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外固定支架模型重建软件开发与安装参数识别研究

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  • 【题名】:外固定支架模型重建软件开发与安装参数识别研究
  • 【年份】:2020
  • 【作者】:孙 涛,闫 巍,孙振辉,张 弢,宋轶民,马信龙,连宾宾
  • 【关键词】:外固定支架  浏览器/服务器架构  WebGL  区域生长算法  标记物识别
  • 【摘要】:针对精准外固定支架的设计与开发,提出了交互式外固定支架三维模型的软件系统及外固定支架安装参数的识别算法,解决了传统方法中采用二维影像划线测量获取三维安装参数误差较大的问题.考虑远程化诊疗的潜在需求,软件系统采用浏览器/服务器架构构建基于WebGL三维模型渲染技术的三维交互场景.识别算法分为标记物位置拾取与外固定支架位姿识别两部分,通过区域生长算法分割模型文件,采用最小二乘法识别标记物位置,进而借助标记物与外固定支架的几何关系求解位姿参数.以外固定支架参考环与移动环中心距离为例,开展标记物识别方法与X光影像划线测量方法的实验对比研究.借助高精度测量仪器获取两环中心距离作为标准对照组,将上述两种方法的结果分别与标准对照组进行比较.基于标记物识别方法得到的两环中心距离与标准对照组的结果误差为0.043 mm,X光影像划线测量方法的误差为4.903 mm.实验结果表明,基于重建软件和标记物识别法获取外固定支架安装参数较传统X光影像划线测量方法精度高,并有效地将精度提升两个数量级,该方法可为开发精准高效可靠外固定支架系统提供技术支持.
  • 【期刊名】:天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 【分类号】:TH77
  • 【期号】:第6期
  • 【资金项目】:国家重点研发计划资助项目(2018YFB1307800);国家自然科学基金资助项目(51775367);天津市重点研发计划京津冀三地协同创新研发资助项目(18YFSDZC00010)
  • 【作者简介】:孙 涛(1983—  ),男,博士,教授,stao@tju.edu.cn.
  • 【作者单位】:天津大学机械工程学院机构理论与装备设计教育部重点实验室;天津市天津医院;天津大学仁爱学院机械工程系
  • 【页码】:593-600
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