一种新型的内窥镜三维形状重构与定位算法

摘要

本文在研究智能内窥镜显示系统前提下,提出了一种新的内窥镜形状重构算法以及内窥镜前端的定位方法。在不改变内窥镜结构的情况下,将FBG(fiber bragg grating)传感器阵列内置于内窥镜钳道中,通过测得内窥镜中FBG传感器波长的变化来推导内窥镜任一点相对于内窥镜末端点的位姿,从而利用曲线拟合的方法重构出整个内窥镜的形状以及对前端的定位。受安装条件的限制,FBG传感器检测单元封装在SMA(shape memory alloy)合金丝上的真实位置与理论位置有较大的误差。为了减少安装精度对整个形状重建的影响,对传感器安装误差进行了分析以及对形状重构算法进行了修正。实验结果表明内窥镜前端的位置精度提高到了4.5 mm。