[發明專利]基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法

在審

• 申請號: 201611096648.9
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN108078628A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 王健;梁芳果
• 申請（專利權）人: 王健
• 主分類號: A61B34/35
• 分類號: A61B34/35;A61B34/10
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務所 44239
• 代理人: 蓋軍

本發明的目的是提出一種基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法，用于遠程醫療系統中的遙控操作。本發明的基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法包括如下步驟：A：建立基準坐標系、機器人坐標系和以C形臂X光拍照設備所拍攝圖像的左上角為原點的透視圖像坐標系；B：利用C形臂X光拍照設備在拍攝位置相互垂直的條件下獲得手術對象的兩幅透視圖像；C：采用仿射變換的方法將兩幅透視圖像在透視圖像坐標系中的坐標轉化為在基準坐標系的坐標；D：根據透視圖像在基準坐標系的坐標來規劃出手術路徑；E：采用仿射變換的方法將規劃出的手術路徑轉化為機器人坐標系的軌跡信息；F：將機器人坐標系的軌跡信息輸入到機器人中，控制機器人的手術動作。

技術領域

本發明屬于醫療技術領域,具體涉及到一種可應用于醫療機器人的基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法。

背景技術

在遠程醫療系統中，醫療機器人的應用給醫生提供了極大的方便。醫療機器人提供遙操作醫療設備的功能，位于偏遠地區的醫療機器人通過網絡端口接入網絡，位于醫療水平發達地區的醫生可以通過遙操作模塊控制醫療機器人，而不需要親自到現場去操作，這極大的方便了偏遠地區病人的就醫，減少了就醫成本。

為了實現最終的手術空間導航定位，需要將真實手術空間中的手術器械相對于手術對象的位置和姿態轉換到虛擬手術空間中，并且能夠在虛擬的手術空間實時的顯示和跟蹤手術器械相對于手模型的CT數據的位置，這就必須找出一種合適的用于醫療機器人的機器人空間定位方法。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法，用于遠程醫療系統中的遙控操作。

本發明的基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法包括如下步驟：

A：建立基準坐標系、機器人坐標系和以C形臂X光拍照設備所拍攝圖像的左上角為原點的透視圖像坐標系；

B：利用C形臂X光拍照設備在拍攝位置相互垂直的條件下獲得手術對象的兩幅透視圖像；

C：采用仿射變換的方法將兩幅透視圖像在透視圖像坐標系中的坐標轉化為在基準坐標系的坐標；

D：根據透視圖像在基準坐標系的坐標來規劃出手術路徑；

E：采用仿射變換的方法將規劃出的手術路徑轉化為機器人坐標系的軌跡信息；

F：將機器人坐標系的軌跡信息輸入到機器人中，控制機器人的手術動作。

進一步地，為減少運算數據量，所述C步驟中，在透視圖像中選取手術對象的首尾兩點，只采集手術對象的首尾兩點的坐標，從而將手術對象簡化為線段。

本發明的基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法利用兩幅包含標尺標記點、手術對象信息和機器人末端信息的術中X光圖像，通過醫生的規劃，得到標記點和手術路徑點在二維圖像坐標系下的坐標，再利用投影變換，得到手術路徑點在三維空間坐標系(機器人坐標系)下的坐標，從而實現機器人的空間定位。

附圖說明：

圖1為基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法的原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的具體實施方式如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。

實施例1：

本實施例的基于視覺誤差補償的機器人空間定位方法具體包括如下步驟：