【技術實現步驟摘要】
本申請涉及光學導航，特別是涉及一種機械臂注冊方法和機械臂注冊裝置。
技術介紹
1、隨著手術機器人的發展，在通過手術機器人輔助進行手術操作的過程中，需要借助光學導航系統來引導手術機器人進行導航定位。
2、為了實現光學導航系統引導手術機器人進行導航定位，需要對手術機器人的機械臂進行空間注冊，即確定出機械臂的基準坐標系(也即機器人的基坐標系)和光學導航系統坐標系之間的空間位置關系。
3、然而，傳統的對手術機器人的機械臂進行空間注冊的方法，存在注冊準確性較低的問題。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提高機械臂注冊準確性的機械臂注冊方法、裝置、機器人、計算機可讀存儲介質和計算機程序產品。
2、第一方面，本申請提供了一種機械臂注冊方法。機械臂的末端設置有注冊陣列；該方法包括：
3、基于機械臂的移動空間，確定機械臂的多個末端位姿；各末端位姿下，注冊陣列所在平面與光學導航設備的光軸之間的夾角大于預設夾角閾值；
4、在各末端位姿下，獲取注冊陣列在機械臂的基準坐標系下的第一位置信息，以及注冊陣列在光學導航設備的基準坐標系下的第二位置信息；
5、基于各末端位姿下的第一位置信息和第二位置信息，確定光學導航設備與機械臂之間的目標坐標轉換關系。
6、在其中一個實施例中，基于機械臂的移動空間，確定機械臂的多個末端位姿，包括：
7、基于機械臂的移動空間，確定機械臂的多個末端位置坐標；>
8、基于光學導航設備與機械臂之間的初始坐標轉換關系，確定注冊陣列姿態；注冊陣列姿態下，注冊陣列所在平面與光學導航設備的光軸之間的夾角大于預設夾角閾值；
9、根據多個末端位置坐標和注冊陣列姿態，確定機械臂的多個末端位姿。
10、在其中一個實施例中，基于光學導航設備與機械臂之間的初始坐標轉換關系，確定注冊陣列姿態，包括：
11、基于光學導航設備與機械臂之間的初始坐標轉換關系，確定注冊陣列對應的x軸方向向量；注冊陣列對應的x軸方向向量與光學導航設備的光軸之間的夾角小于預設夾角閾值；
12、基于第一坐標軸的預設初始向量和第一坐標軸的預設約束角度，確定第一坐標軸的方向向量；第一坐標軸為y軸和z軸中的任一坐標軸；
13、基于x軸方向向量和第一坐標軸的方向向量，確定第二坐標軸的方向向量；第二坐標軸為y軸和z軸中的另一坐標軸；
14、基于x軸方向向量、第一坐標軸的方向向量及第二坐標軸的方向向量，確定注冊陣列姿態。
15、在其中一個實施例中，根據多個末端位置坐標和注冊陣列姿態，確定機械臂的多個末端位姿，包括：
16、針對各末端位置坐標，基于注冊陣列姿態和末端位置坐標，生成末端位置坐標對應的注冊陣列位姿矩陣；
17、根據第一坐標軸對應的預設旋轉角度及第二坐標軸對應的預設旋轉角度，對末端位置坐標對應的注冊陣列位姿矩陣進行旋轉處理，得到末端位置坐標對應的末端位姿。
18、在其中一個實施例中，在各末端位姿下，獲取注冊陣列在光學導航設備的基準坐標系下的第二位置信息，包括：
19、針對各末端位姿，獲取末端位姿對應的目標關節角組；
20、基于各末端位姿對應的目標關節角組，依次控制手術機器人的末端調整至各末端位姿，并在各末端位姿下，控制光學導航設備獲取注冊陣列在光學導航設備的基準坐標系下的第二位置信息。
21、在其中一個實施例中，獲取末端位姿對應的目標關節角組，包括：
22、將末端位姿輸入至預設逆運動學模型中，得到與末端位姿對應的至少一個機械臂關節角組；
23、從至少一個機械臂關節角組中篩選出滿足預設碰撞條件的候選機械臂關節角組；
24、基于候選機械臂關節角組，確定末端位姿對應的目標關節角組。
25、在其中一個實施例中，在候選機械臂關節角組包括多個，則基于候選機械臂關節角組的情況下，確定末端位姿對應的目標關節角組，包括：
26、計算各候選機械臂關節角組分別與末端位姿的前一末端位姿對應的目標關節角組之間的二范數；多個末端位姿按照預設順序進行排列，以指示手術機器人按照預設順序依次調整至各末端位姿；
27、將最小二范數對應的候選機械臂關節角組作為末端位姿對應的目標關節角組。
28、在其中一個實施例中，該方法還包括：
29、獲取光學導航設備與機械臂之間的原始坐標轉換關系、光學導航設備的視場空間對應的第一坐標點集及機械臂的移動空間對應的第二坐標點集；
30、基于原始坐標轉換關系、第一坐標點集及第二坐標點集，構建三維空間模型；
31、可視化三維空間模型，以指示用戶基于三維空間模型對光學導航設備的光學視場進行調節。
32、在其中一個實施例中，第一坐標點集內各坐標點的初始坐標為在光學導航設備的基準坐標系下的坐標，第二坐標點集內各坐標點的初始坐標為在機械臂的基準坐標系下的坐標；該方法還包括：
33、基于原始坐標轉換關系，將第一坐標點集中各坐標點的初始坐標轉換為在機械臂的基準坐標系下的目標坐標；
34、基于第一坐標點集中各坐標點的目標坐標及第二坐標點集內各坐標點的初始坐標，計算光學導航設備的視場空間與手術機器人的移動空間之間的空間覆蓋率；
35、基于空間覆蓋率及預設覆蓋率閾值，確定光學導航設備的光學視場的推薦結果；推薦結果用于表征光學導航設備的光學視場是否覆蓋手術機器人的移動空間。
36、第二方面，本申請還提供了一種機械臂注冊裝置。機械臂的末端設置有注冊陣列；該裝置包括：
37、第一確定模塊，用于基于機械臂的移動空間，確定機械臂的多個末端位姿；各末端位姿下，注冊陣列所在平面與光學導航設備的光軸之間的夾角大于預設夾角閾值；
38、第一獲取模塊，用于在各末端位姿下，獲取注冊陣列在機械臂的基準坐標系下的第一位置信息，以及注冊陣列在光學導航設備的基準坐標系下的第二位置信息；
39、注冊模塊，用于基于各末端位姿下的第一位置信息和第二位置信息，確定光學導航設備與機械臂之間的目標坐標轉換關系。
40、第三方面，本申請還提供了一種機器人。該機器人包括存儲器和處理器，該存儲器存儲有計算機程序，該處理器執行所述計算機程序時實現上述第一方面中的機械臂注冊方法的步驟。
41、第四方面，本申請還提供了一種計算機可讀存儲介質。該計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現上述第一方面中的機械臂注冊方法的步驟。
42、第五方面，本申請還提供了一種計算機程序產品，該計算機程序產品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現上述第一方面中的機械臂注冊方法的步驟。
43、上述機械臂注冊方法、裝置、機器人、存儲介質和計算機程序產品，基于機械臂的移動空間，確定機械臂的多個末本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種機械臂注冊方法，其特征在于，所述機械臂的末端設置有注冊陣列；所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述機械臂的移動空間，確定所述機械臂的多個末端位姿，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述光學導航設備與所述機械臂之間的初始坐標轉換關系，確定注冊陣列姿態，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述多個末端位置坐標和所述注冊陣列姿態，確定所述機械臂的多個末端位姿，包括：
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述在各所述末端位姿下，獲取所述注冊陣列在光學導航設備的基準坐標系下的第二位置信息，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述獲取所述末端位姿對應的目標關節角組，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，若所述候選機械臂關節角組包括多個，則所述基于所述候選機械臂關節角組，確定所述末端位姿對應的目標關節角組，包括：
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
<...【技術特征摘要】
1.一種機械臂注冊方法，其特征在于，所述機械臂的末端設置有注冊陣列；所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述機械臂的移動空間，確定所述機械臂的多個末端位姿，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述光學導航設備與所述機械臂之間的初始坐標轉換關系，確定注冊陣列姿態，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述多個末端位置坐標和所述注冊陣列姿態，確定所述機械臂的多個末端位姿，包括：
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述在各所述末端位姿下，獲取所述注冊陣列在光學導航設備的基準坐標系下的第二位置信息，包括：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：吳童，曹婭婧，葉廷，
申請(專利權)人：武漢聯影智融醫療科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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