无接触测量的光电测距系统

摘要

一种无接触测量的光电测距系统。该系统包括：发光源、光路转换模块、被测物即手术工具、图像采集与处理模块、数据通讯接口。发光源发出的光线经光路转换模块的若干次折射及反射，照射到手术工具上，并反射回来，进入图像采集与处理模块的CMOS图像传感器中。当手术工具移动时，CMOS图像传感器录得连续的图像，然后数字信号处理器对连续两张图片进行对比分析处理，以判断手术工具移动的方向和位移。本发明适用于需要采用无接触测量方式的精确测距环境，完全可以应用于脊椎微创手术机器人手术工具的测量。该系统的主要优点是：实现了手术工具的无接触测量；保证了手术的无菌环境；具有快速、测距精确的特点；结构简单、可靠、产品化水平高。

主权项

一种无接触测量的光电测距系统，其特征在于该系统包括：发光源：用于为光电测距系统提供光源；光路转换模块：将发光源发出的光经过折射和反射后照射到被测物表面；同时将被测物表面反射的光线会聚并由图像采集与处理模块接收以进行成像；被测物：为光电测距系统测量的对象，用于将光路转换模块照射到被测物表面的光反射到图像采集与处理模块；图像采集与处理模块：用于接收被测物表面反射的光线，并进行成像、记录被测物移动轨迹以及对被测物移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，最后得出移动方向和移动距离的数据；数据通讯接口：用于将图像采集与处理模块得出的被测物移动方向和移动距离的数据发送给上层控制单元；所述的被测物为手术工具，该手术工具固定在手术工具固定机构上，该固定机构包括：线路板座，线路板座上开有一个用于放置手术工具的移动凹槽，移动凹槽的底部开有一个用于通过光电测距系统中光路转换模块发射的测量光线的通光孔，移动凹槽的上面放置有一个防止手术工具移位及脱出的滑片，该滑片由固定在线路板座上的线路板座盖片固定，并由线路板座盖片上设置的滚珠压簧定位机构定位，滑片上设有至少两个用于与滚珠压簧定位机构匹配的定位凹坑。