手术器械标定方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

2021-01-08 11:01:00|

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本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种手术器械标定方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

手术器械是医生实施手术的直接工具，对手术器械的准确、实时跟踪定位，是实现手术导航成功的关键。手术过程中为了达到准确跟踪手术器械的目的，术前需要对手术器械进行标定。

传统技术中的手术器械的标定有两种方法，一种是直接通过测量机械结构得到，其不适于医生在临床手术中使用；另一种是通过标定板的标定得到，但需加工标定用的标定板作为标定工具，且标定板的形变会影响标定结果。

因此，现有技术中缺乏一种精确且简便的手术器械标定方法。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够精确且简便地进行手术器械标定的手术器械标定方法、装置、计算机设备和存储介质。

第一方面，本申请实施例提供一种手术器械标定方法，该方法包括：

根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合；位置传感器附着于待标定手术器械上；

根据各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，在预设的算法模型中，获取各采样频率对应的候选坐标；候选坐标为待标定手术器械的前端中心点在手术器械位置传感器坐标系下的坐标；

根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；目标坐标用于对手术器械进行标定。

在其中一个实施例中，上述根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，包括：

通过定位仪器采集待标定手术器械上所附着的至少一个位置传感器的备用坐标；备用坐标为位置传感器在定位仪器坐标系下的坐标；

根据预设的多种采样频率，对至少一个位置传感器的备用坐标进行采样，得到各采样频率对应的位置传感器的坐标集合。

在其中一个实施例中，上述通过定位仪器采集待标定手术器械上所附着的至少一个位置传感器的备用坐标，包括：

控制待标定手术器械沿着任一原点做锥形旋转；

通过定位仪器采集待标定手术器械旋转过程中，至少一个位置传感器的备用坐标。

在其中一个实施例中，上述根据各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，在预设的算法模型中，获取各采样频率对应的候选坐标，包括：

根据预设的算法模型，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵；

根据各坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵，确定各采样频率对应的候选坐标。

在其中一个实施例中，上述根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标，包括：

获取各候选坐标的均值或加权平均，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在其中一个实施例中，在上述确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标之前，该方法还包括：

对均值或加权平均的精度进行校正操作，得到待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在其中一个实施例中，上述对均值或加权平均的精度进行校正操作，得到待标定手术器械的前端中心点的目标坐标，包括：

沿着待标定手术器械的前端中心点的轴向，对待标定手术器械进行轴向旋转，获取不同旋转情况下的前端中心点的偏移坐标；

根据前端中心点的偏移坐标，对均值进行校正，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在其中一个实施例中，上述对均值或加权平均的精度进行校正操作，得到待标定手术器械的前端中心点的目标坐标，包括：

获取待标定手术器械沿着标准工装线移动的整体平移坐标和平移信息；

根据整体平移坐标和平移信息，对均值进行校正，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

第二方面，本申请实施例提供一种手术器械标定装置，该装置包括：

第一获取模块，根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合；位置传感器附着于待标定手术器械上；

第二获取模块，根据各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，在预设的算法模型中，获取各采样频率对应的候选坐标；候选坐标为待标定手术器械的前端中心点在手术器械位置传感器坐标系下的坐标；

确定模块，根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；目标坐标用于对手术器械进行标定。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面实施例提供的任一项方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面实施例提供的任一项方法的步骤。

本申请实施例提供的一种手术器械标定方法、装置、计算机设备和存储介质，根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的附着于待标定手术器械上的位置传感器的坐标集合，根据各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，在预设的算法模型中，获取各采样频率对应的候选坐标，该候选坐标为待标定手术器械的前端中心点在手术器械位置传感器坐标系下的坐标，然后根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标，通过目标坐标对手术器械进行标定；该方法中，在确定手术器械进行标定的目标坐标时，是从多种采样频率下的坐标集合中确定的，通过对不同的采样频率进行融合，进一步地，采用预设的算法模型确定该候选坐标，使得确定目标坐标更加精确，从而使得根据目标坐标进行标定的手术器械更加精确。另外，该实施例中在对手术器械进行标定时，全过程无需采用标定板，无需考虑标定板带来的误差，且整个过程通过简便的方式就可完成，非常适合临床使用，提高了手术器械标定的便利性。

附图说明

图1为一个实施例提供的一种手术器械标定方法的应用环境图；

图2为一个实施例提供的一种手术器械标定方法的流程示意图；

图2a为一个实施例提供的一种位置传感器固定手术器械示意图；

图3为另一个实施例提供的一种手术器械标定方法的流程示意图；

图4为另一个实施例提供的一种手术器械标定方法的流程示意图；

图4a为一个实施例提供的一种手术器械旋转示意图；

图4b为一个实施例提供的一种位置传感器数据处理结果对比图；

图5为另一个实施例提供的一种手术器械标定方法的流程示意图；

图6为另一个实施例提供的一种手术器械标定方法的流程示意图；

图7为另一个实施例提供的一种手术器械标定方法的流程示意图；

图8为一个实施例提供的一种手术器械标定方法的流程图；

图9为一个实施例提供的一种手术器械标定装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的一种手术器械标定方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，该手术器械标定方法应用在图1所示的计算机设备中，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图请参见图1。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储手术器械标定的相关数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种手术器械标定方法。

本申请实施例提供一种手术器械标定方法、装置、计算机设备和存储介质，能够精确且简便地进行手术器械标定。下面将通过实施例并结合附图具体地对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。需要说明的是，本申请提供的一种手术器械标定方法，图2-图8的执行主体为计算机设备。其中，该图2-图8的执行主体还可以是手术器械标定装置，该装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为计算机设备的部分或者全部。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种手术器械标定方法，以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明，本实施例涉及的是计算机设备根据预设的多种采样频率对应的附着于待标定手术器械上的位置传感器的坐标集合，获取各采样频率对应的候选坐标，并从候选坐标中确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标的具体过程，该实施例包括以下步骤：

s101，根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合；位置传感器附着于待标定手术器械上。

其中，预先设定了多种采样频率，例如，x1,x2,…,xn,xn代表第n个采样频率；其中，位置传感器可以定位出待标定手术器械的具体位置坐标，位置传感器包括但不限于是接触式传感器、接近式传感器、直线位移传感器、角位移传感器等，本申请实施例对此不作限定。其中，待标定手术器械为刚性手术器械，其手术器械的末端可沿着某一固定点做锥形旋转运动，包括但不限于是探针、穿刺针等。

具体地，计算机设备根据预设的多种采样频率，采集各采样频率下待标定手术器械上位置传感器的坐标。如图2a所示，为一种示例中附着固定有位置传感器的待标定手术器械上的示意图；待标定手术器械上可固定多个位置传感器，因此采集的坐标集合中，一种采样频率下对应多个位置传感器的坐标集合，例如，获取的坐标集合为groupcalculate＝{groupp_x1,groupp_x2,…,groupp_xn}；其中，该集合中groupp_xn代表第n个采样频率下所有位置传感器的集合。

s102，根据各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，在预设的算法模型中，获取各采样频率对应的候选坐标；候选坐标为待标定手术器械的前端中心点在手术器械位置传感器坐标系下的坐标。

在上述确定了各采样频率对应的位置传感器的坐标集合之后，根据预设的算法模型进一步获取各采样频率对应的候选坐标，其中，确定的候选坐标是待标定手术器械的前端中心点在手术器械位置传感器坐标系下的坐标。

其中，算法模型是预先建立地可以确定出候选坐标的模型，例如：四点法算法模型，当然也可以是其他算法建立的模型，包括但不限于是神经网络模型等，本申请实施例对此不作限定。

s103，根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；目标坐标用于对手术器械进行标定。

在得到了各候选坐标后，从各候选坐标中可确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标，通过该目标坐标对手术器械的前端中心点进行标定，例如，将手术器械的前端中心点的坐标调整为目标坐标，或者，将手术器械的前端中心点的坐标调整为根据目标坐标计算的坐标等等，本实施例对此不作限定。

例如，根据各候选坐标确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标的方式包括但不限于是求均值、求熵值，或者将候选坐标进行分布处理后求取重心的坐标，还可以是将各候选坐标输入至预先训练好的神经网络模型中得到目标坐标等等，本实施例对此不作限定。

本实施例提供的手术器械标定方法，根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的附着于待标定手术器械上的位置传感器的坐标集合，根据各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，在预设的算法模型中，获取各采样频率对应的候选坐标，该候选坐标为待标定手术器械的前端中心点在手术器械位置传感器坐标系下的坐标，然后根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标，通过目标坐标对手术器械进行标定；该方法中，在确定手术器械进行标定的目标坐标时，是从多种采样频率下的坐标集合中确定的，通过对不同的采样频率进行融合，进一步地，采用预设的算法模型确定该候选坐标，使得确定目标坐标更加精确，从而使得根据目标坐标进行标定的手术器械更加精确。另外，该实施例中在对手术器械进行标定时，全过程无需采用标定板，无需考虑标定板带来的误差，且整个过程通过简便的方式就可完成，非常适合临床使用，提高了手术器械标定的便利性。

以上实施例的基础上，本申请实施例还提供了一种手术器械标定方法，其涉及的是计算机设备具体获取各位置传感器坐标集合的具体过程，如图3所示，上述s101步骤包括以下步骤：

s201，通过定位仪器采集待标定手术器械上所附着的至少一个位置传感器的备用坐标；备用坐标为位置传感器在定位仪器坐标系下的坐标。

其中，计算机设备可通过定位仪器(例如gps等)采集待标定手术器械上位置传感器的坐标，称为备用坐标。由于是通过定位仪器采集，所以采集的位置传感器的坐标对应是在定位仪器坐标系下。可参见上述图2a中，待标定手术器械上存在固定多个位置传感器的情况，所以需将待标定手术器械上所有位置传感器的坐标均进行采集。

可选地，如图4所示，提供一种通过定位仪器采集待标定手术器械上位置传感器的备用坐标的实施例，该实施例包括：

s301，控制待标定手术器械沿着任一原点做锥形旋转。

请参见图4a，仍以通过定位仪器采集备用坐标为例，控制待标定手术器械沿着任一原点做锥形旋转(pivot)，例如，旋转时可倾斜角度30度到60度，图4a中的圆锥形弧度为待标定手术器械旋转的轨迹示意，其不是任何实体。例如，可通过计算机设备控制夹具夹持着进行旋转，亦可是用户手持待标定手术器械进行锥形旋转等，本实施例对此不作限定。

s302，通过定位仪器采集待标定手术器械旋转过程中，至少一个位置传感器的备用坐标。

在控制待标定手术器械做锥形旋转的旋转过程中，计算机设备通过定位仪器采集各位置传感器在定位仪器坐标下的坐标作为各位置传感器的备用坐标；可以理解的是，这里采集时备用坐标时无需考虑采样频率，即位置传感器的备用坐标是所有时刻的坐标集合。

s202，根据预设的多种采样频率，对至少一个位置传感器的备用坐标进行采样，得到各采样频率对应的位置传感器的坐标集合。

在得到各位置传感器的备用坐标之后，计算机设备根据预设的多种采样频率对各位置传感器的备用坐标进行采样，即可得到各采样频率对应的位置传感器的坐标集合。

例如，附着于手术器械的位置传感器的3d坐标可表示为pi(i＝1,2,…,n)，得到坐标集合可表示为groupp＝{p1,p2,…,pm},每个p表示一个位置传感器。

然后基于预设的采样频率对位置传感器的坐标集合进行采样，得到不同采样频率下的坐标集合groupp_j(j＝x1,x2,…,xn),其中，xn代表第n个采样频率，那么，不同采样频率的坐标集合构成计算所用数据的集合可表示为：groupcalculate＝{groupp_x1,groupp_x2,…,groupp_xn}。

请参见图4b所示，提供一种采集的坐标处理后的对比图；其中，1号区域中是直接对原始坐标数据的线性无关结果，2号区域中是虚线是通过不同采样频率的坐标的线性无关结果。从图4b中可以看出：1号区域的原始坐标求取的线性无关结果数据分散，而2号区域中通过对原始数据采用不同采样频率进行采样后的坐标求取的线性无关结果较为集中，从而提高了坐标数据采集精度。

因此，本申请实施例中对原始采集的各位置传感器的坐标结合不同采样频率进行采样后，可以使得确定出更加确定的候选坐标，进而确定出精确地目标坐标，使得手术器械标定结果更加精确。

上述s102步骤中是确定候选坐标的过程可参见如图5所示的实施例，该实施例包括：

s401，根据预设的算法模型，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵。

s402，根据各坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵，确定各采样频率对应的候选坐标。

在获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵之前，先构建算法模型，例如，四点法，该算法模型中包括坐标点的旋转矩阵和平移矩阵，例如，算法模型如下：

其中，上述公式中，b表示定位仪器坐标系，e表示手术器械位置传感器坐标系，tcp表示手术器械前端中心点，r表示旋转矩阵，p表示点坐标也表示平移矩阵。

根据上述公式，求取不同采样频率的坐标集合中的每一个点所求得的旋转矩阵和平移矩阵。对于不同旋转矩阵及平移矩阵可以得到不同的方程左边，因为方程右边都相同，因此不同的坐标集合得到的方程左边可串起来，得到以下等式:

继而通过上述等式进行矩阵运算即可得到所求的点的坐标。

本实施例中，通过根据预设的算法模型，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵，并根据各坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵，确定各采样频率对应的候选坐标，通过该预设算法模型中包括的旋转矩阵和平移矩阵可以准确地确定出每个采样频率对应的候选坐标。

基于上述实施例中得到的各采样频率对应的候选坐标，可以从候选坐标中确定出待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。那么，在一个实施例中，上述s103步骤中包括：获取各候选坐标的均值或加权平均，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。可选地，在上述确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标之前，该方法还包括：对均值或加权平均的精度进行校正操作，得到待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

具体地，对各候选坐标求取均值或者加权平均得到的结果确定为待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。不同采样频率的点集合可以得到不同的点坐标ptarget_j(j＝1,2,…,n),其中，j的数量与采样频率的数量一致。再求取不同采样频率下的点坐标的均值，即可得出所需求解的手术器械前端中心点在手术器械的位置传感器坐标系下的坐标值，亦即求得目标坐标完成了手术器械的标定。这样，通过对同次采集的数据源做不同采样频率的处理，得到相近的结果，由此进行平均后进一步处理，提高精度，由于数据是旋转一次采集完成，不增加采集的时间，提高了标定效率。

当然，为了使得求得的目标坐标更加精确，可以对候选坐标求取均值或者加权平均之后，对求取的均值或者加权平均值的精度进行校正操作，例如，校正操作可以通过轴向或者平移等方向的验证操作过程，提高精度。也可通过工具的限制性的轴向转动、平移等方式，形成不同程度的约束条件，进而通过不同方式来实现数值优化，提高精度等，本实施例对此不作限定。

如图6所示，在一个实施例中，提供一种对均值的精度进行校正操作的具体过程，该实施例包括：

s501，沿着待标定手术器械的前端中心点的轴向，对待标定手术器械进行轴向旋转，获取不同旋转情况下的前端中心点的偏移坐标。

本实施例从轴向方向的验证操作为例进行说明。具体地，计算机设备可控制待标定手术器械沿着待标定手术器械的前端中心点的轴向进行轴向旋转，获取不同旋转情况下的前端中心点的偏移坐标，例如，沿轴向保持待标定手术器械的前端中心点不变，顺时针或者逆时针旋转待标定手术器械，采集不同旋转情况下(例如不同旋转时刻，不同旋转角度等)前端中心点的偏移坐标。

s502，根据前端中心点的偏移坐标，对均值进行校正，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在得到了待标定手术器械在不同旋转情况下的前端中心点的偏移坐标之后，计算机设备根据该偏移坐标对上述已经求取的候选坐标的均值进行校正，得到待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；例如，校正方式为根据偏移坐标的均值对上述已经求取的候选坐标的均值进行轴向上的反向补偿等。

如图7所示，在另外一个实施例中，提供一种对均值的精度进行校正操作的另外一种实施例，该实施例包括：

s601，获取待标定手术器械沿着标准工装线移动的整体平移坐标和平移信息。

本实施例从平移方向的验证操作为例进行说明。具体地，计算机设备可控制待标定手术器械沿着标准工装线移动，并获取待标定手术器械沿着标准工装线移动的整体平移坐标和平移信息，例如，在待标定手术器械沿着标准工装的几何特征方向移动时(如沿着边线平移等)，采集待标定手术器械上传感器整体平移前后整体的坐标信息，包括平移前的坐标和平移后的坐标，以及标准工装的几何特征方向信息(如边线平移方向信息)。

s602，根据整体平移坐标和平移信息，对均值进行校正，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在得到待标定手术器械沿着标准工装线移动的整体平移坐标和平移信息之后，根据整体平移坐标和平移信息，计算机设备对上述求取的候选坐标的均值进行校正，将校正后的坐标值作为目标坐标。其中，进行校正的方式可以是通过直线的最小二乘拟合、ransac方法等，对求得的整体平移坐标进行筛选，筛选得到的坐标即为校正后的坐标。

以上实施例中，将各候选坐标的均值作为目标坐标，而候选坐标是根据各种采样频率得到的，求取的均值考虑多种采样频率，使得目标坐标的可以更加精确的对手术器械进行标定。

进一步地，在确定目标坐标之前，对各候选坐标的均值进行校正，包括但不限于从轴向、平移方向，形成不同程度的约束条件实现数值优化，从而进一步提高了目标坐标的精度，使得得到的目标坐标可以极大地提高标定手术器械的精确度。

如图8所示，本申请实施例提供了一种手术器械标定方法，该实施例包括：

s1，控制待标定手术器械沿着任一原点做锥形旋转；

s2，通过定位仪器采集待标定手术器械旋转过程中，至少一个位置传感器的备用坐标；备用坐标为位置传感器在定位仪器坐标系下的坐标；

s3，根据预设的多种采样频率，对至少一个位置传感器的备用坐标进行采样，得到各采样频率对应的位置传感器的坐标集合；

s4，根据预设的算法模型，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵；

s5，根据各坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵，确定各采样频率对应的候选坐标；

s6，获取各候选坐标的均值或加权平均，对均值或加权平均的精度进行校正操作，得到待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；

s7,根据目标坐标对待标定手术器械进行标定。

本实施例提供的手术器械标定方法中各步骤，其实现原理和技术效果与前面各手术器械标定方法实施例中类似，在此不再赘述。图8实施例中各步骤的实现方式只是一种举例，对各实现方式不作限定，各步骤的顺序在实际应用中可进行调整，只要可以实现各步骤的目的即可。

应该理解的是，虽然图2-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种手术器械标定装置，包括：第一获取模块10、第二获取模块11和确定模块12，其中，

第一获取模块10，根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合；位置传感器附着于待标定手术器械上；

第二获取模块11，根据各采样频率对应的位置传感器的坐标集合，在预设的算法模型中，获取各采样频率对应的候选坐标；候选坐标为待标定手术器械的前端中心点在手术器械位置传感器坐标系下的坐标；

确定模块12，根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；目标坐标用于对手术器械进行标定。

在其中一个实施例中，上述第一获取模块10包括：

采集单元，用于通过定位仪器采集待标定手术器械上所附着的至少一个位置传感器的备用坐标；备用坐标为位置传感器在定位仪器坐标系下的坐标；

采样单元，用于根据预设的多种采样频率，对至少一个位置传感器的备用坐标进行采样，得到各采样频率对应的位置传感器的坐标集合。

在一个实施例中，上述采样单元包括：

控制子单元，用于控制待标定手术器械沿着任一原点做锥形旋转；

采集子单元，用于通过定位仪器采集待标定手术器械旋转过程中，至少一个位置传感器的备用坐标。

在一个实施例中，上述第二获取模块11包括：

获取单元，用于根据预设的算法模型，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵；

确定单元，用于根据各坐标集合中每一个点的旋转矩阵和平移矩阵，确定各采样频率对应的候选坐标。

在一个实施例中，上述确定模块12包括目标坐标确定单元，用于获取各候选坐标的均值或加权平均，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在一个实施例中，在上述确定模块12还包括：校正单元，用于对均值或加权平均的精度进行校正操作，得到待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在其中一个实施例中，上述校正单元包括：

偏移坐标获取子单元，用于沿着待标定手术器械的前端中心点的轴向，对待标定手术器械进行轴向旋转，获取不同旋转情况下的前端中心点的偏移坐标；

第一校正子单元，用于根据前端中心点的偏移坐标，对均值进行校正，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

在其中一个实施例中，上述校正单元包括：

平移数据获取子单元，用于获取待标定手术器械沿着标准工装线移动的整体平移坐标和平移信息；

第二校正子单元，用于根据整体平移坐标和平移信息，对均值进行校正，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标。

关于手术器械标定装置的具体限定可以参见上文中对于手术器械标定方法的限定，在此不再赘述。上述手术器械标定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如上述图1所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种手术器械标定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，上述图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合；位置传感器附着于待标定手术器械上；

根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；目标坐标用于对手术器械进行标定。

上述实施例提供的一种计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据预设的多种采样频率，获取各采样频率对应的位置传感器的坐标集合；位置传感器附着于待标定手术器械上；

根据各候选坐标，确定待标定手术器械的前端中心点的目标坐标；目标坐标用于对手术器械进行标定。

上述实施例提供的一种计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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