Υπολογισμος Θεσης Και Προσανατολισμου Ενδοσκοπικης Καμερας Στον Χωρο Με Χρηση Υπερυθρων Αισθητηρων

Abstract

Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη ενός συστήματος προσδιορισμού της θέσης και του προσανατολισμού της ενδοσκοπικής κάμερας στον χώρο με χρήση υπέρυθρων αισθητήρων. Η ενδοσκοπική κάμερα που αναφέρεται είναι αυτή που διαθέτει το ρομποτικό χειρουργικό σύστημα Da Vinci. Έγινε περιγραφή της υπάρχουσας τεχνολογίας στον τομέα της ελάχιστα επεμβατικής χειρουργικής και παρουσιάστηκε το σύστημα Da Vinci. Έπειτα μελετήθηκαν διάφορες τεχνικές προσδιορισμού θέσης αλλά και συστήματα που εξυπηρετούν τον σκοπό αυτό. Επιλέχθηκε η τεχνολογία του εντοπισμού θέσης με υπέρυθρη ακτινοβολία εξ’ αιτίας της καταλληλότητάς της για χρήση σε εσωτερικούς χώρους. Επίσης το κόστος για την εφαρμογή ενός τέτοιου συστήματος είναι αρκετά προσιτό μιας και χρησιμοποιήσαμε την υπέρυθρη κάμερα που διαθέτει το χειριστηρίου της κονσόλας Nintendo Wii (wii remote). Τα wii remotes είναι συσκευές με πολλαπλές δυνατότητες σε είσοδο και έξοδο δεδομένων (συμβατές με τεχνολογία Bluetooth κ.α.) και γι’ αυτό το λόγο μπορούν να υποστηρίξουν πολλές εφαρμογές πέρα απ’ την αρχική προβλεπόμενη χρήση τους. Το σύστημα εντοπισμού θέσης του εργαστηρίου κατασκευάστηκε τοποθετώντας δύο wii remotes σε κατάλληλες θέσεις. Η δυνατότητα σύνδεσής τους με Η/Υ μέσω τεχνολογίας Bluetooth, έχει ωθήσει στην ανάπτυξη πολλών βιβλιοθηκών σε γλώσσα matlab για τον χειρισμό τους και την επεξεργασία των δεδομένων που παρέχουν. Έτσι χρησιμοποιήσαμε το λογισμικό πακέτο matlab για τη συλλογή και την επεξεργασία των δεδομένων θέσης του αντικειμένου προς ανίχνευση. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν κρίθηκαν ικανοποιητικά συνυπολογίζοντας τον ερασιτεχνικό εξοπλισμό που χρησιμοποιήσαμε και το χαμηλό του κόστος. Υπάρχουν βεβαίως πολλά περιθώρια βελτίωσης, κυρίως στο θέμα της ακρίβειας, μιας και το σύστημα προορίζεται να εφαρμοστεί σε χειρουργικό σύστημα. Τέλος παρουσιάζουμε πολλές βελτιώσεις του συστήματος, αλλά και ιδέες για μελλοντικές επεκτάσεις του, ώστε να αποτελέσει η εργασία αυτή πραγματικό εφαλτήριο για μετέπειτα έρευνα.