目标工具的安装状态确定方法、装置、设备及介质与流程

本公开涉及机器人，尤其涉及一种目标工具的安装状态确定方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在使用手术机器人等机械臂前，用户会在机械臂上安装本体示踪器，通过本体示踪器能够实时获得机械臂的当前位姿。在机械臂的目标工具的标定过程中，需要将标定示踪器与目标工具进行连接，通过导航系统得到本体示踪器与标定示踪器的相对位姿关系，并根据该相对位姿关系完成目标工具的标定。

2、相关技术中，在消毒灭菌等场景中，需要频繁的拆卸标定示踪器、本体示踪器、目标工具。因而容易出现因安装接口磨损、人为操作等原因，造成的目标工具、本体示踪器、标定示踪器中的一个或多个出现安装不到位、使用时松动等问题，均会影响目标工具的运动稳定性以及运动精度。因而，如何确定目标工具是否安装到位，成为当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本公开提供了一种目标工具的安装状态确定方法、装置、设备及介质。

2、第一方面，本公开提供了一种目标工具的安装状态确定方法，该方法包括：

3、确定机械臂连接的目标工具在导航坐标系下的初始位置；其中，所述机械臂包括第一轴和第二轴；所述第一轴的第一运动学轴线、所述第二轴的第二运动学轴线分别与验证坐标系的两个坐标轴平行，或者，运动学轴线、轴线公垂线分别与所述验证坐标系的两个坐标轴平行；运动学轴线为所述第一运动学轴线或所述第二运动学轴线，所述轴线公垂线为所述第一运动学轴线与所述第二运动学轴线的公垂线；所述验证坐标系为所述机械臂的一个轴上的坐标系；

4、在所述第一轴转动的情况下，确定所述目标工具在所述导航坐标系下的第一轨迹圆的圆心，在所述第二轴转动的情况下，确定所述目标工具在所述导航坐标系下的第二轨迹圆的第二拟合轴线；

5、根据所述第一运动学轴线、所述第二运动学轴线、所述第一轨迹圆的圆心、所述第二轨迹圆的第二拟合轴线，确定所述导航坐标系和所述验证坐标系之间的目标转换关系；

6、根据所述目标转换关系、所述初始位置、所述初始位置对应的标准位置，确定所述目标工具的安装状态。

7、第二方面，本公开提供了一种目标工具的安装状态确定装置，该装置包括：

8、位置确定模块，用于确定机械臂连接的目标工具在导航坐标系下的初始位置；其中，所述机械臂包括第一轴和第二轴；所述第一轴的第一运动学轴线、所述第二轴的第二运动学轴线分别与验证坐标系的两个坐标轴平行，或者，运动学轴线、轴线公垂线分别与所述验证坐标系的两个坐标轴平行；运动学轴线为所述第一运动学轴线或所述第二运动学轴线，所述轴线公垂线为所述第一运动学轴线与所述第二运动学轴线的公垂线；所述验证坐标系为所述机械臂的一个轴上的坐标系；

9、圆拟合模块，用于在所述第一轴转动的情况下，确定所述目标工具在所述导航坐标系下的第一轨迹圆的圆心，在所述第二轴转动的情况下，确定所述目标工具在所述导航坐标系下的第二轨迹圆的第二拟合轴线；

10、关系确定模块，用于根据所述第一运动学轴线、所述第二运动学轴线、所述第一轨迹圆的圆心、所述第二轨迹圆的第二拟合轴线，确定所述导航坐标系和所述验证坐标系之间的目标转换关系；

11、状态确定模块，用于根据所述目标转换关系、所述初始位置、所述初始位置对应的标准位置，确定所述目标工具的安装状态。

12、第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该设备包括：

13、一个或多个处理器；

14、存储装置，用于存储一个或多个程序，

15、当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现第一方面所提供的方法。

16、第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所提供的方法。

17、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

18、本公开实施例的一种目标工具的安装状态确定方法、装置、设备及介质，该方法包括：确定机械臂连接的目标工具在导航坐标系下的初始位置；其中，机械臂包括第一轴和第二轴；第一轴的第一运动学轴线、第二轴的第二运动学轴线分别与验证坐标系的两个坐标轴平行，或者，运动学轴线、轴线公垂线分别与验证坐标系的两个坐标轴平行；运动学轴线为第一运动学轴线或第二运动学轴线，轴线公垂线为第一运动学轴线与第二运动学轴线的公垂线；验证坐标系为机械臂的一个轴上的坐标系；在第一轴转动的情况下，确定目标工具在导航坐标系下的第一轨迹圆的圆心，在第二轴转动的情况下，确定目标工具在导航坐标系下的第二轨迹圆的第二拟合轴线；根据第一运动学轴线、第二运动学轴线、第一轨迹圆的圆心、第二轨迹圆的第二拟合轴线，确定导航坐标系和验证坐标系之间的目标转换关系；根据目标转换关系、初始位置、初始位置对应的标准位置，确定目标工具的安装状态。由此，将安装有目标工具的机械臂分别绕第一轴和第二轴进行转动，得到第一轨迹圆的圆心和第二轨迹圆的第二拟合轴线，基于该预先标定的第一轴的第一运动学轴线、第二轴的第二运动学轴线、第一轨迹圆的圆心、第二轨迹圆的第二拟合轴线确定了坐标系之间的转换关系，根据该转换关系、目标工具的初始位置、以及初始位置的标准位置确定了目标工具是否安装到位。进而，基于机械臂进行的两次较为简单的绕轴转动，实现了目标工具的安装状态的确定，提高了后续运动过程中目标工具的运动稳定性以及运动精度。

技术特征：

1.一种目标工具的安装状态确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标工具安装有对应的标定示踪器，所述确定机械臂连接的目标工具在导航坐标系下的初始位置，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一轴转动的情况下，确定所述目标工具在所述导航坐标系下的第一轨迹圆的圆心，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一运动学轴线、所述第二运动学轴线、所述第一轨迹圆的圆心、所述第二轨迹圆的第二拟合轴线，确定所述导航坐标系和所述验证坐标系之间的目标转换关系，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述第一轴的第一运动学轴线、所述第二轴的第二运动学轴线分别与验证坐标系的两个坐标轴平行；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若目标运动学轴线、轴线公垂线分别与所述验证坐标系的两个坐标轴平行；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标转换关系、所述初始位置、所述初始位置对应的标准位置，确定所述目标工具的安装状态，包括：

8.一种目标工具的安装状态确定装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现上述权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结本公开涉及一种目标工具的安装状态确定方法、装置、设备及介质。该方法包括：确定机械臂连接的目标工具在导航坐标系下的初始位置；在第一轴转动的情况下，确定目标工具在导航坐标系下的第一轨迹圆的圆心，在第二轴转动的情况下，确定目标工具在导航坐标系下的第二轨迹圆的第二拟合轴线；根据第一运动学轴线、第二运动学轴线、第一轨迹圆的圆心、第二轨迹圆的第二拟合轴线，确定导航坐标系和验证坐标系之间的目标转换关系；根据目标转换关系、初始位置、初始位置对应的标准位置，确定目标工具的安装状态。由此，实现了目标工具的安装状态的确定，提高了后续运动过程中目标工具的运动稳定性、运动精度。技术研发人员：马英凯,叶根,李纪庆,孙欣然,顾卫涛受保护的技术使用者：北京纳通医用机器人科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11