机械臂摆位方法、装置和系统与流程

本申请涉及手术机器人，特别是涉及一种机械臂摆位方法、装置和系统。

背景技术：

1、传统技术中，使用机械臂对特定位置进行摆位拍片时，需要人为拖动机械臂到合适的位置，存在机械臂大幅度拖动不方便，而且摆位点没有参考的位置需要人为去确定；当拖动机械臂到达摆位点后，也可能会出现当前机械臂姿态对参与拍片操作的其它设备造成干扰，导致机械臂摆位效率低下。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够快速准确地将机械臂移动到目标位置，且不干扰其它设备，有助于有效提高对机械臂的摆位效率的机械臂摆位方法、装置和系统。

2、第一方面，本申请提供了一种机械臂摆位方法。所述方法包括：获取多个机械臂点位下采集的目标生理结构对应的图像；根据各所述采集的图像构建所述目标生理结构对应的三维模型；根据所述三维模型，确定对所述目标生理结构进行拍片的各目标操作点对应的操作摆位点坐标；在确定机械臂均能到达各所述操作摆位点坐标的情况下，将所述机械臂移动到所述操作摆位点坐标，以在各所述操作摆位点坐标处对所述目标生理结构进行拍片。

3、在一个实施例中，所述获取多个机械臂点位下采集的目标生理结构对应的图像，包括：获取所述目标生理结构的定位图像，将所述定位图象输入至机械臂点位生成模型，获取所述目标生理结构对应的各采集点位；将所述机械臂依次移动到各所述采集点位，以采集所述目标生理结构对应的图像。

4、在一个实施例中，在所述获取所述目标生理结构对应的各采集点位之后，还包括：判断所述机械臂能否到达各所述采集点位；在存在机械臂不能到达的采集点位的情况下，根据所述机械臂点位生成模型，重新获取所述目标生理结构对应的各采集点位。

5、在一个实施例中，所述根据所述三维模型，确定对所述目标生理结构进行拍片的各目标操作点对应的操作摆位点坐标，包括：根据所述三维模型，计算对所述目标生理结构进行拍片的各初始摆位点坐标；验证所述机械臂能否到达各所述初始摆位点坐标；在所述机械臂能到达各所述初始摆位点坐标的情况下，控制所述机械臂移动到任一所述初始摆位点坐标；在所述机械臂处于该初始摆位点坐标的情况下，判断该初始摆位点坐标是否满足拍片要求；若满足拍片要求，则将该初始摆位点坐标作为操作摆位点坐标；若不满足拍片要求，则对所述机械臂的该初始摆位点坐标进行修正，直至修正后的摆位点坐标满足拍片要求，将所述修正后的摆位点坐标作为操作摆位点坐标。

6、在一个实施例中，所述方法还包括：若所述机械臂不能到达任一所述初始摆位点坐标，返回执行根据所述三维模型，计算对所述目标生理结构进行拍片的各初始摆位点坐标的步骤，直到所述机械臂能够到达各所述初始摆位点坐标；或者，若所述机械臂不能到达任一所述初始摆位点坐标，根据三维图像显示容器，对该所述初始摆位点坐标进行校准，直到所述机械臂均能到达各所述初始摆位点坐标。

7、在一个实施例中，所述根据三维图像显示容器，对该所述初始摆位点坐标进行校准，直到所述机械臂均能到达各所述初始摆位点坐标，包括：基于所述三维图像显示容器，获取同一坐标系下各所述初始摆位点坐标以及所述机械臂的位置坐标；基于所述坐标系，根据所述机械臂的位置坐标对该所述初始摆位点坐标进行调整，直到所述机械臂能够到达各所述初始摆位点坐标。

8、在一个实施例中，所述方法还包括：在任一所述操作摆位点坐标，若存在所述机械臂对应的机械臂位姿干扰拍片的情况时，对所述机械臂位姿进行调整，得到已调整位姿；根据所述已调整位姿以及所述操作摆位点坐标，对所述目标生理结构进行拍片。

9、在一个实施例中，所述对所述机械臂位姿进行调整，得到已调整位姿，包括：基于同一个所述操作摆位点坐标，根据预设的机械臂姿态数据对所述机械臂位姿进行调整，得到调整后位姿；判断所述调整后位姿是否干扰拍片；在所述调整后位姿干扰拍片的情况下，返回执行所述根据预设的机械臂姿态数据对所述机械臂位姿进行调整，得到调整后位姿，直到得到所述已调整位姿。

10、第二方面，本申请还提供了一种机械臂摆位装置。所述装置包括：图像采集模块，用于获取多个机械臂点位下采集的目标生理结构对应的图像；模型构建模块，用于根据各所述采集的图像构建所述目标生理结构对应的三维模型；坐标确定模块，用于根据所述三维模型，确定对所述目标生理结构进行拍片的各目标操作点对应的操作摆位点坐标；机械臂摆位模块，用于在确定机械臂均能到达各所述操作摆位点坐标的情况下，将所述机械臂移动到所述操作摆位点坐标，以在各所述操作摆位点坐标处对所述目标生理结构进行拍片。

11、第三方面，本申请还提供了一种机械臂摆位系统。所述系统控制中心、机械臂以及设置在机械臂上的相机；所述设置在机械臂上的相机，用于获取多个机械臂点位下采集的目标生理结构对应的图像；所述控制中心，用于根据各所述采集的图像构建所述目标生理结构对应的三维模型；所述控制中心，还用于根据所述三维模型，确定对所述目标生理结构进行拍片的各目标操作点对应的操作摆位点坐标；所述控制中心，还用于在确定机械臂均能到达各所述操作摆位点坐标的情况下，将所述机械臂移动到所述操作摆位点坐标。

12、上述一种机械臂方法、装置和系统，通过获取多个机械臂点位下采集的目标生理结构对应的图像；根据各采集的图像构建目标生理结构对应的三维模型；根据三维模型，确定对目标生理结构进行拍片的各目标操作点对应的操作摆位点坐标；在确定机械臂均能到达各操作摆位点坐标的情况下，将机械臂移动到操作摆位点坐标，以在各操作摆位点坐标处对目标生理结构进行拍片。

13、通过使用目标生理结构定向导航系统控制中心软件，在目标对象的目标生理结构的正上方采集图像后计算出若干个采集点位；然后通过控制机械臂携带结构光相机运动到这几个采集点位进行图像采集，将所拍的图像通过算法构建三维模型；最后根据三维模型计算出合适的各目标操作点对应的操作摆位点坐标，在操作摆位点坐标的指引下，即可让机械臂运动到指定位置对目标生理结构进行拍片，能够快速准确地将机械臂移动到目标位置，且不干扰其它设备，有助于有效提高对机械臂的摆位效率。

技术特征：

1.一种机械臂摆位方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多个机械臂点位下采集的目标生理结构对应的图像，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述获取所述目标生理结构对应的各采集点位之后，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维模型，确定对所述目标生理结构进行拍片的各目标操作点对应的操作摆位点坐标，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据三维图像显示容器，对该所述初始摆位点坐标进行校准，直到所述机械臂均能到达各所述初始摆位点坐标，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述机械臂位姿进行调整，得到已调整位姿，包括：

9.一种机械臂摆位装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种手术机器人系统，其特征在于，所述系统包括控制中心、机械臂以及设置在机械臂上的相机；

技术总结本申请涉及一种机械臂摆位方法、装置和系统。所述方法包括：获取多个机械臂点位下采集的目标生理结构对应的图像；根据各采集的图像构建目标生理结构对应的三维模型；根据三维模型，确定对目标生理结构进行拍片的各目标操作点对应的操作摆位点坐标；在确定机械臂均能到达各操作摆位点坐标的情况下，将机械臂移动到操作摆位点坐标，以在各操作摆位点坐标处对目标生理结构进行拍片。采用本方法能够快速准确地将机械臂移动到目标位置，且不干扰其它设备，有助于有效提高对机械臂的摆位效率。技术研发人员：王宗,何雄一,吴东,黎凤受保护的技术使用者：武汉联影智融医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6