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基于IMU的C形臂旋转角度定位方法的研究

         

摘要

目的 移动式X线透视影像设备(C形臂)凭借其便携、实时的优势已成为图像引导手术中标准配置设备,然而大部分医院配备的C形臂不具备旋转角度测量功能.方法 本文设计了一种基于惯性测量单元的C形臂旋转运动角度定位方法.通过融合惯性测量单元中各惯性测量器件的实时测量数据,构建世界坐标系和载体坐标系的旋转矩阵,利用四元数分量求解C形臂旋转角度,从而对C形臂旋转运动进行定位.本文设计了精密电动旋转平台标定实验和C形臂旋转定位实验对本文方法进行了评估.结果 在精密电动旋转平台标定实验中,本文设计方法的最大定位误差为0.5°;在C形臂的实验中,最大定位误差为0.8°,能够满足临床手术导航需求(定位误差不大于1°).结论 本文设计的定位方法不需要标定和校正过程,流程简单易行,具有很强的适应性,能够为后续手术导航提供必要的角度信息.

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