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龙图腾网获悉苏州大学申请的专利面向单目SLAM动态建模的肺部支气管体素模型优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119741441B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411776682.5，技术领域涉及：G06T17/05；该发明授权面向单目SLAM动态建模的肺部支气管体素模型优化方法是由郁树梅;任乐;于听雨;杨鹏;孙荣川;陆波;孙立宁设计研发完成，并于2024-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本面向单目SLAM动态建模的肺部支气管体素模型优化方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种面向单目SLAM动态建模的肺部支气管体素模型优化方法，包括：以单目SLAM估计的肺部介入手术机器人关键帧轨迹代替腔道中心线。之后以最小体素边长为间隔，垂直于机器人轨迹提取支气管体素模型径向切面，并建立模型在支气管径向上的投影模型。接着基于径向线段搜索法遍历切面上占据栅格，提出曲率一致性图形插值方法，实现支气管模型径向冗余体素消除和表面孔隙填补。最后，基于二维像素与三维体素单元间的映射关系切面数据转换到体素地图中，得到优化后的肺部支气管体素模型。本发明能够解决体素模型中存在的体素冗余和表面孔隙问题。

本发明授权面向单目SLAM动态建模的肺部支气管体素模型优化方法在权利要求书中公布了：1.一种面向单目SLAM动态建模的肺部支气管体素模型优化方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、当肺部介入手术机器人探入肺部支气管时沿着腔道中心移动，基于单目SLAM构建环境模型的同时同步定位机器人前端探头轨迹，使用机器人轨迹作为近似的腔道中心线； 步骤2、以体素单元为间隔，建立机器人轨迹的切平面，将体素块投影至切平面，形成描述腔道径向轮廓的图像，图像中像素通过投影模型与肺部支气管体素地图中的体素块对应； 步骤3、利用径向线段搜索算法消除肺部支气管模型径向冗余体素，基于曲率一致性进行图形插值，完成模型表面孔隙的填补； 步骤4、根据曲率一致性图形插值结果，基于二维平面像素与三维体素块的映射关系，将完成优化的二维栅格转换到三维支气管体素地图中； 所述步骤3中，将切面中体素投影的图像作为一个二维栅格地图，像素作为占据或空闲栅格，对应于体素的状态；基于径向线段搜索法遍历切面图像所有栅格，查询所有栅格的占据状态； 所述基于径向线段搜索法遍历切面图像所有栅格，查询所有栅格的占据状态，包括： 根据占据栅格的中心坐标范围设置边界点mincol,minrow、maxcol,minrow、maxcol,maxrow和mincol,maxrow，并依次连接得到边界线，以图形的中心点O为搜索线段的一个定点，边界线上点mincol,minrow为线段初始起点，连接点O和点mincol,minrow，获取与该线段相交的所有占据栅格；改变边界线上搜索线段的起点，每次沿着所述边界线顺时针移动一个栅格进行查找，直到完成全部占据栅格的遍历； 所述步骤3中，消除肺部支气管模型径向冗余体素包括： 利用所述径向线段搜索算法得到切面上占据栅格集合W，其中一条搜索线段上的占据栅格存放在子集合K中；如果K中保存的栅格数量大于1，表示该线段方向上占据栅格对应腔道模型径向体素冗余，则将线段上的多个栅格融合为一个；通过计算搜索线段上每个占据栅格中心坐标到点O的距离dj，以及根据每个栅格的占据概率wj估计融合后的栅格到中心点O的距离d0，取dj与d0的差值Δdj，当Δdj最小时，其对应栅格则为融合后的结果； 所述步骤3中，所述基于曲率一致性进行图形插值，完成腔道表面孔隙填补，包括： 使用径向线段搜索法遍历占据栅格，得到集合U＝{V1,V2,V3,...,Vn}，其中子集合Vi中存放的是第i个搜索线段上的占据栅格；利用占据栅格坐标拟合图形曲线方程y，根据y计算每个占据栅格中心处的曲率，并取曲率均值K，如下式： 上式中，N表示图形中占据栅格数量，表示曲线在第i个占据栅格处的一阶导数，表示曲线在第i个占据栅格处的二阶导数；由此，计算图形半径r，如下式： 在占据栅格数量为0的子集合Vi对应的搜索线段上，距离中心点O的r处添加栅格，该添加栅格所对应的点即为插值点；基于曲率一致性插值方法对提取的所有切面进行插值。

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