光學(xué)追蹤廠家
湖北光學(xué)追蹤系統(tǒng)生產(chǎn)公司,位姿科技(上海)有限公司;河南光學(xué)追蹤醫(yī)學(xué)儀器價(jià)格
基準(zhǔn)技術(shù)(例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性,基準(zhǔn)相對于相機(jī)的角度響應(yīng)),基準(zhǔn)點(diǎn)的固定(例如,插入的可重復(fù)性,基準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)記之間的機(jī)械松弛),標(biāo)記的制造(例如制造的可重復(fù)性或幾何校準(zhǔn)的質(zhì)量),標(biāo)記的相對姿勢,標(biāo)記的速度和整體延遲,缺少局部遮擋,與術(shù)前現(xiàn)場登記相關(guān)的殘留錯(cuò)誤,術(shù)前測量/成像儀的準(zhǔn)確性,外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準(zhǔn)確。特別是對于光學(xué)追蹤系統(tǒng),固有追蹤精度高度取決于:相機(jī)的分辨率,基線(攝像機(jī)之間的距離),堅(jiān)固性(機(jī)械,熱和老化穩(wěn)定性),在工作空間中基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和角度,圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準(zhǔn)和準(zhǔn)確性先進(jìn)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進(jìn)行了校準(zhǔn)。該過程包括在20°C下在整個(gè)測量體積中將單個(gè)基準(zhǔn)步進(jìn)移動(dòng)2000個(gè)點(diǎn)以上。由于使用坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)精確測量了點(diǎn)的位置,因此每個(gè)設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)都經(jīng)過了精細(xì)調(diào)整。通常,CMM校準(zhǔn)的精度比棋盤格校準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實(shí)際上,當(dāng)執(zhí)行在,期望的均方根(RMS)精度為90μm。光學(xué)追蹤系統(tǒng)的典型精度數(shù)字請注意,工作容積內(nèi)的誤差不是各向同性的([X,Y]和Z的誤差有所不同)。在整個(gè)工作空間中。河南光學(xué)追蹤醫(yī)學(xué)儀器價(jià)格