BDIS-SLAM:一种轻量级的基于CPU的密集型立体声SLAM用于手术
Jingwei Song1,2, Ray Zhang3, Qiuchen Zhu4
1United Imaging Research Institute of Intelligent Imaging, Beijing, 100144, China. jingweisong.eng@outlook.com.
International journal of computer assisted radiology and surgery
|January 18, 2024
概括
这项研究介绍了BDIS-SLAM,一种轻量级的立体声密集的同时定位和映射 (SLAM) 系统,用于微创手术 (MIS). 它在单核CPU上实现实时性能,为手术过程中密集映射提供低成本解决方案.
科学领域:
- 计算机视觉 计算机视觉
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 密集的立体同步定位和映射 (SLAM) 系统通常需要大量的计算资源,限制它们在资源有限的环境中应用,如微创手术 (MIS).
- 现有的SLAM方法往往需要高端并行处理,当计算能力分配给其他关键的外科任务,如细分,检测和跟踪时,可能无法获得.
研究的目的:
- 开发一种轻量级的密集型立体声SLAM系统,能够在MIS的单核CPU上实时执行.
- 为了克服与手术应用中的传统密集立体SLAM方法相关的高计算成本的局限性.
主要方法:
- 将一个名为BDIS-SLAM的新型密集立体映射模块与ORB-SLAM2系统集成.
- 实现贝叶斯密度反向搜索 (BDIS) 算法用于实时,CPU级立体匹配.
- 开发基于BDIS的形状恢复和深度马赛克策略,作为实时立体形状恢复的新线程.
主要成果:
- 在典型的内镜/结肠镜场景中,BDIS-SLAM在现代单核CPU上展示了超过30Hz的实时性能.
- 与基础ORB-SLAM2系统相比,该系统显示了最小的额外计算开销.
- 尽管BDIS-SLAM通过省略变形和融合简化了过程,但它成功地为MIS在计算上受限制的设备上提供了可用的密集映射.
结论:
- BDIS-SLAM为MIS提供了一种轻量级和高效的立体声密集SLAM解决方案,在单核CPU上实现实时性能.
- 该系统为MIS中的密集映射提供了一种具有成本效益的方法,在手术机器人和增强现实 (AR) 系统中具有潜在的应用.
- 对于BDIS-SLAM的源代码是公开的,这有助于进一步的研究和开发.
