【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及三維定位相關，尤其涉及一種應用于矯形器定位過程中的三維坐標定位方法及系統。
技術介紹
1、現階段市面上傳統的測量目標空間三維坐標定位方式均為假設一個坐標原點，參見圖2，然后定義x/y/z軸的矢量方向，通過各種光學、聲學、電磁學等原理的感知裝置測得其x/y/z方向的相對位置，從而得出目標的三維坐標。
2、在這種坐標定位模式下的機械裝置需要將目標從a坐標點移動到未知坐標參數的b點時，操作者往往需要先通過各種輔助設備來確定b點坐標位置，然后在控制器上輸入對應行程或者坐標參數來完成，此時如b點坐標同時需要有方向矢量參數時還需要更多的坐標點組合，其對坐標系的理解起來會更加困難，該定位方法對操作者的專業性要求較高，需要操作者能對空間坐標系方向位置敏感，且通過輔助設備來確定目標位置操作較為繁瑣。
3、在研究脊柱側凸矯正設備的時候發現，按傳統定位方式操作時需花大量時間來反復確認調節操縱目標的坐標，才能將治療裝置移動到較為準確的位置，其使用效率太低。另外通過調查了解到醫務人員一般熟悉解剖學定位描述，大多對空間坐標的概念較為模糊生疏，如按此傳統的三維坐標（x、y、z）方式來定位，需要很長時間來培訓和適應新的醫療器械相關產品。
4、隨著臨床和醫療器械技術的發展，針對脊柱矯形領域，對脊柱側凸矯正，需要結合人體生理解剖結構，明確三維矯正力的受力點位置、力方向、力大小等具體參數，方便臨床或康復領域的人員進一步使用三維矯正設備（如矯形器、脊柱側凸矯正機器人等），形成固定、拉伸、解旋效果。
5、鑒于
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了至少解決現有技術的不足之一，提供一種三維坐標定位方法及系統。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用以下的技術方案：
3、具體的，提出一種三維坐標定位方法，包括以下：
4、獲取與移動裝置處于同一空間內的任意預設位置，將該預設位置定義為原點；
5、以移動裝置的移動部與原點的相對關系對所述移動部進行定位，所述相對關系至少包括所述移動部的當前位置與原點于三維定位坐標系中的角度、軸心距、矢量運動距離以及水平高度；
6、具體的，
7、相對原點的所述角度指的是所述移動部的運動指向中心法向線與所述移動裝置的橫向水平軸線方向即x軸的夾角；
8、所述軸心距指的是所述移動裝置的運動指向中心法向線與所述移動裝置的中心軸線的最小距離；
9、所述水平高度指的是所述移動裝置的高度，即所述移動裝置與原點在z軸方向的距離；
10、所述矢量運動距離指的是所述移動部與通過原點的施力法向線垂直平面的最小距離；
11、所述移動部至少具備2個自由度以對所述相對關系進行調整。
12、本專利技術還提出一種治療設備的機械手的三維坐標定位方法，應用了所述的一種三維坐標定位方法，包括以下：
13、定義帶有機械手的機器的某一處位置為設備治療原點；
14、以所述機器的機械手末端位置所對應的相對設備治療原點的角度、軸心距、矢量運動距離以及水平高度作為當前位置的三維坐標；
15、獲取用戶設定的目標靶點位置，計算目標靶點位置與當前位置之間的空間距離；
16、基于當前位置的三維坐標以及所述空間距離進行目標靶點位置的三維坐標解算，得到目標靶點位置的三維坐標即目標靶點位置所對應的所述機器的機械手末端位置所對應的相對設備治療原點的角度、軸心距、矢量運動距離以及水平高度；
17、基于解算得到的目標靶點位置的三維坐標與當前位置的三維坐標對機械手進行所述角度、軸心距、矢量運動距離以及水平高度的對應調整。
18、進一步，具體的，
19、相對設備治療原點的所述角度指的是機械手中心施力法向線與所述機器的橫向水平軸線方向即x軸的夾角；
20、所述軸心距指的是機械手中心施力法向線與所述機器的中心軸線的最小距離；
21、所述水平高度指的是機械手高度，即機械手末端水平中線距離所述機器的底部平面的高度；
22、所述矢量運動距離指的是機械手與通過治療原點的施力法向線垂直平面的最小距離。
23、進一步，所述方法還包括，為機械手預設定進行所述水平高度調整時的高度調整范圍，進行相對設備治療原點的角度調整時的角度調整范圍以及進行所述軸心距調整時的軸心距調整范圍，當出現于所述高度調整范圍、角度調整范圍以及軸心距調整范圍任意一個范圍中無法調整得到目標靶點位置的情況時，進行告警提醒。
24、本專利技術還提出一種三維坐標定位系統，包括：
25、移動裝置，帶有至少具備2個自由度的移動部；
26、控制裝置，包括，
27、原點預定義模塊，用于獲取與移動裝置處于同一空間內的任意預設位置，將該預設位置定義為原點；
28、三維坐標定位模塊，用于以移動裝置的移動部與原點的相對關系對所述移動部進行定位，所述相對關系至少包括所述移動部的當前位置與原點于三維定位坐標系中的角度、軸心距、矢量運動距離以及水平高度；
29、具體的，
30、相對原點的所述角度指的是所述移動部的運動指向中心法向線與所述移動裝置的橫向水平軸線方向即x軸的夾角；
31、所述軸心距指的是所述移動裝置的運動指向中心法向線與所述移動裝置的中心軸線的最小距離；
32、所述水平高度指的是所述移動裝置的高度，即所述移動裝置與原點在z軸方向的距離；
33、所述矢量運動距離指的是所述移動部與通過原點的施力法向線垂直平面的最小距離。
34、本專利技術的有益效果為：
35、本專利技術提出一種三維坐標定位方法，以移動裝置的移動部與原點的相對關系對所述移動部進行三維定位，在治療設備中即通過定義帶有機械手的機器的某一處位置為設備治療原點，并以所述機器的機械手末端位置所對應的相對設備治療原點的角度、軸心距、矢量運動距離以及水平高度作為當前位置的三維坐標。進而只需要計算當前位置與目標靶點位置之間的空間距離就可以通過調整機械手的角度、軸心距、矢量運動距離以及水平高度來使機械手位移至目標靶點位置。通過本專利技術提出的三維坐標定位方式，其涉及的物理量變化均通俗易懂，能夠減少醫務人員理解、演算傳統抽象三維坐標的工作量，易于推廣，方便實際操作。
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1.一種三維坐標定位方法，其特征在于，包括以下：
2.一種治療設備的機械手的三維坐標定位方法，其特征在于，應用了權利要求1中所述的一種三維坐標定位方法，包括以下：
3.根據權利要求2所述的一種治療設備的機械手的三維坐標定位方法，其特征在于，具體的，
4.根據權利要求2所述的一種治療設備的機械手的三維坐標定位方法，其特征在于，所述方法還包括，為機械手預設定進行所述水平高度調整時的高度調整范圍，進行相對設備治療原點的角度調整時的角度調整范圍以及進行所述軸心距調整時的軸心距調整范圍，當出現于所述高度調整范圍、角度調整范圍以及軸心距調整范圍任意一個范圍中無法調整得到目標靶點位置的情況時，進行告警提醒。
5.一種三維坐標定位系統，其特征在于，包括：
【技術特征摘要】
1.一種三維坐標定位方法，其特征在于，包括以下：
2.一種治療設備的機械手的三維坐標定位方法，其特征在于，應用了權利要求1中所述的一種三維坐標定位方法，包括以下：
3.根據權利要求2所述的一種治療設備的機械手的三維坐標定位方法，其特征在于，具體的，
4.根據權利要求2所述的一種治療設備的機械手的三維坐標定位方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王幫德，李巍，劉勁松，李金華，
申請(專利權)人：武漢科萊瑞迪醫療科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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