【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物，具体是涉及一种用于珍珠贝辅助插核手术的系统及方法。
技术介绍
1、珍珠贝插核是指人工将特定大小和材质的珠核植入珍珠贝体内，以刺激其分泌珍珠质包裹珠核，最终形成珍珠的过程。
2、由于现有阶段，珍珠贝插核均为人工根据经验将珠核植入到预计位置，使得珍珠贝的最终结珠品质差异较大，并且，由于插核工人的手法差异，插核经验较差的工人极易导致珍珠贝活体死亡，因此提出一套标准化的珍珠贝辅助插核方案。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提供一种用于珍珠贝辅助插核手术的系统及方法，本技术方案解决了上述的由于现有阶段，珍珠贝插核均为人工根据经验将珠核植入到预计位置，使得珍珠贝的最终结珠品质差异较大，并且，由于插核工人的手法差异，插核经验较差的工人极易导致珍珠贝活体死亡，因此提出一套标准化的珍珠贝辅助插核方案的问题。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，包括：
4、采集成功插核珍珠贝的生长阶段数据，分析生长阶段数据中的插核状态，构建最优核位目标分析模型，生成珍珠贝的最优插核位置三维图像；
5、基于三维成像激光雷达采集待插核珍珠贝参数，建立待插核珍珠贝内脏团三维建模与珍珠贝的最优插核位置三维图像进行拟合分析，确定待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像；
6、获取待插核操作手柄的初始化姿态；
7、将待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像与待插核操作手柄的初始化姿
8、基于摄像传感器，跟踪标记待插核珍珠贝的引导任务中的操作偏差，计算引导任务的修正参数；
9、按照引导任务的修正参数对引导任务进行修正，完成珍珠贝辅助插核手术。
10、优选的，采集成功插核珍珠贝的生长阶段数据，分析生长阶段数据中的插核状态，构建最优核位目标分析模型，生成珍珠贝的最优插核位置三维图像，具体包括：
11、将成功插核珍珠贝的生长阶段数据作为插核数据集；
12、基于插核数据集中的插核生长参数，分析观测时间窗口下的若干个插核位置下的插核生长速率和插核成功率，评估每一个插核位置的优劣系数；
13、根据插核数据集中的每一个插核位置产出的珍珠参数，确定每一个插核位置产出的珍珠品质等级；
14、根据每一个插核的位置产出的珍珠品质等级，为每一个插核位置赋予影响权重；
15、根据每一个插核位置的优劣系数与每一个插核位置的影响权重，分析每一个插核位置的插核理想指标；
16、基于cnn卷积神经网络，构建最优核位目标分析模型；
17、将插核数据集代入最优核位目标分析模型中，以插核数据集中观测时间窗口下的插核位置作为标签数据输入，以插核数据集中观测时间窗口下的插核位置的最大插核理想指标作为输出，生成珍珠贝的最优插核位置三维图像；
18、其中，最优核位目标分析模型表达式为：
19、；
20、式中，为珍珠贝的最优插核位置三维图像，为目标函数，为观测时间窗口的长度，为第个插核位置的插核理想指标，为第个插核位置的优劣系数，为第个插核位置的插核生长速率，为第个插核位置的插核成功率，为第个插核位置的影响权重，为生长速率系数，为插核成功率系数，为插核位置的总数。
21、优选的，基于三维成像激光雷达采集待插核珍珠贝参数，建立待插核珍珠贝内脏团三维建模与珍珠贝的最优插核位置三维图像进行拟合分析，确定待插核珍珠贝的最优插核位置，具体包括：
22、基于三维成像激光雷达，采集待插核珍珠贝点云参数数据，构建待插核珍珠贝内脏团三维建模；
23、基于待插核珍珠贝内脏团三维建模，提取待插核珍珠贝的生长特征三维参数；生长特征三维参数包括：珍珠贝大小特征三维参数、珍珠贝形状特征三维参数、内脏团器官大小特征三维参数、内脏团器官分布特征三维参数；
24、根据待插核珍珠贝的生长特征三维参数和珍珠贝的最优插核位置三维图像进行拟合匹配，获得若干个最优插核位置三维图像参数；
25、以最小待插核珍珠贝的生长特征三维参数与最优插核位置三维图像参数之间的误差作为目标函数；
26、建立三维建模变形约束集；约束集包括：保持建模的拓扑结构、无自相交、保持内脏团分布位置和比例；
27、基于目标函数，按照三维建模变形约束集的约束下，计算迭代变形的变形参数；
28、基于待插核珍珠贝内脏团三维建模按照迭代变形的变形参数向最优插核位置三维图像参数进行迭代变形重构，获得待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像；
29、其中，拟合匹配具体为：
30、；
31、式中，为最优插核位置三维图像参数，为待插核珍珠贝的第个生长特征三维参数，为珍珠贝的最优插核位置三维图像中第个生长特征参数，为生长特征参数的总数；
32、其中，获得待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像具体为：
33、；
34、式中，为目标函数，为变形参数，为第j个生长特征参数的权重，为待插核珍珠贝内脏团三维建模向变形参数迭代变形后的第j个生长特征参数，为第个最优插核位置三维图像的第j个生长特征参数，为内脏团分布误差的权重，为在给定变形参数 θ 下模型内脏团分布与最优插核位置三维图像 u 中内脏团分布之间的向量距离函数，k为第k次迭代，为第次迭代变形时的变形参数，为迭代变形时的步长，是目标函数在处的梯度，为迭代变形的总数。
35、优选的，基于摄像传感器，跟踪标记待插核珍珠贝的引导任务中的操作偏差，计算引导任务的修正参数，具体包括：
36、获取待插核珍珠贝的引导任务标准空间路径坐标参数；
37、基于摄像传感器，捕捉待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像空间坐标与待插核操作手柄的初始化姿态空间坐标并映射到三维空间，记录插核操作实时空间路径坐标参数；
38、基于插核操作实时空间路径坐标参数，筛选出偏离待插核珍珠贝的引导任务标准空间路径坐标参数，记为插核空间路径动态偏差值参数；
39、根据插核空间路径动态偏差值参数与待插核珍珠贝的引导任务标准空间路径坐标参数，计算引导任务的空间位置修正参数和空间姿态修正参数；
40、其中，引导任务的修正参数计算表达为：
41、；
42、式中，为空间位置修正参数、为空间姿态修正参数，为比例增益，为积分增益，为微分增益、为空间位置误差，为空间姿态误差，为空间位置误差积分，为空间姿态误差积分，为空间位置误差的导数，为空间姿态误差的导数。
43、进一步的，提出一种用于珍珠贝辅助插核手术的系统，用于实现如上所述一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，包括：
44、插核评估模块，插核评估模块用于采集成功插核珍珠贝的生长阶段数据，分析生长阶段数据中的插核状态，构建最优核位目标分析模型，生成珍珠贝的最本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述采集成功插核珍珠贝的生长阶段数据，分析生长阶段数据中的插核状态，构建最优核位目标分析模型，生成珍珠贝的最优插核位置三维图像，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述最优核位目标分析模型表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述基于三维成像激光雷达采集待插核珍珠贝参数，建立待插核珍珠贝内脏团三维建模与珍珠贝的最优插核位置三维图像进行拟合分析，确定待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像，具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述获得待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像具体为：
6.根据权利要求5所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述基于摄像传感器，跟踪标记待插核珍珠贝的引导任务中的操作偏差，计算引导任务的修正参数，具体包括：
7.根据权利要
8.一种用于珍珠贝辅助插核手术的系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-7任一项所述一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，包括：
9.根据权利要求8所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的系统，其特征在于，插核评估模块内部包括：
10.根据权利要求8所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的系统，其特征在于，待插核评估模块内部包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述采集成功插核珍珠贝的生长阶段数据，分析生长阶段数据中的插核状态，构建最优核位目标分析模型，生成珍珠贝的最优插核位置三维图像，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述最优核位目标分析模型表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法，其特征在于，所述基于三维成像激光雷达采集待插核珍珠贝参数，建立待插核珍珠贝内脏团三维建模与珍珠贝的最优插核位置三维图像进行拟合分析，确定待插核珍珠贝的最优插核位置三维图像，具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于珍珠贝辅助插核手术的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家炜，王庆恒，邓岳文，杨创业，廖永山，郑哲，黄荣莲，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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