机器人化测试相机位置以确定心脏直视手术立体3D可视化理想配置

它能够拍摄高质量的3D视频，用于培训和教育。该技术可应用于大多数开放手术的手术室环境。通过机器人化的方法，我们可以快速而准确地收集数据，以评估摄像头的位置。

该方法用于快速测试三维视觉应用中的相机配置，也可用于研究不同观察者对深度的感知方式。开始安装相机至机器人时，首先将镜头安装到相机上，然后使用三颗 M2 螺丝将相机安装到适配板上。

接下来，使用四个 M4 螺丝将圆形安装板固定到相机适配板上，安装位置为相机的对侧。所有相机安装到机器人后，观察所形成组件的镜像情况。使用四个 M2.5 螺丝将适配板安装到机器人腕部。

对于台式机器人，将左侧相机安装到右侧机械臂上。将USB线缆连接至相机和Ubuntu计算机。在机器人触摸显示屏上，按下菜单按钮，选择Stereo 2以启动机器人应用程序。

在主界面，按下“前往”按钮，使机器人应用中的距离设置为 1,100 毫米，并等待机器人移动至起始位置。取下相机的保护镜头盖。将打印好的校准网格放置在距离相机传感器 1,100 毫米的位置。

为了正确识别对应的方格，请在网格中心放置一个小螺母或做一标记。在 Ubuntu 计算机上启动录制应用程序以启动界面，然后使用光圈环和对焦环调节镜头的光圈和对焦。

在录制应用程序中，勾选“十字线”以显示十字准线。在录制应用程序中，确保十字准线与两个相机图像中校准网格的同一位置对齐。按下机器人应用程序中的齿轮图标后，调整相机相对于患者的位置。

通过按压“机械臂与手的距离”参数的加号或减号来改变X方向，通过按压“采集高度”的加号或减号来改变Z方向，以在图像中捕获手术视野。通过手动移动机器人或患者来调整Y方向。暂停手术并告知手术室人员即将开始实验后，先在录制应用程序中按“录制”，然后在机器人应用程序中按“运行实验”。

一段时间后，当实验结束时，触摸显示屏上将出现“Done”。然后，在录制应用程序中按“停止录制”以结束录制。通知手术室人员实验已经完成，并恢复手术。

评估时，使用主动式3D投影仪以上下3D格式播放视频。正确的评估视频在上下立体3D格式中应显示为右图像位于上方。成功的序列应清晰、聚焦，且无不同步的图像帧。

不同步的视频流会产生模糊。无论左右摄像头间距如何，会聚点都应在水平方向上居中。当左右图像间距过大时，大脑将无法将图像融合成单一的三维图像。

心脏中心定位失败可能由多种原因导致，例如会聚点与心脏之间的距离。为正确配置相机工具坐标系，需确保录制应用程序中的十字线对准同一物体，校准物体位于中心位置，并采用正确的颜色去马赛克格式。通过基线距离变化的3D视频，我们能够研究深度信息如何影响医务人员对解剖结构的理解。