[發明專利]牙科鉆孔路徑糾正方法及系統

有效

• 申請號: 201810594499.1
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108742897B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 王利峰;沈晨;劉洪澎
• 申請（專利權）人: 雅客智慧（北京）科技有限公司
• 主分類號: A61C8/00
• 分類號: A61C8/00;A61B34/30
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

1.一種牙科鉆孔路徑糾正方法，其特征在于，包括：

在機器人末端執行器按照預設路徑進行牙科鉆孔過程中，實時獲取患者頭部的偏移狀況；其中，所述機器人末端執行器按照預設路徑進行牙科鉆孔是指，所述機器人末端執行器在每個控制周期按照與該控制周期對應的預設路徑點進行牙科鉆孔；

根據患者頭部的偏移狀況實時控制所述機器人末端執行器進行同樣的偏移動作，所述偏移動作的偏移狀況與患者頭部的偏移狀況一致；

其中，所述在機器人末端執行器按照預設路徑進行牙科鉆孔過程中，實時獲取患者頭部的偏移狀況，包括：

在機器人末端執行器按照預設路徑進行牙科鉆孔過程中，利用視覺傳感器實時獲取安裝在患者口腔預設位置處的第一光學標記在視覺坐標系下，于當前控制周期相對于上一控制周期的相對偏移情況；

其中，所述根據患者頭部的偏移狀況實時控制所述機器人末端執行器進行同樣的偏移動作，包括：

根據安裝在患者口腔預設位置處的第一光學標記在視覺坐標系下，于當前控制周期相對于上一控制周期的相對偏移情況，對位于機器人基坐標系下的機器人末端執行器在當前控制周期的路徑點進行糾正，以使所述機器人末端執行器在當前控制周期按照糾正后的路徑點進行牙科鉆孔；

其中，所述根據安裝在患者口腔預設位置處的第一光學標記在視覺坐標系下，于當前控制周期相對于上一控制周期的相對偏移情況，對位于機器人基坐標系下的機器人末端執行器在當前控制周期的路徑點進行糾正，以使所述機器人末端執行器在當前控制周期按照糾正后的路徑點進行牙科鉆孔，包括：

根據安裝在患者口腔預設位置處的第一光學標記在視覺坐標系下，于當前控制周期相對于上一控制周期的相對偏移情況，對位于機器人基坐標系下的機器人末端執行器在當前控制周期的路徑點進行與所述相對偏移情況一致的調整，以使所述機器人末端執行器在當前控制周期按照調整后的路徑點進行牙科鉆孔；

其中，根據安裝在患者口腔預設位置處的第一光學標記在視覺坐標系下，于當前控制周期相對于上一控制周期的相對偏移情況，對位于機器人基坐標系下的機器人末端執行器在當前控制周期的路徑點進行與所述相對偏移情況一致的調整，以使所述機器人末端執行器在當前控制周期按照調整后的路徑點進行牙科鉆孔，包括：

設定預設路徑起始點在機器人基坐標系中的坐標為P_s，路徑終點在機器人基坐標系中的坐標為P_e，線性插補N次則第i個控制周期對應的路徑點坐標為：

其中，第i個控制周期對應的路徑點相對于第i-1個控制周期對應的路徑點的坐標變換可由矩陣T_f來表示，這是一個固定值，表示每個控制周期內鉆頭進給量；

正常情況下，每個控制周期將線性插補出的坐標P_i通過通信接口發送給機器人控制器，機器人控制器接收到控制指令后控制機器人攜帶鉆頭運動到指定的坐標位置；

由于患者頭部運動，第i個控制周期患者口腔上的第一光學標記相對于上一個控制周期，即第i-1個控制周期的運動量可由4×4的變換矩陣來表示，矩陣中的位置分量代表移動距離，姿態分量代表頭部姿態的變化，則第i個控制周期糾正后的路徑點坐標應為：

其中，P′_i表示第i個控制周期糾正后的路徑點坐標，P_i-1′表示第i-1個控制周期糾正后的路徑點坐標；這是一個遞推公式，在起始點處P′₀＝P₀＝P_s，因此根據這一公式動態地調整下一控制周期路徑點的坐標；機器人每個控制周期的實際運動由隨動和鉆孔進給合成；

對于上述公式中的變換矩陣通過第一光學標記在視覺坐標系下，于當前控制周期相對于上一控制周期的相對偏移情況獲取；具體地，視覺傳感器可測量出第i和第i-1個控制周期患者口腔上的第一光學標記在視覺坐標系下的位置和姿態，分別由矩陣表示，則患者頭部在這一時間段內的運動量可由相對變換矩陣描述，根據視覺傳感器獲取到數據可計算出