[發(fā)明專利]機(jī)器人與影像設(shè)備的空間注冊(cè)方法、裝置及電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010764873.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN111870346B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段星光;何睿;潘月;李浩源;賈曉波;周珅珅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B34/20
• 分類號(hào): A61B34/20;G06T7/00;G06T7/62;G06T7/70
• 代理公司: 北京知果之信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11541
• 代理人: 卜榮麗

1.一種機(jī)器人與影像設(shè)備的空間注冊(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

將機(jī)器人的標(biāo)記物組移動(dòng)至影像設(shè)備透視范圍內(nèi)，基于所述標(biāo)記物組建立中間坐標(biāo)系；所述影像設(shè)備包括CT、MRI、PET或PET-CT；

獲取影像設(shè)備對(duì)標(biāo)記物組進(jìn)行掃描得到的透視圖像，對(duì)所述透視圖像進(jìn)行處理生成透視圖像坐標(biāo)系，確定透視圖像坐標(biāo)系和中間坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系；

接收預(yù)先設(shè)置的機(jī)器人坐標(biāo)系，確定所述機(jī)器人坐標(biāo)系和所述中間坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系；

確定機(jī)器人坐標(biāo)系和透視圖像坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系；

獲取影像設(shè)備的透視掃描區(qū)域，基于所述透視掃描區(qū)域的圓心建立影像設(shè)備坐標(biāo)系，并確定透視圖像坐標(biāo)系和影像設(shè)備坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系；

確定機(jī)器人坐標(biāo)系和影像設(shè)備坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與影像設(shè)備的空間注冊(cè)；

所述基于所述標(biāo)記物組建立中間坐標(biāo)系包括：

所述標(biāo)記物組包括至少三個(gè)標(biāo)記物；

基于任意兩個(gè)標(biāo)記物之間形成兩條相交垂線，以所述兩條相交垂線的垂點(diǎn)為原點(diǎn)建立中間坐標(biāo)系；

所述確定透視圖像坐標(biāo)系和中間坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系包括：

對(duì)標(biāo)記物組的透視圖像進(jìn)行處理，獲取標(biāo)記物組中各標(biāo)記物的形心在透視圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

根據(jù)各標(biāo)記物的形心在透視圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，采用最小二乘法確定中間坐標(biāo)系原點(diǎn)在透視圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

根據(jù)各標(biāo)記物的形心和中間坐標(biāo)系原點(diǎn)在透視圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，確定透視圖像坐標(biāo)系和中間坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述機(jī)器人坐標(biāo)系和所述中間坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系，包括：

根據(jù)機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)，確定標(biāo)記物組中各標(biāo)記物的形心在機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

根據(jù)各標(biāo)記物的形心在機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，采用最小二乘法確定中間坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

根據(jù)各標(biāo)記物的形心和中間坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，確定機(jī)器人坐標(biāo)系和中間坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定機(jī)器人坐標(biāo)系和透視圖像坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系包括：

根據(jù)透視圖像坐標(biāo)系和中間坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、機(jī)器人坐標(biāo)系和中間坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，通過中間坐標(biāo)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，確定機(jī)器人坐標(biāo)系和透視圖像坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述透視掃描區(qū)域的圓心建立影像設(shè)備坐標(biāo)系，并確定透視圖像坐標(biāo)系和影像設(shè)備坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系，包括：

以透視掃描區(qū)域的圓心為原點(diǎn)，建立各坐標(biāo)軸方向與透視圖像坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸方向相同的影像設(shè)備坐標(biāo)系；

對(duì)透視圖像進(jìn)行處理，獲取透視掃描區(qū)域的圓心在透視圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

根據(jù)透視掃描區(qū)域的圓心在透視圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，確定透視圖像坐標(biāo)系和影像設(shè)備坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定機(jī)器人坐標(biāo)系和影像設(shè)備坐標(biāo)系的相對(duì)位姿關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與影像設(shè)備的空間注冊(cè)，包括：

根據(jù)機(jī)器人坐標(biāo)系和透視圖像坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣、透視圖像坐標(biāo)系和影像設(shè)備坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，通過透視圖像坐標(biāo)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，確定機(jī)器人坐標(biāo)系和影像設(shè)備坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。