本申請涉及手術(shù)機器人，特別是涉及一種機械臂擺位方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)技術(shù)中，使用機械臂對特定位置進行擺位拍片時，需要人為拖動機械臂到合適的位置，存在機械臂大幅度拖動不方便，而且擺位點沒有參考的位置需要人為去確定；當拖動機械臂到達擺位點后，也可能會出現(xiàn)當前機械臂姿態(tài)對參與拍片操作的其它設(shè)備造成干擾，導致機械臂擺位效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠快速準確地將機械臂移動到目標位置，且不干擾其它設(shè)備，有助于有效提高對機械臂的擺位效率的機械臂擺位方法、裝置和系統(tǒng)。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N機械臂擺位方法。所述方法包括：獲取多個機械臂點位下采集的目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像；根據(jù)各所述采集的圖像構(gòu)建所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的三維模型；根據(jù)所述三維模型，確定對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各目標操作點對應的操作擺位點坐標；在確定機械臂均能到達各所述操作擺位點坐標的情況下，將所述機械臂移動到所述操作擺位點坐標，以在各所述操作擺位點坐標處對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片。

3、在一個實施例中，所述獲取多個機械臂點位下采集的目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像，包括：獲取所述目標生理結(jié)構(gòu)的定位圖像，將所述定位圖象輸入至機械臂點位生成模型，獲取所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的各采集點位；將所述機械臂依次移動到各所述采集點位，以采集所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像。

4、在一個實施例中，在所述獲取所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的各采集點位之后，還包括：判斷所述機械臂能否到達各所述采集點位；在存在機械臂不能到達的采集點位的情況下，根據(jù)所述機械臂點位生成模型，重新獲取所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的各采集點位。

5、在一個實施例中，所述根據(jù)所述三維模型，確定對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各目標操作點對應的操作擺位點坐標，包括：根據(jù)所述三維模型，計算對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各初始擺位點坐標；驗證所述機械臂能否到達各所述初始擺位點坐標；在所述機械臂能到達各所述初始擺位點坐標的情況下，控制所述機械臂移動到任一所述初始擺位點坐標；在所述機械臂處于該初始擺位點坐標的情況下，判斷該初始擺位點坐標是否滿足拍片要求；若滿足拍片要求，則將該初始擺位點坐標作為操作擺位點坐標；若不滿足拍片要求，則對所述機械臂的該初始擺位點坐標進行修正，直至修正后的擺位點坐標滿足拍片要求，將所述修正后的擺位點坐標作為操作擺位點坐標。

6、在一個實施例中，所述方法還包括：若所述機械臂不能到達任一所述初始擺位點坐標，返回執(zhí)行根據(jù)所述三維模型，計算對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各初始擺位點坐標的步驟，直到所述機械臂能夠到達各所述初始擺位點坐標；或者，若所述機械臂不能到達任一所述初始擺位點坐標，根據(jù)三維圖像顯示容器，對該所述初始擺位點坐標進行校準，直到所述機械臂均能到達各所述初始擺位點坐標。

7、在一個實施例中，所述根據(jù)三維圖像顯示容器，對該所述初始擺位點坐標進行校準，直到所述機械臂均能到達各所述初始擺位點坐標，包括：基于所述三維圖像顯示容器，獲取同一坐標系下各所述初始擺位點坐標以及所述機械臂的位置坐標；基于所述坐標系，根據(jù)所述機械臂的位置坐標對該所述初始擺位點坐標進行調(diào)整，直到所述機械臂能夠到達各所述初始擺位點坐標。

8、在一個實施例中，所述方法還包括：在任一所述操作擺位點坐標，若存在所述機械臂對應的機械臂位姿干擾拍片的情況時，對所述機械臂位姿進行調(diào)整，得到已調(diào)整位姿；根據(jù)所述已調(diào)整位姿以及所述操作擺位點坐標，對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片。

9、在一個實施例中，所述對所述機械臂位姿進行調(diào)整，得到已調(diào)整位姿，包括：基于同一個所述操作擺位點坐標，根據(jù)預設(shè)的機械臂姿態(tài)數(shù)據(jù)對所述機械臂位姿進行調(diào)整，得到調(diào)整后位姿；判斷所述調(diào)整后位姿是否干擾拍片；在所述調(diào)整后位姿干擾拍片的情況下，返回執(zhí)行所述根據(jù)預設(shè)的機械臂姿態(tài)數(shù)據(jù)對所述機械臂位姿進行調(diào)整，得到調(diào)整后位姿，直到得到所述已調(diào)整位姿。

10、第二方面，本申請還提供了一種機械臂擺位裝置。所述裝置包括：圖像采集模塊，用于獲取多個機械臂點位下采集的目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像；模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)各所述采集的圖像構(gòu)建所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的三維模型；坐標確定模塊，用于根據(jù)所述三維模型，確定對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各目標操作點對應的操作擺位點坐標；機械臂擺位模塊，用于在確定機械臂均能到達各所述操作擺位點坐標的情況下，將所述機械臂移動到所述操作擺位點坐標，以在各所述操作擺位點坐標處對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片。

11、第三方面，本申請還提供了一種機械臂擺位系統(tǒng)。所述系統(tǒng)控制中心、機械臂以及設(shè)置在機械臂上的相機；所述設(shè)置在機械臂上的相機，用于獲取多個機械臂點位下采集的目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像；所述控制中心，用于根據(jù)各所述采集的圖像構(gòu)建所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的三維模型；所述控制中心，還用于根據(jù)所述三維模型，確定對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各目標操作點對應的操作擺位點坐標；所述控制中心，還用于在確定機械臂均能到達各所述操作擺位點坐標的情況下，將所述機械臂移動到所述操作擺位點坐標。

12、上述一種機械臂方法、裝置和系統(tǒng)，通過獲取多個機械臂點位下采集的目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像；根據(jù)各采集的圖像構(gòu)建目標生理結(jié)構(gòu)對應的三維模型；根據(jù)三維模型，確定對目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各目標操作點對應的操作擺位點坐標；在確定機械臂均能到達各操作擺位點坐標的情況下，將機械臂移動到操作擺位點坐標，以在各操作擺位點坐標處對目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片。

13、通過使用目標生理結(jié)構(gòu)定向?qū)Ш较到y(tǒng)控制中心軟件，在目標對象的目標生理結(jié)構(gòu)的正上方采集圖像后計算出若干個采集點位；然后通過控制機械臂攜帶結(jié)構(gòu)光相機運動到這幾個采集點位進行圖像采集，將所拍的圖像通過算法構(gòu)建三維模型；最后根據(jù)三維模型計算出合適的各目標操作點對應的操作擺位點坐標，在操作擺位點坐標的指引下，即可讓機械臂運動到指定位置對目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片，能夠快速準確地將機械臂移動到目標位置，且不干擾其它設(shè)備，有助于有效提高對機械臂的擺位效率。

技術(shù)特征：

1.一種機械臂擺位方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取多個機械臂點位下采集的目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述獲取所述目標生理結(jié)構(gòu)對應的各采集點位之后，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三維模型，確定對所述目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各目標操作點對應的操作擺位點坐標，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)三維圖像顯示容器，對該所述初始擺位點坐標進行校準，直到所述機械臂均能到達各所述初始擺位點坐標，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述對所述機械臂位姿進行調(diào)整，得到已調(diào)整位姿，包括：

9.一種機械臂擺位裝置，其特征在于，所述裝置包括：

10.一種手術(shù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括控制中心、機械臂以及設(shè)置在機械臂上的相機；

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種機械臂擺位方法、裝置和系統(tǒng)。所述方法包括：獲取多個機械臂點位下采集的目標生理結(jié)構(gòu)對應的圖像；根據(jù)各采集的圖像構(gòu)建目標生理結(jié)構(gòu)對應的三維模型；根據(jù)三維模型，確定對目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片的各目標操作點對應的操作擺位點坐標；在確定機械臂均能到達各操作擺位點坐標的情況下，將機械臂移動到操作擺位點坐標，以在各操作擺位點坐標處對目標生理結(jié)構(gòu)進行拍片。采用本方法能夠快速準確地將機械臂移動到目標位置，且不干擾其它設(shè)備，有助于有效提高對機械臂的擺位效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王宗,何雄一,吳東,黎鳳
受保護的技術(shù)使用者：武漢聯(lián)影智融醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6