[發明專利]坐標轉換關系的標定方法、裝置、手術導航系統和介質

在審

• 申請號: 202310343038.8
• 申請日: 2023-03-31
• 公開（公告）號: CN116269763A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王宏
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院生物醫學工程研究所
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/30
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 駱文欣

1.一種坐標轉換關系的標定方法，其特征在于，所述方法包括：

將機械臂末端調整至第一目標位置，以使所述機械臂末端與校準板之間的距離為設定標定距離，所述校準板上設置了至少四個預設標記物，所述校準板與所述機械臂的底座剛性連接，所述至少四個預設標記物的高度與對應人體區域的至少四個體表關鍵點的高度對應；

獲取至少四個預設標記物分別在激光雷達坐標系中的第一空間位置以及所述至少四個預設標記物在所述機械臂對應的基坐標系中的第二空間位置，其中，所述激光雷達設置于所述機械臂末端，所述基坐標系與所述機械臂的末端坐標系之間的映射關系已知；

以所述至少四個預設標記物分別在所述激光雷達坐標系中的第一空間位置為自變量，以所述至少四個預設標記物分別在所述末端坐標系中的第三空間位置為因變量，對所述激光雷達坐標系與所述末端坐標系之間的映射關系進行標定。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過以下步驟獲取所述至少四個預設標記物在所述機械臂對應的末端坐標系中的第三空間位置，包括：

獲取所述至少四個預設標記物相對于所述底座的設定已知位置點的位置關系以及所述設定已知位置點在所述基坐標系中的位置；

根據所述設定已知位置點在所述基坐標系中的位置、所述位置關系和所述機械臂的當前位姿對應的所述末端坐標系與所述基坐標系之間的已知映射關系，確定所述至少四個預設標記物分別在所述末端坐標系中的第三空間位置。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，以所述至少四個預設標記物分別在所述激光雷達坐標系中的第一空間位置為自變量，以所述至少四個預設標記物分別在所述末端坐標系中的第三空間位置為因變量，對所述激光雷達坐標系與所述末端坐標系之間的映射關系進行標定，包括：

以所述至少四個預設標記物分別在所述激光雷達坐標系中的第一空間位置為自變量，以所述至少四個預設標記物分別在所述末端坐標系中的第三空間位置為因變量，確定所述激光雷達坐標系與所述末端坐標系之間的映射關系；

將所述映射關系作為標定結果。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設標記物為錐形標記物。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述激光雷達坐標系與所述末端坐標系之間的映射關系進行標定之后，還包括：

控制所述機械臂末端移動至第二目標位置，所述第二目標位置位于目標對象的目標區域的上方，且與所述目標區域正上方體表之間的距離為所述設定標定距離；

獲取所述目標對象的激光雷達圖像；

對所述激光雷達圖像與已存儲的醫學圖像進行圖像融合以得到融合圖像，所述醫學圖像包括已規劃的目標路徑；

根據所述融合圖像中的所述目標路徑與所述激光雷達圖像之間的對應關系以及所述映射關系控制所述機械臂末端帶動手術器械運動。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，根據所述目標對象的所述目標區域的體表的起伏在校準板上設定位置處放置至少四個所述預設標記物。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，對所述激光雷達圖像與所述醫學圖像進行圖像融合以得到所述融合圖像，包括：

在所述激光雷達圖像與所述醫學圖像中選取至少四個對應的特征點；

基于奇異值分解算法，根據所述激光雷達圖像與所述醫學圖像中的所述至少四個對應的特征點的位置，對所述激光雷達圖像與所述醫學圖像進行圖像融合。