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公开(公告)号：CN117606486A
公开(公告)日：2024-02-27
申请号：CN202311652000.5
申请日：2023-12-04
Applicant: 南开大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本申请提供了一种基于干扰补偿的磁导航方法及装置。在执行所述方法时，先获取磁导航系统的多个磁性传感器的特征数据；所述特征数据至少包括所述多个磁性传感器的位置数据，后利用哈密尔顿环基于所述多个磁性传感器的位置数据在两个相邻的磁性传感器之间构建差分单元生成差分单元阵列，然后基于所述差分单元阵列利用扩展卡尔曼滤波算法确定所述磁导航系统的磁性目标的状态值。这样，通过在相邻的磁性传感器之间利用哈密尔顿环构建的差分单元阵列，使得同一差分单元中两个相邻的磁性传感器之间的距离最小化，达到了同一差分单元中干扰影响最相似的效果。如此，可以提升磁导航的精度和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN114943802A
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN202210523100.7
申请日：2022-05-13
Applicant: 南开大学深圳研究院
Abstract: 本发明提供一种基于深度学习与增强现实的知识引导外科手术交互方法，该方法包括以下步骤：设置一个双目相机，对其完成标定操作后，用于拍摄现实空间中的人工标记与相关医学组织；基于深度学习算法，对双目相机获取的术中图像进行语义分割，得到相关医学组织的预测图；通过最小二乘法，对双目相机左右目镜相应的预测图进行三维重建；将三维重建模型导入到Unity，基于现实空间中人工标记与医学组织的位置关系，在Unity建立人工标记与虚拟模型间的位置，进行渲染操作后，将其注册到增强现实空间内。本发明通过将深度学习与增强现实两大技术交互结合，从而实现知识引导外科手术操作的目的，为外科医生手术操作提供了直接有效的帮助。
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公开(公告)号：CN114159163A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111514157.2
申请日：2021-12-13
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开一种面向软镜的磁导航系统和方法。该系统包括：可自由弯曲的软镜、嵌套在软镜末端的多个永磁环、体外磁定位传感器阵列、定位导航系统服务器、以及显示器；体外磁定位传感器阵列用于检测所述软镜末端的磁场信息；定位导航系统服务器与软镜、体外磁定位传感器阵列、以及显示器相连接；多个永磁环的尺寸满足：多个永磁环的内径略大于软镜的末端直径、且外径小于要应用到的人体腔道的直径。该方法包括：1.定位前的固件注册步骤；2.实际定位步骤。本发明的优点包括：1.嵌入软镜末端的为永磁环而非磁定位传感器，无需为其额外供电，节约了软镜空间；2.采用圆环形状的永磁环可直接嵌套在软镜末端，无需大范围改变软镜原有的设计，大大降低了集成成本；3.能简便地在软镜末端的不同位置加装永磁环，装配简单，可实现对软镜的不同区域进行位姿估算和形状重建。
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公开(公告)号：CN113940755A
公开(公告)日：2022-01-18
申请号：CN202111159000.2
申请日：2021-09-30
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开一种术像一体的外科手术规划与导航方法，包括：步骤1、采集带定位标记的患者术前CT图像；步骤2、根据由环境动作捕捉系统确定的立体光学跟踪仪坐标、以及由立体光学跟踪仪定位的医疗器械及手术区域坐标建立术‑像一体化联合坐标系；并将所述术‑像一体化联合坐标系与所述带定位标记的患者术前CT图像进行配准；其中，术坐标系为手术室坐标系，像坐标系为虚拟影像坐标系；步骤3、将术前规划的虚拟影像坐标系下的手术路径转换到手术室坐标系下，实现机械臂及手术器械的术中主动导航；步骤4、将规划切面投射到手术区域并动态随动，结合力反馈器进行辅助手术操作。本发明提供的上述术像一体的外科手术规划与导航方法，属于一种有标记的配准方法，能够对外科手术室的环境、手术操作及导航臂、人机交互设备进行一体化的空间关系描述，并使用术前的医学影像与手术操作的方位配准与规划路径传递，以实现术中的精准主动导航。
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公开(公告)号：CN113628191A
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202110919193.0
申请日：2021-08-11
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明提供一种基于自适应尺度的医学图像分割方法，该方法包括以下步骤：通过设置一个具有不同膨胀卷积的平行卷积层模块用来提取不同尺度下的图像特征；引入一个注意力模块，该模块输入的是一个联合特征图，该特征图聚合了局部和全局特征，通过多层卷积得到一个注意力特征图，每层注意力特征图分别对应平行卷积层中相应层特征的权重；引入了一个多尺度融合模块，通过注意力特征图聚合来自平行卷积层的不同尺度下的特征。本发明通过注意力图聚合来自平行卷积层的不同尺度下的特征，从而实现网络自适应选择尺度，保证了高噪声复杂场景的医学图像分割的准确性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113352334A
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202110580052.0
申请日：2021-05-26
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明提供一种移动柔性扫描机器人系统，包括移动平台模块、柔性机械臂模块、多模态扫描仪模块，所述移动平台模块为整个系统提供平面移动能力，且所述移动平台模块可在平面内任意移动，所述柔性机械臂模块安装在移动平台模块上，且所述柔性机械臂模块有多个运动自由度，为多模态扫描仪提供三维空间移动能力，所述多模态扫描仪模块安装在柔性机械臂末端，可获取空间的多个模态信息。本发明使用移动平台模块负载柔性机械臂模块和多模态扫描仪模块进行平面空间移动，使用柔性机械臂模块负载多模态扫描仪模块进行三维空间移动，能够实现多模态扫描仪模块的自主移动，使得扫描方式更加灵活。
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公开(公告)号：CN113325870A
公开(公告)日：2021-08-31
申请号：CN202110627152.4
申请日：2021-06-04
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供一种摄影几何约束下无人机的三维视觉覆盖轨迹规划方法，包括如下步骤；首先针对三维视觉覆盖任务设计一个完整的视觉覆盖轨迹规划框架；针对由自然地形变化引起的云台相机图像变形及分辨率损失的问题，定义两个新的摄影测量约束，用以求解空中必须经过的视点；以飞行轨迹长度、飞行时间为性能指标，使用两步分层覆盖规划算法在四旋翼无人机固有物理性能约束下进行规划求解，得到一条最优性能的平滑轨迹。本发明在四旋翼无人机视觉覆盖轨迹规划方面，具有客观、普适性强的特点，并充分考虑到四旋翼无人机的固有物理性能约束，有效提升了四旋翼无人机的视觉覆盖效率。
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公开(公告)号：CN113157002A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110592492.8
申请日：2021-05-28
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供一种基于多无人机多基站的空地协同全覆盖轨迹规划方法，首先针对于多无人机和多基站视觉覆盖一个三维广域环境的任务，并提出一个基于能量优化与续航策略的空地协同系统视觉覆盖的问题框架；针对步骤1提出的问题建立数字高程模型，优化目标，使得无人机消耗的总能量尽可能的小，并同时定义四个约束条件；设计一个分层协同覆盖轨迹规划算法，第一层利用启发式算法求解步骤2中的数字高程模型，得到多架无人机的飞行轨迹；第二层是基于第一层得到的航点遍历顺序，将总飞行时间作为性能指标，用遗传算法求解每个决策变量，得到一条带时间戳的最优的平滑轨迹。本发明能够在复杂约束下得到平滑轨迹，显著提高无人机的任务执行效率。
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公开(公告)号：CN111508006A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010325315.9
申请日：2020-04-23
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明提供一种基于深度学习的运动目标同步检测、识别与跟踪方法，所述方法的步骤为：获取相机采集的待检测视频数据，并输入视频序列；对视频序列进行视频抓取；利用SSD目标检测模型对目标进行检测出感兴趣区域；使用显著性检测的方法分割出目标区域；采用加权的交叉熵损失函数进行目标识别；利用卡尔曼方程预测跟踪对象在下一个关键帧的位置；使用卡尔曼方程预测出的位置与目标检测算法算得的位置进行特征匹配；计算分割框边长与识别框边长的比值进行尺度更新判定。本发明保证了算法实时性，且能够应用在各种领域，而非应用于单一领域，并且能够解决各种动态复杂环境下的实时检测识别跟踪问题，且设计的最终目标是形成实用化和通用化的技术架构。
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公开(公告)号：CN107347181B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201710559429.8
申请日：2017-07-11
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种基于双频Wi‑Fi信号的室内定位方法。其特征在于，在双频Wi‑Fi环境下，首先在定位区域内，离线采集真实的位置数据和对应的Wi‑Fi信号强度(RSS)数据，之后将采集到的2.4GHz和5GHz频段下的RSS值分别做差值处理，获得差值信息。利用核主成分分析(KPCA)的方法对不同频段的差值信息进行融合，生成了鲁棒的位置特征，最后使用该特征和对应的位置数据建立指纹地图。在线阶段当用户进入定位区域，利用采集到的Wi‑Fi信息，生成相应的位置特征，根据指纹地图和近邻匹配定位算法，可推算出用户的位置，该方法有效的增加了Wi‑Fi定位系统的精度和面向异构设备的鲁棒性。
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