[發(fā)明專利]一種基于陀螺儀的機(jī)械手臂熱源追蹤輔助系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810147131.0
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108171749A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊力;張江杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T17/00;G06T5/50;B25J19/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于陀螺儀的機(jī)械手臂熱源追蹤輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括

3D建模部分：收集和分析被控物體的掃描圖，對收集的被控物體圖進(jìn)行圖像增強(qiáng)后，再將圖像進(jìn)行壓縮編碼，傳輸?shù)絇C端后，解碼圖像構(gòu)造被控物體的3D模擬圖像，以(x,y,z)三維數(shù)據(jù)存儲，定義橫軸為x,縱軸為y,豎軸為z,若(x,y,z)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)不為零時(shí)，即為被控物體某部分的圖源數(shù)據(jù)；

機(jī)械手臂臂端捕捉部分：兩機(jī)械手臂臂端捕捉設(shè)備對機(jī)械手臂臂端固定的熱源進(jìn)行捕捉，其中一臺熱源捕捉設(shè)備獲取(x2,y2),另一臺熱源捕捉設(shè)備獲取(y2,z2),其中兩組縱軸Y坐標(biāo)可用來互相校準(zhǔn)，再由熱源追蹤系統(tǒng)計(jì)算出機(jī)械手臂臂端相對位置數(shù)據(jù)(x2,y2,z2)，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字圖像處理系統(tǒng)部分中；

圖像處理系統(tǒng)部分：根據(jù)機(jī)械手臂臂端捕捉部分提供的坐標(biāo)確定了機(jī)械手臂臂端位置后，同時(shí)獲取實(shí)時(shí)的陀螺儀數(shù)據(jù)，依據(jù)陀螺儀獲取的三維角度信息，對機(jī)械手臂的工作角度方向進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合機(jī)械手臂臂端相對位置(x2,y2,z2)和機(jī)械手臂的三維角度信息，即可計(jì)算出機(jī)械手臂末端的相對位置(x1,y1,z1)，再收集大量圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，將整合后的圖片進(jìn)行圖像灰度處理，并在橫軸位置、縱軸位置和豎軸位置具體加深標(biāo)注。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于陀螺儀的機(jī)械手臂熱源追蹤輔助系統(tǒng)，其特征在于：所述3D建模部分通過利用不限于CT、磁共振、3D掃描、X射線的技術(shù)收集和分析被控物體的掃描圖。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于陀螺儀的機(jī)械手臂熱源追蹤輔助系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)械手臂臂端捕捉部分安裝在工作臺右側(cè)200cm和頂部200cm位置。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于陀螺儀的機(jī)械手臂熱源追蹤輔助系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)械手臂末端相對位置(x1,y1,z1)在顯示系統(tǒng)的圖像中標(biāo)注出來后，圖像系統(tǒng)中的顯示圖片可進(jìn)行放大縮小。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于陀螺儀的機(jī)械手臂熱源追蹤輔助系統(tǒng)，其特征在于：所述兩機(jī)械手臂臂端捕捉設(shè)備均以頻率為50Hz對機(jī)械手臂臂端固定的熱源進(jìn)行捕捉。

6.一種基于陀螺儀的機(jī)械手臂熱源追蹤輔助方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、收集和分析被控物體的掃描圖，對收集的被控物體圖進(jìn)行圖像增強(qiáng)后，再將圖像進(jìn)行壓縮編碼，傳輸?shù)絇C端后，解碼圖像構(gòu)造被控物體的3D模擬圖像；

步驟2、兩機(jī)械手臂端捕設(shè)備均能以頻率為50Hz對機(jī)械手臂臂端固定的熱源進(jìn)行捕捉，其中一臺熱源捕捉設(shè)備獲取(x2,y2),另一臺熱源捕捉設(shè)備獲取(y2,z2)，再由熱源追蹤系統(tǒng)計(jì)算出機(jī)械手臂臂端相對位置數(shù)據(jù)(x2,y2,z2)，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字圖像處理部分中；

步驟3、根據(jù)機(jī)械手臂端捕捉部分提供的坐標(biāo)確定了機(jī)械手臂端位置后，同時(shí)獲取實(shí)時(shí)的陀螺儀數(shù)據(jù)，依據(jù)陀螺儀獲取的三維角度信息，計(jì)算出機(jī)械手臂末端的相對位置，然后收集大量圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，將整合后的圖片進(jìn)行圖像灰度處理，并在橫軸位置、縱軸位置和豎軸位置具體加深標(biāo)注。